Cornforth 重排反应

Cornforth 重排反应

重要性 机理 合成应用

重要性

[开创性文献¹；综述^2-7；改进与优化⁸；理论研究^9-11]

Cornforth 重排反应是指在加热条件下，4-羰基取代的噁唑重排为其同分异构体的噁唑。这一热重排反应最早由 J.W. Cornforth 于 1949 年发现。通过此反应，二级和三级烷基或芳基噁唑-4-羧酰胺可以高效转化为对应的 5-氨基噁唑。¹ 当胺基氮（R₃）属于杂环结构时，重排反应的产率通常超过 90%。此外，该反应还被用于从 5-烷氧基噁唑-4-硫羧酸酯合成 5-硫噁唑-4-羧酸酯。

机理^15,13,3

反应机理涉及噁唑环的电环开裂，生成二羰基腈叶立德中间体，随后发生 [1,5]-偶极电环化生成重排后的噁唑。此腈叶立德中间体无法被分离，但通过热 [1,3]-偶极环裂反应间接生成的实验结果支持这一机理。此外，反应速率受到溶剂极性的显著影响：在原酸性溶剂（如 PhCH₂OH）中反应速率显著提高，因为氢键作用稳定了过渡态。

合成应用

1. 噁唑到噻唑的转化：I.J. Turchi 等人研究了 4-（氨基硫羰基）-5-乙氧基噁唑的热重排反应，发现该反应提供了一种从简单起始物高效合成噻唑的方法。¹⁷

2. 二噁烷衍生物的碱催化重排：D.R. Williams 的研究表明，2-(5-噁唑基)-1,3-二硫烷的二阴离子在低温碱催化条件下单烷基化，生成 4,5-二取代噁唑。这是 Cornforth 重排的首个低温碱诱导实例。⁸

3. 复杂多环分子的构建：在研究 Cornforth 重排的范围时，M.J.S. Dewar 等人发现，通过 Heine 反应生成的噁唑啉可作为 Cornforth 重排的前体，最终生成复杂的多环结构化合物。¹²