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加布里爾一級胺合成反應

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加布里爾一級胺合成,是使用酞醯亞胺鉀(琥珀醯亞胺,鄰二苯甲醯亞胺)將鹵代烷轉換成一級的反應。名稱取自德國化學家西格蒙德·加布里爾德語Siegmund Gabriel[1][2][3][4]

傳統加布里爾合成

加布里爾合成
加布里爾合成

鄰苯二甲醯亞胺鹽或鹽與一級鹵代烷發生親核取代反應(構型翻轉),生成烷基鄰苯二甲醯亞胺。二級鹵代烷無法行此反應。由於鄰苯二甲醯亞胺的氮上只有一個氫原子,只能引入一個烷基,故該反應是製取較純淨的一級胺的常用方法。

反應最後用酸處理,使一級胺以成鹽的形式純化。[5]若水解很困難,可以用溶液或乙醇溶液逆流反應(Ing-Manske法),使取代酞醯亞胺肼解,產生鄰苯二甲醯肼沉澱和一級胺。以上的兩種處理方法都有不足,水解法產率低且會伴隨副產物的生成,而肼解法中分離鄰苯二甲醯肼十分麻煩(鄰苯二甲醯肼因為水溶性非常好,若產生的胺酯溶性好則非常容易水洗除去,其收率通常可以達到80%以上)。因此還有其他使胺自鄰苯二甲醯亞胺解離的方法。[6]

用加布里爾合成製取胺基酸時,如果直接用α-鹵代酸,則醯亞胺鹽會與羧酸反應,生成相應的羧酸鹽。因此可以用α-鹵代作原料,將羧基保護,等反應後水解時,酯比醯胺更容易水解,羧基也就自然游離出來。

機理

加布里爾合成機理

第一步是胺基鉀鹽對於鹵代烴的烷基化過程,這個過程是一個SN2反應。第二步,是N-烷基化合物的肼解反應:首先是肼對於羰基的親核加成,然後是開環和質子轉移,接著是分子內的SNAc反應和質子轉移,最後是斷開了四面體中間態而最終形成的一級胺以及副產物-鄰苯二甲醯肼。 [7]

加布里爾替代試劑

現在已經發展了很多能夠替代鄰苯二甲醯亞胺鹽的試劑。比如說,糖精鈉鹽就是從電性來講非常類似於鄰苯二甲醯亞胺鹽的試劑。它的一些優勢在於:對於有些底物來講,它的脫保護更加容易,而對於二級鹵代烴來說,它的反應活性更佳,能夠補充鄰苯二甲醯亞胺對於二級胺合成的不足。[8]

參見

外部連結

參考文獻

  1. ^ Gabriel, S. Ueber eine Darstellung primärer Amine aus den entsprechenden Halogenverbindungen. Ber. 1887, 20: 2224 [2009-01-31]. (原始內容存檔於2020-04-10). 
  2. ^ Sheehan, J. C.; Bolhofer, V. A. An Improved Procedure for the Condensation of Potassium Phthalimide with Organic Halides. J. Am. Chem. Soc. 1950, 72: 2786. doi:10.1021/ja01162a527. 
  3. ^ Gibson, M.S.; Bradshaw, R.W. The Gabriel Synthesis of Primary Amines. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1968, 7: 919. doi:10.1002/anie.196809191. 
  4. ^ Mitsunobu, O. Comp. Org. Syn. 1991, 6, 79-85.(綜述)
  5. ^ Khan, M. N. Kinetic Evidence for the Occurrence of a Stepwise Mechanism in the Hydrazinolysis of Phthalimide. J. Org. Chem. 1995, 60: 4536. doi:10.1021/jo00119a035. 
  6. ^ Osby, J. O.; Martin, M. G.; Ganem, B. An Exceptionally Mild Deprotection of Phthalimides. Tetrahedron Lett. 1984, 25 (20): 2093. doi:10.1016/S0040-4039(01)81169-2. 
  7. ^ Khan, M. N. Suggested Improvement in the Ing-Manske Procedure and Gabriel Synthesis of Primary Amines: Kinetic Study on Alkaline Hydrolysis of N-Phthaloylglycine and Acid Hydrolysis of N-(o-Carboxybenzoyl)glycine in Aqueous Organic Solvents. J. Org. Chem. 1996, 61, 8063-8068.
  8. ^ Ulf Ragnarsson, Leif Grehn (1991). "Novel Gabriel Reagents". Acc. Chem. Res. 24: 285–289