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Organic Chemistry Portal: Ugi Reaction

Ugi-Reaktion

Diese 4-Komponenten-Kondensation (U-4CC) ermöglicht die Synthese von a-Aminoacylamid-Derivaten aus Aldehyden, Aminen, Carbonsäuren und Isocyaniden.


Mechanismus

Als Lösungsmittel in der Ugi-Reaktion haben sich niedermolekulare Alkohole bewährt. Die Reaktanten werden in hohen Konzentrationen unter Kühlung vorgelegt und reagieren sehr schnell (Minuten) bei Raumtemperatur ab. Lewissäuren können bei der Umsetzung von sterisch anspruchsvollen Edukten zur Katalyse eingesetzt werden.

Im Gegensatz zur Passerini-Reaktion kann bei der U-4CC ein ionischer Mechanismus angenommen werden. So wird das entstehende Imin durch die Carbonsäurekomponente protoniert, wobei ein nucleophiles Carboxylat entsteht:

In der Reaktion mit dem Isocyanid bildet sich ein unstabiles Produkt, welches irreversibel umlagert:

Triebkraft von Reaktionen mit Isocyaniden ist die Oxidation von Kohlenstoff-II in IV (auch Passerini-Reaktion).

Die Ugi-Reaktion hat eine gewisse Bedeutung in der Synthese von unnatürlichen Aminosäuren erlangt, wenngleich eine stereoselektive Umsetzung erst Gegenstand der aktuellen Forschung ist.

Die eingesetzten Carbonsäuren lassen sich vielfältig variieren. Unlängst konnten auch die Isocyanide ersetzt werden.  Iminoaziridine zerfallen normalerweise säurekatalysiert in Isocyanide und Imine. Die Reaktion von Iminoaziridinen mit Carbonsäuren führt schliesslich ebenfalls zu Ugi-Produkten: