Reazione di Staudinger

La reazione di Staudinger è la reazione chimica di un'azide con una fosfina o un fosfito per ottenere un imminofosforano.^[1]^[2] La reazione prende il nome dal chimico tedesco Hermann Staudinger, che la scoprì nel 1919.^[3]

La reazione è condotta in due passaggi. Prima vengono trattate la fosfina e l'azide per formare l'immide della fosfina:

R₃P + R'N₃ → R₃P=NR' + N₂

L'immide della fosfina è quindi idrolizzata per ottenere un fosfinossido e un'ammina:

R₃P=NR' + H₂O → R₃P=O + R'NH₂

Globalmente è un metodo blando per ridurre un'azide ad ammina. Comunemente si usa trifenilfosfina come riducente, ottenendo ossido di trifenilfosfina come prodotto secondario assieme all'ammina. Un esempio di reazione di Staudinger è il seguente:^[4]

Meccanismo di reazione

Il meccanismo della reazione è incentrato sulla formazione di un imminofosforano per addizione nucleofila della fosfina sull'atomo di azoto terminale dell'azide, con espulsione di azoto. Nel secondo passaggio quest'ultimo intermedio è idrolizzato formando l'ammina e l'ossido della fosfina.

Legatura di Staudinger

In studi di biologia chimica è stata introdotta la legatura di Staudinger, una variante della reazione di Staudinger classica, in cui la triarilfosfina contiene una trappola chimica elettrofila, in genere un estere metilico.^[5] In soluzione acquosa l'intermedio aza-iluro si riarrangia formando un legame ammidico e il fosfinossido. La reazione è detta legatura di Staudinger perché lega due molecole tra loro, mentre nella reazione di Staudinger classica i due prodotti non sono legati dopo l'idrolisi. Uno schema generale è il seguente:^[6]

Un esempio di legatura di Staudinger è la formazione di un legame tra un nucleoside (basato sulla deossiuridina) e un marcatore fluorescente (derivato della cumarina):^[7]

Bibliografia

(EN) Y. G. Gololobov, Sixty years of Staudinger Reaction, in Tetrahedron, vol. 37, n. 3, 1981, pp. 437-472, DOI:10.1016/S0040-4020(01)92417-2.
(EN) Y. G. Gololobov e L. F. Kasukhin, Recent advances in the Staudinger Reaction, in Tetrahedron, vol. 48, n. 8, 1992, pp. 1353-1406, DOI:10.1016/S0040-4020(01)92229-X.
(EN) I. Kosiova, A. Janicova e P. Kois, Synthesis of coumarin or ferrocene labeled nucleosides via Staudinger ligation, in Beilstein J. Org. Chem., vol. 2, 2006, p. 23, DOI:10.1186/1860-5397-2-23.
(EN) E. Saxon e C. R. Bertozzi, Cell Surface Engineering by a Modified Staudinger Reaction, in Science, vol. 287, n. 5460, 2000, pp. 2007-2010, DOI:10.1126/science.287.5460.2007.
(EN) H. Staudinger e J. Meyer, Über neue organische Phosphorverbindungen III. Phosphinmethylenderivate und Phosphinimine, in Helv. Chim. Acta, vol. 2, n. 1, 1919, pp. 635-646, DOI:10.1002/hlca.19190020164.
Thermo Fisher Scientific, Staudinger ligation reaction chemistry, su piercenet.com. URL consultato il 15 febbraio 2017.
(EN) K. J. Wallace, R. Hanes, E. Anslyn, J. Morey e altri, Preparation of 1,3,5-Tris(aminomethyl)-2,4,6-triethylbenzene from Two Versatile 1,3,5-Tri(halosubstituted) 2,4,6-Triethylbenzene Derivatives, in Synthesis, vol. 12, 2005, pp. 2080-2083, DOI:10.1055/s-2005-869963.