Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Реакция Манниха
Названный в честьКарл Манних
Тип реакцииРеакция сцепления
Идентификаторы
Портал органической химииреакция Манниха
ID онтологии RSCRXNO: 0000032

Реакция Манниха - это органическая реакция, которая состоит из аминоалкилирования кислотного протона, расположенного рядом с карбонильной функциональной группой , формальдегидом и первичным или вторичным амином или аммиаком . Конечный продукт представляет собой β-амино-карбонильное соединение, также известное как основание Манниха . [1] Реакции между альдиминами и α-метиленкарбонилами также считаются реакциями Манниха, поскольку эти имины образуются между аминами и альдегидами. Реакция названа в честь химика Карла Манниха . [2] [3]

Схема 1. Аммиак или амин реагирует с формальдегидом и альфа-кислотным протоном карбонильного соединения с образованием бета-аминокарбонильного соединения.

Реакция Манниха представляет собой пример нуклеофильного присоединения амина к карбонильной группе с последующей дегидратацией до основания Шиффа . Основание Шиффа представляет собой электрофил, который реагирует на второй стадии электрофильного присоединения с соединением, содержащим кислотный протон (который является или стал енолом). Реакция Манниха также считается реакцией конденсации .

В реакции Манниха для активации формальдегида используются первичные или вторичные амины или аммиак. У третичных аминов отсутствует протон N – H для образования промежуточного енамина . α-CH-кислотные соединения ( нуклеофилы ) включают карбонильные соединения, нитрилы , ацетилены , алифатические нитросоединении , альфа-алкил- пиридины или имины . Также можно использовать активированные фенильные группы и богатые электронами гетероциклы, такие как фуран , пиррол и тиофен . Индолявляется особенно активным субстратом; реакция дает производные грамина .

Обосновывая реакцию Манниха, можно ясно понять, что это реакция смешанного альдола , дегидратация спирта и сопряженное добавление амина ( реакция Михаэля ), происходящие в « одной емкости ». Двойные реакции Манниха также очень распространены для постановки.

Механизм реакции [ править ]

Механизм реакции Манниха начинается с образования иона иминия из амина и формальдегида. Обратите внимание: показанный ниже механизм НЕ является правильным. PKa протонированного кислорода составляет примерно -2. Аминное основание просто депротонирует карбонил и останавливает реакцию. Следовательно, обязательно, чтобы эта реакция проводилась при pH примерно 4-5. Правильный механизм должен начинаться с нуклеофильной атаки атома азота на карбонильный углерод.

Соединение с карбонильной функциональной группой (в данном случае кетон ) может таутомеризоваться до енольной формы, после чего оно может атаковать иминиевый ион.

На метилкетонах енолизация и добавление Манниха могут происходить дважды, после чего следует β-элиминирование с образованием производных β-аминоенона. [4] [5]

Асимметричные реакции Манниха [ править ]

Достигнут прогресс в отношении асимметричных реакций Манниха. При правильной функционализации вновь образованный этиленовый мостик в аддукте Манниха имеет два прохиральных центра, дающих две диастереомерные пары энантиомеров. Первую асимметричную реакцию Манниха с немодифицированным альдегидом проводили с ( S ) -пролином в качестве природного хирального катализатора . [6]

Происходит реакция между простым альдегидом, таким как пропиональдегид , и имином, полученным из этилглиоксилата и п- метоксианилина (PMP = параметоксифенил), катализируемая ( S ) -пролином в диоксане при комнатной температуре . Продукт реакции является диастереоселективным с предпочтением реакции син-Манниха 3: 1, когда алкильный заместитель в альдегиде представляет собой метильную группу, или 19: 1, когда алкильная группа является гораздо большей пентильной группой. Из двух возможных син аддуктов ( S , S ) или (R , R ) реакция также является энантиоселективной с предпочтением аддукта ( S , S ) с энантиомерным избытком более 99%. Эта стереоселективность поясняется на схеме ниже.

Пролин вступает в каталитический цикл , реагируя с альдегидом с образованием енамина . Два реагента (имин и енамин) выстраиваются в линию для реакции Манниха с Si-лицевой атакой имина Si-гранью енамин-альдегида. Снятие стерического напряжения диктует, что алкильный остаток R енамина и иминной группы является антиперипланарным при приближении, которое блокирует синхронный режим добавления. Энантиоселективность дополнительно регулируется водородными связями между карбоксильной группой пролина и имином. Переходное состояние для того является девять-членное кольцо с конформации креслос частичными одинарными связями и двойными связями. Группа пролина превращается обратно в альдегид, и образуется единственный ( S , S ) изомер.

Путем модификации пролинового катализатора можно также получить аддукты антиманниха. [7]

Дополнительная метильная группа, присоединенная к пролину, вынуждает специфический енаминный подход, и переходное состояние теперь представляет собой 10-членное кольцо с добавлением в анти-моде. Диастереоселективность составляет по меньшей мере anti: syn 95: 5 независимо от размера алкильной группы, и ( S , R ) энантиомер является предпочтительным с по меньшей мере 97% энантиомерным избытком .

Приложения [ править ]

Реакция Манниха используется во многих областях органической химии. Примеры включают:

  • алкил амины
  • пептиды , нуклеотиды , антибиотики и алкалоиды (например, тропинон )
  • агрохимикаты , такие как регуляторы роста растений [8]
  • полимеры
  • катализаторы
  • Сшивание тканей формальдегидом
  • Фармацевтические препараты (например, ролитетрациклин (продукт Манниха из тетрациклина и пирролидина ), флуоксетин (антидепрессант), трамадол и толметин (противовоспалительное средство).
  • мыло и моющие средства. Эти составы используются в различных областях очистки, обработки автомобильного топлива и эпоксидных покрытий.
  • полиэфирамины из замещенных простых алкиловых эфиров с разветвленной цепью [9]
  • α, β - ненасыщенные кетоны в результате термического разложения продуктов реакции Манниха (например, метилвинилкетона из 1-диэтиламино-бутан-3-она) [10] [11]

См. Также [ править ]

  • Бетти реакция
  • Реакция Кабачника – Филдса.
  • Реакция Пикте – Шпенглера
  • Алкилирование енамином аиста

Ссылки [ править ]

  1. ^ Оригинал переведен с немецкой Wiki
  2. ↑ Карл Манних ; Krösche, W. (1912). "Ueber ein Kondensationsprodukt aus Formaldehyd, Ammoniak und Antipyrin" . Archiv der Pharmazie (на немецком языке). 250 (1): 647–667. DOI : 10.1002 / ardp.19122500151 . S2CID  94217627 .
  3. ^ Blicke, FF (2011). «Реакция Манниха». Органические реакции . 1 (10): 303–341. DOI : 10.1002 / 0471264180.or001.10 . ISBN 978-0471264187.
  4. ^ Кромвель, Норман Х .; Сориано, Дэвид С .; Думс, Эрл (ноябрь 1980 г.). «Мобильные кетоаллильные системы. 18. Синтез и химия N-замещенных и N, N-дизамещенных 2-бензоил-1-амино-3-пропенов». Журнал органической химии . 45 (24): 4983–4985. DOI : 10.1021 / jo01312a034 .
  5. ^ Гиррезер, Ульрих; Хебер, Дитер; Шютт, Мартин (май 1998 г.). «Легкий синтез в одном горшке 1-арил-2- (диметиламинометил) проп-2-ен-1-онов из арилметилкетонов». Синтез . 1998 (5): 715–717. DOI : 10,1055 / с-1998-2056 .
  6. ^ Córdova, A .; Watanabe, S.-I .; Tanaka, F .; Notz, W .; Барбас, CF (2002). «Высокоэнантиоселективный путь к любому энантиомеру производных α- и β-аминокислот». Журнал Американского химического общества . 124 (9): 1866–1867. DOI : 10.1021 / ja017833p . PMID 11866595 . 
  7. ^ Мицумори, S .; Zhang, H .; Cheong, PH-Y .; Houk, K .; Tanaka, F .; Барбас, CF (2006). «Прямые асимметричные реакции типа антиманниха, катализируемые разработанной аминокислотой» . Журнал Американского химического общества . 128 (4): 1040–1041. DOI : 10.1021 / ja056984f . PMC 2532695 . PMID 16433496 .  
  8. ^ да Роза, FAF; Ребело, РА; Насименто, MG (2003). «Синтез новых индолкарбоновых кислот, связанных с растительным гормоном индолуксусной кислотой» (PDF) . Журнал Бразильского химического общества . 14 (1): 11–15. DOI : 10.1590 / S0103-50532003000100003 .
  9. ^ [1] [2] [3] [4]
  10. ^ Сигель, H .; Эггерсдорфер, М. «Кетоны». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a15_077 .
  11. ^ Wilds, AL; Новак, РМ; Маккалеб, К. Э. (1957). «1-Диэтиламино-3-бутанон (2-бутанон, 4-диэтиламино-)» . Органический синтез . 37 : 18. DOI : 10,15227 / orgsyn.037.0018 .; Сборник , 4 , с. 281

Внешние ссылки [ править ]

  • «Механизм в движении: реакция Манниха» .