Wolff -omlejringen (Wolf-Schroeter-omlejringen) er en reaktion i organisk kemi , hvor en α-diazocarbonylforbindelse omdannes til keten ved tab af nitrogen, ledsaget af en 1,2-omlejring [1] . I Wolff-omlejringen er keten et mellemprodukt, der yderligere kan gennemgå nukleofilt angreb med svagt sure nukleofiler (såsom vand , alkoholer , aminer ), der danner carboxylsyrederivater eller et [2+2]-cycloadditionsprodukt indeholdende en fireleddet ring. Wolff-omlejringsmekanismen har været genstand for diskussion siden dens første brug, men ingen af de foreslåede mekanismer beskriver reaktionen fuldstændigt.[2] . Reaktionen blev opdaget af Ludwig Wolff i 1902 [3] . Wolff-omlejringen er meget udbredt i organisk syntese på grund af tilgængeligheden af a-diazacarbonylforbindelser, de mange forskellige reaktioner, der involverer keten-mellemproduktet, og den stereokemiske tilbageholdelse af den migrerende gruppe [2] . Wolff-omlejringen har dog begrænsninger på grund af den høje reaktivitet af α-diazocarbonylforbindelser, som kan gennemgå forskellige konkurrerende reaktioner [1] .
Wolff-omlejringen kan initieres ved termolyse [3] , fotolyse [4] eller overgangsmetalkatalyse [3] . I sidstnævnte tilfælde er reaktionen følsom over for valget af metal (normalt anvendes sølvoxid eller Ag(I)-forbindelser). Wolff-omlejringen anvendes i vid udstrækning i organisk syntese, hovedsageligt til fremstilling af derivater af carboxylsyrer. Arndt-Eister-reaktionen er et særligt tilfælde af Wolf-omarrangementet. En anden særlig anvendelse er sløjfereduktion. Hvis a-diazocarbonylforbindelsen har en cyklisk struktur, fører Wolff-omlejringen til ringforkortelse. Reaktionen går godt, når der skabes cykliske deforme systemer, når andre reaktioner ikke er egnede.
I 1902 opdagede Ludwig Wolf, at når diazoacetophenon behandles med vand i nærværelse af sølvoxid , dannes phenyleddikesyre , og når man behandler med ammoniak , dannes phenylacetamid i stedet for vand [3] . Et par år senere blev denne reaktion uafhængigt observeret af Schroeter [5] . Derfor kaldes reaktionen nogle gange for Wolf-Schroeter-omlejringen [2] . Til at begynde med blev reaktionen ikke udbredt, før en nem måde at syntetisere diazaketoner blev opdaget i 1930'erne [1] [2] .
Wolff-omlejringsmekanismen har været genstand for diskussion siden dens første brug, men ingen af de foreslåede mekanismer beskriver reaktionen fuldstændigt. De to faser af mekanismen kan dog forenes. For det første er α-diazocarbonylforbindelser i ligevægt med S-(Z) og S-(E) konformere, hvis fordeling kan påvirke reaktionsmekanismen. Under fotolyse reagerer forbindelser i S-(Z) -konformationen som regel trinvist på grund af en torsionsvinkel på 150°-180° mellem de udgående og migrerende grupper, mens forbindelser i S-(E)-konformationen reagerer gennem et mellemprodukt carben eller ikke reagere. For det andet, uanset reaktionsmekanismen, producerer omlejringen et keten-mellemprodukt, som kan fanges af en svagt sur nukleofil såsom en alkohol eller amin for at give den tilsvarende ester eller amid, eller af en olefin for at give en [2+2]- cycloaddition addukt. Stærke syrer giver ikke en Wolff-omlejring, men protonerer α-carbonet og giver reaktionsprodukter efter S N 2 mekanismen .
At forstå stereokemien af α-diazo ketoner er afgørende for at forstå Wolf omlejringsmekanismen. α-diazocarbonylforbindelser har tendens til at være lokalt plane med store rotationsbarrierer (55-65 kJ/mol) på grund af C=C-bindingen mellem carbonylgruppen og α-carbonen, som vist i resonansstrukturen længst til højre [6] . En sådan stor barriere sænker molekylære rotationer nok til at skabe en ligevægt mellem de to S-(Z) og S-(E) konformere. Som det kan ses i resonatorstrukturen længst til højre, i S-(Z)-konformationen, sker der en yderligere Coulomb-interaktion mellem oxygenet med en delvis negativ ladning og diazagruppen med en delvis positiv ladning [1] . I dette tilfælde, hvis R1 er et stort radikal, og R2 er hydrogen, foretrækkes S-(Z)-konformeren. Hvis R1 og R2 er store nok, foretrækkes S-(E)-konformeren, fordi deres frastødende kraft er større end Coulomb-kraften. Små og mellemstore cykliske substrater er begrænset til S-(Z) konformationen.
Når α-diazoketon er i S-(Z) konformationen, er den udgående gruppe (N 2 ) og den migrerende gruppe (R 1 ) i en vinkel på 150°-180°, hvilket fører til en reaktion i henhold til en aftalt mekanisme , hvori, samtidig med elimineringen af nitrogen, 1,2-alkyl skifter. Der er tegn på, at denne mekanisme opstår under termolyse og fotolyse, når S-(Z) konformeren er meget udbredt [7] .
Undersøgelser af den kemiske polarisering af kerner viser, at den fotokemiske omlejring af diazoacetone, som hovedsageligt findes i S-(Z)-konformeren, sker efter en aftalt mekanisme [8] . Forholdet mellem produkter fra direkte og triplet-følsom fotolyse blev brugt til at bevise, at omlejringen af S-(Z)-konformere følger en samordnet mekanisme, og S-(E)-konformere en trinvis en [9] .