Enamin - Enamine

Den generelle struktur af en enamin

En enamin er en umættet forbindelse afledt ved kondensering af et aldehyd eller keton med en sekundær amin . Enaminer er alsidige mellemprodukter.

Kondens for at give en enamin.

Ordet "enamine" er afledt af anbringelsen en -, brugt som suffikset af alken , og rodaminen . Dette kan sammenlignes med enol , som er en funktionel gruppe, der indeholder både alken ( en -) og alkohol (- ol ). Enaminer betragtes som nitrogenanaloger af enoler.

Hvis en af nitrogensubstituenterne er et hydrogenatom, H, er det den tautomere form af en imin . Dette omorganiseres normalt til iminen; der er dog flere undtagelser (såsom anilin ). Enamin-imintautomerismen kan betragtes som analog med keto-enoltautomerismen . I begge tilfælde skifter et hydrogenatom sin placering mellem heteroatom (ilt eller nitrogen) og det andet carbonatom.

Enaminer er både gode nukleofiler og gode baser. Deres opførsel som kulstofbaserede nukleofiler forklares med henvisning til følgende resonansstrukturer.

Dannelse

Enaminer er labile og derfor kemisk nyttige dele, som let kan produceres fra kommercielt tilgængelige startreagenser. En almindelig vej til enaminproduktion er via en syrekatalyseret nukleofil reaktion af keton (Stork, 1963) eller aldehyd (Mannich / Davidsen, 1936) arter indeholdende et α-hydrogen med sekundære aminer. Syrekatalyse er ikke altid påkrævet, hvis pKa af den reagerende amin er tilstrækkelig høj (for eksempel pyrrolidin , som har en pKa på 11,26). Hvis pKa for omsætning af amin er imidlertid lav, da syrekatalyse kræves gennem både tilsætningen og dehydrering trin (almindelige dehydratiseringsmidler indbefatter MgSO ₄ og Na ₂ SO ₄ ). Primære aminer anvendes normalt ikke til enaminsyntese på grund af den foretrukne dannelse af de mere termodynamisk stabile iminsorter. Methylketon selvkondensering er en sidereaktion, som kan undgås ved tilsætning af TiCl ₄ til reaktionsblandingen (for at virke som en vandfanger). Et eksempel på et aldehyd, der reagerer med en sekundær amin til dannelse af en enamin via et carbinolamin-mellemprodukt, er vist nedenfor:

Reaktioner

Alkylering

Selvom enaminer er mere nukleofile end deres enol-kolleger, kan de stadig reagere selektivt, hvilket gør dem nyttige til alkyleringsreaktioner. Enaminnukleofilen kan angribe haloalkaner til dannelse af det alkylerede iminiumsaltmellemprodukt, som derefter hydrolyserer til regenerering af en keton (et udgangsmateriale i enaminsyntese). Denne reaktion var banebrydende af Gilbert Stork og omtales undertiden med navnet på opfinderen. Analogt kan denne reaktion anvendes som et effektivt middel til acylering. En række alkylerings- og acyleringsmidler, herunder benzyliske, allyliske halogenider, kan anvendes i denne reaktion.

Acylering

I en reaktion, der meget ligner enaminalkyleringen, kan enaminer acyleres til dannelse af et endeligt dicarbonylprodukt. Enaminudgangsmaterialet gennemgår en nukleofil tilsætning til acylhalogenider, der danner iminiumsaltmellemproduktet, som kan hydrolyseres i nærvær af syre.

Metalloenaminer

Stærke baser som LiNR2 kan bruges til at deprotonere iminer og danne metalloenaminer. Metalloenaminer kan vise sig at være syntetiske nyttige på grund af deres nukleofilicitet (de er mere nukleofile end enolater). Således er de bedre i stand til at reagere med svagere elektrofiler (de kan for eksempel bruges til at åbne epoxider.) Mest fremtrædende har disse reaktioner muliggjort asymmetriske alkyleringer af ketoner gennem transformation til chirale mellemliggende metalloenaminer.

Halogenering

β-halo-immoniumforbindelser kan syntetiseres ved omsætning af enaminer med halogenider i diethyletheropløsningsmiddel. Hydrolyse vil resultere i dannelsen af α-halogenketoner. Klorering, bromering og endda jodering har vist sig at være mulig. Den generelle reaktion er vist nedenfor:

Oxidativ kobling

Enaminer kan effektivt krydskobles med enolsilaner ved behandling med Ce (IV) ammoniumnitrat. Disse reaktioner blev rapporteret af Narasaka-gruppen i 1935, hvilket gav en vej til stabile enaminer såvel som en forekomst af en 1,4 diketon (afledt af et morpholinaminreagens). Senere blev disse resultater udnyttet af MacMillan-gruppen med udvikling af en organokatalysator, der brugte Narasaka-substraterne til at producere 1,4 dicarbonyler enantioselektivt med gode udbytter. Oxidativ dimerisering af aldehyder i nærvær af aminer forløber gennem dannelsen af en enamin efterfulgt af en endelig pyrroldannelse. Denne metode til symmetrisk pyrrolsyntese blev udviklet i 2010 af Jia-gruppen som en værdifuld ny vej til syntese af pyrrolholdige naturlige produkter.

Annulation

Enaminkemi er implementeret med det formål at producere en enantioselektiv version af Robinson-annuleringen . Den Robinson ringslutning , udgivet af Robert Robinson i 1935, er en basekatalyseret reaktion, der kombinerer en keton og en methylvinylketon (almindeligvis forkortet til MVK) til dannelse af en cyclohexenon kondenseret ringsystem. Denne reaktion kan katalyseres af prolin til at gå igennem chirale enamin-mellemprodukter, der muliggør god stereoselektivitet. Dette er vigtigt, især inden for naturlig produktsyntese, for eksempel for syntesen af Wieland-Mescher keton - en vital byggesten for mere komplekse biologisk aktive molekyler.

Reaktivitet

Enaminer fungerer som nukleofiler, der kræver mindre syre / base-aktivering for reaktivitet end deres enolater. De har også vist sig at tilbyde en større selektivitet med færre bivirkninger. Der er en gradient af reaktivitet blandt forskellige enamintyper, med en større reaktivitet, der tilbydes af ketonaminer end deres kolleger med aldehyd. Cykliske ketone-enaminer følger en reaktivitetstrend, hvor den femleddede ring er den mest reaktive på grund af dens maksimalt plane konformation ved nitrogen, efter trend 5> 8> 6> 7 (den syvleddede ring er den mindst reaktive). Denne tendens er tilskrevet mængden af p-karakter på kvælstofparets orbital - det højere p-tegn svarer til en større nukleofilicitet, fordi p-orbitalen giver mulighed for donation til alken π- orbital. Analogt, hvis det N-ensomme par deltager i stereoelektroniske interaktioner på amindelen, vil det ensomme par poppe ud af planet (vil pyramidalisere) og kompromittere donation i den tilstødende π CC-binding.

Der er mange måder at modulere enaminreaktivitet ud over at ændre steric / elektronikken ved nitrogencentret, herunder skiftende temperatur, opløsningsmiddel, mængder af andre reagenser og type elektrofil. Indstilling af disse parametre muliggør den foretrukne dannelse af E / Z-enaminer og påvirker også dannelsen af den mere / mindre substituerede enamin fra ketonudgangsmaterialet.

Languages

In other projects