Восстановительное аминирование - Reductive amination

Восстановительное аминирование
Тип реакции Реакция сцепления
Идентификаторы
Идентификатор онтологии RSC RXNO: 0000335

Восстановительное аминирование (также известное как восстановительное алкилирование ) - это форма аминирования, которая включает превращение карбонильной группы в амин через промежуточный имин . Карбонильная группа чаще всего представляет собой кетон или альдегид . Считается, что это самый важный способ получения аминов, и большинство аминов, производимых в фармацевтической промышленности, получают таким образом.

Процесс реакции

В этой органической реакции амин сначала реагирует с карбонильной группой с образованием полуамина , который впоследствии теряет одну молекулу воды обратимым образом за счет алкилиминодезоксобизамещения с образованием имина. Равновесие между альдегидом / кетоном и имином можно сместить в сторону образования имина путем удаления образовавшейся воды физическими или химическими способами. Этот промежуточный имин затем можно выделить и восстановить с помощью подходящего восстанавливающего агента (например, боргидрида натрия ). Этот метод иногда называют непрямым восстановительным аминированием.

При отдельном подходе образование и восстановление имина могут происходить последовательно в одном сосуде. В этом подходе, известном как прямое восстановительное аминирование, используются восстановители, которые более активны по отношению к протонированным иминам, чем к предшественникам кетона / альдегида. Эти гидридные реагенты также должны выдерживать умеренно кислые условия. Типичные реагенты, отвечающие этим критериям, включают цианоборгидрид натрия (NaBH 3 CN) и триацетоксиборгидрид натрия (NaBH (OCOCH 3 ) 3 ). Эту реакцию можно проводить в водной среде, что ставит под сомнение необходимость образования имина. Возможно, реакция протекает через восстановление полуаминальных форм.

Вариации и родственные реакции

Эта реакция связана с реакцией Эшвейлера-Кларка , в которой амины метилируются до третичных аминов, реакцией Лейкарта-Валлаха или другими методами алкилирования аминов, такими как реакция Манниха и реакция Петазиса .

Классически названная реакция - это реакция Миньонака (1921 г.), включающая реакцию кетона с аммиаком над никелевым катализатором, например, в синтезе 1-фенилэтиламина, исходя из ацетофенона :

Восстановительное аминирование ацетофенона аммиаком

В настоящее время однореакторное восстановительное аминирование выполняется кислотно-металлическими катализаторами, которые действуют как гидридный перенос. Многие исследования этого типа реакции показывают высокую эффективность.

В промышленности третичные амины, такие как триэтиламин и диизопропилэтиламин , образуются непосредственно из кетонов с помощью газовой смеси аммиака и водорода и подходящего катализатора.

Биохимия

Шагом в биосинтезе многих α- аминокислот является восстановительное аминирование α-кетокислоты, обычно ферментом трансаминазой . Процесс катализируется пиридоксаминфосфатом , который после реакции превращается в пиридоксальфосфат . Начальная стадия влечет за собой образование имина, но гидридные эквиваленты поставляются восстановленным пиридином с образованием альдимина, который гидролизуется до амина. Последовательность от кетокислоты до аминокислоты можно резюмировать следующим образом:

HO 2 CC (O) R → HO 2 CC (= NCH 2 –X) R → HO 2 CCH (N = CH – X) R → HO 2 CCH (NH 2 ) R.

В популярной культуре

В получившей признание критиков драме « Во все тяжкие» главный герой Уолтер Уайт использует реакцию восстановительного аминирования для получения метамфетамина высокой степени чистоты , полагаясь на 2-фенилпропанон и метиламин . 2-фенилпропанон (иначе известный как фенилацетон или P2P) получают из фенилуксусной кислоты и уксусной кислоты с использованием трубчатой ​​печи и диоксида тория (ThO 2 ) в качестве катализатора.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка