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 , в качестве донора азота и восстановителя используется формиат аммония или формамид . [3] Требуются высокие температуры, обычно от 120 до 130 ° C; для варианта формамида температура может быть выше 165 ° C. [1]
Лейкарт реакция | |
---|---|
Названный в честь | Рудольф Лейкарт |
Тип реакции | Реакция замещения |
Идентификаторы | |
Идентификатор онтологии RSC | RXNO: 0000101 |
История
Реакция Лейкарта названа в честь ее 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] В течение прошлого столетия химики открыли несколько методов, позволяющих повысить выход реакции и проводить ее в менее тяжелых условиях. Поллард и Янг обобщили различные способы образования аминов: использование либо формамида, либо формиата аммония, либо того и другого, либо добавление муравьиной кислоты к формамиду. [3] Однако использование только формиата аммония в качестве реагента дает наилучшие выходы. [1] [3] Использование формамида дает низкие выходы по сравнению с формиатом аммония, но выходы могут быть увеличены за счет использования большого количества формамида или использования формиата аммония, сульфата аммония и хлорида магния в качестве катализаторов . [5]
Механизм
Формиат аммония в качестве реагента:
Формиат аммония сначала диссоциирует на муравьиную кислоту и аммиак . Затем аммиак производит нуклеофильную атаку на карбонильный углерод. [3] Кислород депротонирует водород из азота с образованием гидроксила. Гидроксил протонируется с использованием водорода из муравьиной кислоты, что позволяет молекуле воды уйти. При этом образуется карбокатион, который стабилизируется резонансом. Соединение атакует водород из депротонированной муравьиной кислоты с предыдущей стадии, образуя диоксид углерода и амин.
Формамид как реагент:
Формамид сначала нуклеофильно атакует карбонильный углерод. [3] Кислород протонируется путем отделения водорода от атома азота с последующим образованием молекулы воды, которая уходит, образуя производное N-формила, которое стабилизируется резонансом. [3] Вода гидролизует формамид с образованием формиата аммония, который действует как восстанавливающий агент и присоединяется к производному N-формила. Происходит гидридный сдвиг, приводящий к потере диоксида углерода. Добавляется ион аммония с образованием имина и высвобождением аммиака. Имин подвергается гидролизу с образованием амина, который изображен на схеме ниже.
Приложения
Ярким примером реакции Лейкарта является ее использование в синтезе тетрагидро-1,4-бензодиазепин-5-она, молекулы, которая является частью семейства бензодиазепинов . [6] Многие соединения в этом семействе молекул являются супрессорами центральной нервной системы и связаны с терапевтическим применением и различными лекарствами, такими как антибиотики, противоязвенные средства и средства против ВИЧ. [6] Исследователи смогли синтезировать тетрагидро-1,4-бензодиазепин-5-оны с превосходными выходами и чистотой, используя реакцию Лейкарта. Исследователи провели реакцию посредством твердофазного синтеза и использовали муравьиную кислоту в качестве восстановителя. [6]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c Александр, Эллиот; Рут Боумен Уайлдман (1948). «Исследования механизма реакции Лейкарта». Журнал Американского химического общества . 70 (3): 1187–1189. DOI : 10.1021 / ja01183a091 . PMID 18909189 .
- ^ Ингерсолл, AW (1937). «α-Фенилэтиламин». Органический синтез . 17 : 76. DOI : 10,15227 / orgsyn.017.0076 .
- ^ а б в г д е Поллард, CB; Дэвид С. Янг (1951). «Механизм реакции Лейкарта». Журнал органической химии . 16 (5): 661–672. DOI : 10.1021 / jo01145a001 .
- ^ а б Кроссли, Фрэнк С .; Морис Л. Мур (1944). «Исследования реакции Лейкарта». Журнал органической химии . 9 (6): 529–536. DOI : 10.1021 / jo01188a006 .
- ^ Веберс, Винсент Дж .; Уильям Ф. Брюс (1948). «Реакция Лейкарта: исследование механизма». Журнал Американского химического общества . 70 (4): 1422–1424. DOI : 10.1021 / ja01184a038 . PMID 18915755 .
- ^ а б в Ли, Сун-Чан; Парк Сын Бом (2007). «Новое применение реакции Лейкарта – Валлаха для синтеза библиотеки тетрагидро-1,4-бензодиазепин-5-онов» . Химические сообщения (36): 3714–3716. DOI : 10.1039 / B709768A . PMID 17851604 .