Восстановительное аминирование - важная часть органической химии
Какой правильный способ получить восстановленные амины? Вот более универсальный метод получения аминов, который не приводит к чрезмерному алкилированию. Этот способ достаточно прост и прозрачен даже для новичков в химии. Всего несколько несложных реакций. Однако вам потребуются некоторое количество реактивов, которые трудно найти в свободной продаже. Таким методом, например, можно провести восстановительное аминирование аминокислот.
Начало
Начиная с альдегидом или кетоном, сформируйте имин (аналог альдегида азота или кетона). Уменьшить имин с восстановителем, таким как цианоборогидрид натрия (NaBH3CN), боргидрид натрия (NaBH4) или натрия ацетоксиборогидрид (NaBH(Оас)3). Получается новый амин. Нет никакой потребности изолировать промежуточный имин (который может быть несколько неустойчив в любом случае). Уменьшение можно выполнить на месте (т. е. в такой же склянке реакции), после чего давать имину достаточное время сформироваться.
Этот процесс называется редуктивным аминированием. Также встречается название "восстановительное аминирование". Вот конкретный пример: гидро-метилбензиламин.
Скажем, у вас есть первичный амин, такой как бензиламин, и вы хотите сделать гидро-метилбензиламин. Каким образом вы это сделаете? Сразу обработка бензиламина с алкеновым агентом (например, метиловым иодидом) приведет к значительному образованию нежелательного третичного амина (т. е. деалкилированию).
Да, можно попробовать разделить вторичный амин, который образуется из третичного амина, но мы не собираемся соглашаться на 10-30 % концентрации, которую дает этот метод. Разделение смесей хорошо на бумаге, но это может стать настоящей болью на практике. Есть ли другой способ сделать это? Попробуйте восстановительное аминирование. Это гораздо более контролируемый способ образования азотно-углеродных связей.
После того как имин сформирован, его необходимо уменьшить к амину. Для этого процесса можно использовать знакомый восстановитель борогидрид натрия (NaBH4). Можно вспомнить, что NaBH4 используется для уменьшения альдегидов и кетонов. Есть два других часто используемых восстановителей восстановительного аминирования: цианоборогидрид натрия (NaBH3CN) и натрия ацетоксиборогидрид (NaBH(Оас)3 ). Для наших целей их можно считать одинаковыми. На практике NaBH3CN немного лучше, чем NaBH4.
Применение
Восстановительное аминирование весьма разностороннее и может быть использовано для того, чтобы установить большое разнообразие различных алкильных групп на аминах. Самое приятное то, что группы просто идут один раз.
Кетоны также работают
Как насчет кетонов? Они тоже работают! Используйте кетон, который нас приведет к разветвленным алкильным заместителям на амине. Например, использование ацетона при следующем восстановительном аминировании дает изопропиловую группу. Далее все просто.
Последовательное аминирование - еще одна полезная особенность восстановительной реакции аминирования. Особенностью является то, что два (или три, если один начинается с аммиака) процесса могут быть использованы в определенной последовательности. Например, посмотрите синтез третичного амина. Важно отметить, что последовательность реакций здесь не критична. Мы могли бы сделать первое восстановительное аминирование с первым бензальдегидом и ацетоном во-вторых, и все равно получается один и тот же продукт.
Внутримолекулярное восстановительное аминирование
Наконец, есть внутримолекулярный случай, который всегда приносит студентам головную боль. Если молекула содержит одновременно аминные и карбонильные группы, то может дать циклический амин. При вытягивании продукта кольцеобразования настоятельно советуем считать и нумеровать ваши углы. Многие студенты делают ошибки при перерисовке, что стоит потраченного времени.
Работа в обратном направлении: планирование восстановительного аминирования
Это может занять некоторое время, но редуктивное аминирование является чрезвычайно мощным способом получения аминов. Очень полезно иметь возможность мыслить в обратном направлении от аминового продукта к тому, как выглядят исходные материалы.
В общем, восстановительное аминирование - это очень мощный и полезный протокол для формирования аминов. Понять его может каждый студент. Если вы хотите повторить эти реакции у себя дома, то для новичка проще всего провести восстановительное аминирование глутаминовой кислоты.