Реакция Лейкарта
| Реакция Лейкарта | |
|---|---|
| Назван в честь | Рудольф Лейкарт |
| Тип реакции | Реакция замещения |
| Идентификаторы | |
| RSC Идентификатор онтологии | RXNO: 0000101 |
Реакция Лейкарта — это химическая реакция , которая превращает альдегиды или кетоны в амины путем восстановительного аминирования в присутствии тепла. [1] [2] В реакции, названной в честь Рудольфа Лейкарта используется либо формиат аммония , либо формамид , в качестве донора азота и восстановителя . [3] Для этого требуются высокие температуры, обычно от 120 до 130 °C; для варианта с формамидом температура может превышать 165 °C. [1]
История
[ редактировать ]Реакция Лейкарта названа в честь своего разработчика, немецкого химика Рудольфа Лейкарта (1854–1899). Он обнаружил, что при нагревании бензальдегида с формамидом образуется не бензилидендиформамид, как ожидалось, а бензиламин . [4] В 1891 году коллега Лейкарта из Геттингенского университета Отто Валлах провел дальнейшие реакции с использованием алициклических и терпеноидных кетонов, а также альдегидов, продемонстрировав общее применение. [4] За последнее столетие химики открыли несколько способов повысить выход реакции и провести ее в менее напряженных условиях. Поллард и Янг суммировали различные способы образования аминов: использование формамида или формиата аммония, или того и другого, или добавление муравьиной кислоты к формамиду. [3] Однако использование в качестве реагента только формиата аммония дает наилучшие выходы. [1] [3] Использование формамида дает низкие выходы по сравнению с формиатом аммония, но выходы можно увеличить, используя большое количество формамида или формиат аммония, сульфат аммония и хлорид магния в качестве катализаторов . [5]
Механизм
[ редактировать ]Формиат аммония в качестве реагента
[ редактировать ]
Формиат аммония сначала диссоциирует на муравьиную кислоту и аммиак . Затем аммиак осуществляет нуклеофильную атаку карбонильного углерода . [3] Кислород депротонирует водород из азота с образованием гидроксила. Гидроксил протонируется с помощью водорода муравьиной кислоты, что позволяет молекуле воды уйти. При этом образуется карбокатион, стабилизированный резонансом. Соединение атакует водород из депротонированной муравьиной кислоты, полученной на предыдущем этапе, образуя диоксид углерода и амин.
Формамид в качестве реагента
[ редактировать ]
Формамид сначала нуклеофильно атакует карбонильный углерод. [3] Кислород протонируется путем отрыва водорода от атома азота, после чего образуется молекула воды, которая уходит, образуя производное N-формила, которое стабилизируется резонансом. [3] Вода гидролизует формамид с образованием формиата аммония, который действует как восстановитель и присоединяется к производному N-формила. Происходит гидридный сдвиг, приводящий к потере углекислого газа. Добавляется ион аммония, образуя имин и выделяя аммиак. Имин подвергается гидролизу с образованием амина, который изображен на схеме ниже.
Приложения
[ редактировать ]Примером реакции Лейкарта является ее использование в синтезе тетрагидро-1,4-бензодиазепин-5-она, молекулы, которая является частью семейства бензодиазепинов . [6] Многие соединения этого семейства молекул являются супрессорами центральной нервной системы и используются в терапевтических целях и в различных лекарствах, таких как антибиотики, противоязвенные средства и средства против ВИЧ. [6] Исследователи синтезировали тетрагидро-1,4-бензодиазепин-5-оны с превосходными выходами и чистотой, используя реакцию Лейкарта. Они провели реакцию методом твердофазного синтеза и использовали муравьиную кислоту в качестве восстановителя. [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Александр, Эллиот; Рут Боуман Уайлдман (1948). «Исследование механизма реакции Лейкарта». Журнал Американского химического общества . 70 (3): 1187–1189. дои : 10.1021/ja01183a091 . ПМИД 18909189 .
- ^ Ингерсолл, AW (1937). «α-Фенилэтиламин». Органические синтезы . 17:76 . дои : 10.15227/orgsyn.017.0076 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Поллард, CB; Дэвид С. Янг (1951). «Механизм реакции Лейкарта». Журнал органической химии . 16 (5): 661–672. дои : 10.1021/jo01145a001 .
- ^ Jump up to: а б Кроссли, Фрэнк С.; Морис Л. Мур (1944). «Исследования реакции Лейкарта». Журнал органической химии . 9 (6): 529–536. дои : 10.1021/jo01188a006 .
- ^ Веберс, Винсент Дж.; Уильям Ф. Брюс (1948). «Реакция Лейкарта: исследование механизма». Журнал Американского химического общества . 70 (4): 1422–1424. дои : 10.1021/ja01184a038 . ПМИД 18915755 .
- ^ Jump up to: а б с Ли, Сун-Чан; Сын Бум Пак (2007). «Новое применение реакции Лейкарта-Валлаха для синтеза библиотеки тетрагидро-1,4-бензодиазепин-5-онов» . Химические коммуникации (36): 3714–3716. дои : 10.1039/B709768A . ПМИД 17851604 .