Die Helferich-Synthese oder -Methode, auch Helferich und Schmitz-Hillebrecht-Synthese, ist eine Namensreaktion in der Organischen Chemie. Beschrieben wurde sie erstmals 1933 von dem deutschen Chemiker Burckhardt Helferich (1887–1982) und dem Chemiker Ernst Schmitz-Hillebrecht.Winfried R. Pötsch, Annelore Fischer, Wolfgang Müller unter Mitarbeit von Heinz Cassebaum: Lexikon bedeutender Chemiker. Bibliographisches Institut, Leipzig 1988, S. 384, ISBN 3-323-00185-0. Sie dient der direkten Synthese von Phenylglykosid aus Monosaccharid-Pentaacetat und Phenol unter saurer Katalyse.Eberhard Breitmaier, Günther Jung: Organische Chemie: Grundlagen, Verbindungsklassen, Reaktionen, Konzepte, Molekülstruktur, Naturstoffe, Syntheseplanung, Nachhaltigkeit Vol. 7. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2012, S. 872–873, ISBN 978-3-13-541507-9.
Übersichtsreaktion Bei dieser Reaktion reagiert ein fünffach acetylierter Kohlenhydrat-Ring mit Phenol im sauren Milieu zu acetyliertem Phenylglykosid. In Anwesenheit von ZnCl2 entsteht das α-Glykosid mit dem Phenoxy-Rest in axialer Position. Bei Zugabe von p-Toluolsulfonsäure (TsOH) bildet sich jedoch das β-Glykosid mit dem Phenoxy-Rest in äquatorialer Position.Martha Windholz, Susan Budavari, Lorraine Y. Stroumtos, Margaret Noether Fertig: The Merck Index An Encyclopedia of Chemicals and Drugs Vol. 9, Merck & Co., INC., Rahway, NJ, 1976, ISBN 0-911910-26-3, S. ONR-41. rahmenlos|hochkant=2.5|zentriert|Helferich-Synthese – Übersichtsreaktion
Reaktionsmechanismus Katalysator Zinkchlorid – α-Glykosid-Bildung Im vorgeschlagenen Reaktionsmechanismus entsteht ein α-Phenylglykosid 3: rahmenlos|hochkant=2.3|zentriert|Helferich-Synthese – Reaktionsmechanismus
Es wird angenommen, dass das Sauerstoffatom im Kohlenhydratring und das der Carbonylgruppe von 1 zunächst mit dem ZnCl2 wechselwirkt. Zu 2 wird anschließend das Phenol hinzugegeben. In einem Übergangszustand greift das Phenol von der Unterseite an und es kommt zur Bildung des α-Phenylglykosids 3.
Katalysator p-Toluolsulfonsäure – β-Glykosid-Bildung Das β-Phenylglykosid 3 entsteht – nach Zerong Wang – entlang der folgenden Reaktionskette: rahmenlos|hochkant=2.3|zentriert|Helferich-Synthese – Reaktionsmechanismus
Bei der Einwirkung von TsOH auf 1 wird zunächst Essigsäure (AcOH) abgespalten, so entsteht das Oxoniumion 2. Bei Zugabe von Phenol abstrahiert das Tosylat-Anion zunächst ein Proton unter Bildung eines Phenoxy-Anions, das sogleich 2 angreift, wobei sich diastereoselektiv das β-Glykosid 3 bildet.
Einzelnachweise
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