Wikipedia

Enamina

Enamina ialah sebatian tak tepu yang diperoleh hasil daripada pemeluwapan aldehid atau keton dengan amina sekunder.[1] Enamines adalah perantaraan tindak balas kimia yang serba boleh.[2]

Struktur umum enamina
Pemeluwapan untuk memberikan enamine.

Perkataan "enamine" berasal daripada imbuhan en -, digunakan sebagai akhiran alkena, dan amina akar. Ini boleh dibandingkan dengan enol, iaitu kumpulan berfungsi yang mengandungi kedua-dua alkena (en-) dan alkohol (-ol). Enamines dianggap sebagai analog nitrogen bagi enol.[3]

Jika satu atau kedua-dua substituen nitrogen ialah atom hidrogen, ia adalah bentuk tautomerik bagi imina. Ini biasanya akan menyusun semula kepada imina; namun terdapat beberapa pengecualian (seperti anilina). Tautomerisme enamina-imina boleh dianggap setara dengan tautomerisme keto-enol. Dalam kedua-dua kes, atom hidrogen menukar lokasinya antara heteroatom (oksigen atau nitrogen) dan atom karbon kedua.

Enamina adalah bersifat nukleofil yang baik dan bes yang baik. Tingkah laku mereka sebagai nukleofil berasaskan karbon dijelaskan dengan merujuk kepada struktur resonans berikut.

Pembentukan sunting

Enamina bersifat labil dan dengan itu ianya senang dihasilkan melalui reagen permulaan yang tersedia secara komersial. Laluan biasa untuk penghasilan enamina adalah melalui tindak balas nukleofilik bermangkin asid bagi spesies keton [4] atau aldehid [5] yang mengandungi α-hidrogen dengan amina sekunder. Pemangkinan asid tidak selalu diperlukan, jika pKaH amina bertindak balas adalah cukup tinggi (contohnya, pyrrolidine, yang mempunyai pKaH 11.26). Jika pKaH amina bertindak balas adalah rendah, bagaimanapun, maka pemangkinan asid diperlukan melalui kedua-dua penambahan dan langkah penyahhidratan [6] (agen penyahhidratan biasa termasuk MgSO4 dan Na2SO4). [7] Amina primer biasanya tidak digunakan untuk sintesis enamina kerana pembentukan keutamaan spesies imina yang lebih stabil secara termodinamik. [8] Pemeluwapan diri metil keton ialah tindak balas sampingan yang boleh dielakkan melalui penambahan TiCl<sub id="mwTQ">4</sub> [9] ke dalam campuran tindak balas (untuk bertindak sebagai penghapus air). [10] [11] Contoh aldehid yang bertindak balas dengan amina sekunder untuk membentuk enamina melalui perantaraan carbinolamine ditunjukkan di bawah:

 
Sintesis enamine dengan perantaraan carbinolamine.

Tindak balas kimia sunting

Alkilasi sunting

Walaupun enamina adalah lebih nukleofilik daripada rakan enolnya, ia masih boleh bertindak balas secara selektif, menjadikannya berguna untuk tindak balas alkilasi. Nukleofil enamina boleh menyerang haloalkana untuk membentuk perantaraan garam iminium beralkilasi yang kemudiannya menghidrolisis untuk menjana semula keton (bahan permulaan dalam sintesis enamina). Tindak balas ini dipelopori oleh Gilbert Stork, dan kadangkala dirujuk dengan nama penciptanya ( alkilasi enamina Stork). Secara analog, tindak balas ini boleh digunakan sebagai cara asilasi yang berkesan. Pelbagai agen pengalkilasi dan pengasilat termasuk benzilik, halida allylik boleh digunakan dalam tindak balas ini.[12]

 
Alkilasi enamina dan dehidrasi untuk membentuk keton.

Asilasi sunting

Dalam tindak balas yang hampir sama dengan alkilasi enamina, enamina boleh diasilasi untuk membentuk produk akhir dikarbonil. Bahan permulaan enamina mengalami penambahan nukleofilik kepada asil halida dan membentuk perantaraan garam iminium yang boleh menghidrolisis dengan kehadiran asid.[13]

 
Nukleofil enamine menyerang asetil klorida untuk membentuk spesies dikarbonil

Metalloenamina sunting

Bes yang kuat seperti LiNR<sub id="mwdQ">2</sub> boleh digunakan untuk menyahprotonasi imina dan membentuk metalloenamina. Metalloenamina telah terbukti berguna secara sintetik kerana nukleofilisnya (ia lebih nukleofilik daripada enolat). Oleh itu, ia lebih mampu bertindak balas dengan elektrofil yang lebih lemah (contohnya, ia boleh digunakan untuk membuka epoksida.) Yang paling ketara, tindak balas ini telah membenarkan pengalkilasi asimetrik keton melalui penjelmaan kepada metalloenamine perantaraan kiral.[14]

Halogenasi sunting

Sebatian imonium β-halo boleh disintesis melalui tindak balas halogenasi enamina dengan halida dalam pelarut dietil eter. Hidrolisis akan mengakibatkan pembentukan α-halo keton.[15] Proses pengklorinan, brominasi, dan juga iodinasi dijangka boleh berlaku melalui hidrolisis. Reaksi umum ditunjukkan di bawah:

 
Pengklorinan/brominatio enamina berlaku dalam dietil eter.

Gandingan oksidatif sunting

Enamina boleh digabungkan silang dengan enol silanes dengan cekap melalui rawatan dengan ammonium nitrat serik. Tindak balas ini telah dilaporkan oleh kumpulan Narasaka pada tahun 1975, menyediakan laluan ke enamina yang stabil serta satu contoh 1,4-diketone (berasal daripada reagen amina morpholine).[16] Kemudian, keputusan ini telah dieksploitasi oleh kumpulan MacMillan dengan pembangunan organocatalyst yang menggunakan substrat Narasaka untuk menghasilkan 1,4 dicarbonyls secara enantioselektif, dengan hasil yang baik.[17] Dimerisasi oksidatif aldehid dengan kehadiran amina berlangsung melalui pembentukan enamina diikuti dengan pembentukan pirol akhir. [18] Kaedah untuk sintesis pirol simetri ini telah dibangunkan pada tahun 2010 oleh kumpulan Jia, sebagai laluan baharu yang berharga untuk sintesis produk semula jadi yang mengandungi pirol. [19]

Annulasi sunting

Kimia Enamina telah dilaksanakan untuk tujuan menghasilkan versi enantioselektif dari anulasi Robinson. Annulasi Robinson, yang diterbitkan oleh Robert Robinson pada tahun 1935, ialah sebuah tindak balas pemangkin asas yang menggabungkan keton dan metil vinil keton (biasanya disingkat kepada "MVK") untuk membentuk sistem gelang bercantum sikloheksenon. Tindak balas ini mungkin dimangkinkan oleh prolin untuk meneruskan melalui perantaraan enamina kiral yang membolehkan stereoselektiviti yang baik. [20] Ini penting, khususnya dalam bidang sintesis produk semula jadi, contohnya, untuk sintesis keton Wieland-Miescher – blok binaan penting untuk molekul aktif biologi yang lebih kompleks. [21] [22]

Kereaktifan sunting

Enamina bertindak sebagai nukleofil yang memerlukan kurang pengaktifan asid/bes untuk kereaktifan daripada rakan enolatnya. Mereka juga telah ditunjukkan untuk menawarkan selektiviti yang lebih besar dengan tindak balas sampingan yang kurang. Terdapat kecerunan kereaktifan di antara jenis enamina yang berbeza, dengan kereaktifan yang lebih besar yang ditawarkan oleh enamina keton daripada rakan aldehid mereka.[23] Enamina keton kitaran mengikut arah aliran kereaktifan di mana lima gelang beranggota adalah paling reaktif kerana konformasi planar maksimumnya pada nitrogen, mengikut aliran 5>8>6>7 (tujuh gelang beranggota adalah paling tidak reaktif). Trend ini telah dikaitkan dengan jumlah aksara-p pada orbital pasangan bebas nitrogen - aksara p yang lebih tinggi sepadan dengan nukleofilisiti yang lebih besar kerana orbital-p akan membenarkan pendermaan ke dalam orbital π-alkena. Secara analogi, jika pasangan tunggal N mengambil bahagian dalam interaksi stereoelektronik pada bahagian amina, pasangan tunggal akan muncul keluar dari satah (akan berpiramid) dan menjejaskan derma ke dalam ikatan π CC bersebelahan.[24] [25]

 
Memodulasi nukleofilisiti enamina melalui stereoelektronik dan Kesan induktif

Terdapat banyak cara untuk memodulasi kereaktifan enamina selain mengubah sterik/elektronik di pusat nitrogen termasuk perubahan suhu, pelarut, jumlah reagen lain dan jenis elektrofil. Penalaan parameter ini membolehkan pembentukan keutamaan enamina E/Z dan juga mempengaruhi pembentukan enamina yang digantikan lebih/kurang daripada bahan permulaan keton.[26]

Lihat juga sunting

  • Menamatkan tindak balas hidrazon-alkilasi SAMP/RAMP
  • Reaksi Hajos–Parrish–Eder–Sauer–Wiechert
  • Penambahan Michael
  • Sintesis indole Nenitzescu
  • Organokatalisis
  • pembatalan Robinson
  • Reaksi Thorpe
  • Fluoxymesteron

Rujukan sunting

  1. ^ Clayden, Jonathan (2001). Organic chemistry. Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
  2. ^ Enamines: Synthesis: Structure, and Reactions, Second Edition, Gilbert Cook (Editor). 1988, Marcel Dekker, NY. ISBN 0-8247-7764-6
  3. ^ Imines and Enamines | PharmaXChange.info
  4. ^ Stork, Gilbert.; Brizzolara, A.; Landesman, H.; Szmuszkovicz, J.; Terrell, R. (1963). "The Enamine Alkylation and Acylation of Carbonyl Compounds". Journal of the American Chemical Society (dalam bahasa Inggeris). 85 (2): 207–222. doi:10.1021/ja00885a021. ISSN 0002-7863.
  5. ^ Mannich, C.; Davidsen, H. (1936). "Über einfache Enamine mit tertiär gebundenem Stickstoff" [On simple enamines with triple-bonded nitrogen]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series) (dalam bahasa Jerman). 69 (9): 2106–2112. doi:10.1002/cber.19360690921. ISSN 0365-9488.
  6. ^ Capon, Brian; Wu, Zhen Ping (April 1990). "Comparison of the tautomerization and hydrolysis of some secondary and tertiary enamines". The Journal of Organic Chemistry. 55 (8): 2317–2324. doi:10.1021/jo00295a017.
  7. ^ Lockner, James. "Stoichiometric Enamine Chemistry" (PDF). Baran Group, The Scripps Research Institute. Dicapai pada 26 November 2014.
  8. ^ Farmer, Steven (2013-10-16). "Enamine Reactions". UC Davis Chem Wiki.
  9. ^ Carlson, R; Nilsson, A (1984). "Improved Titanium Tetrachloride Procedure for Enamine Synthesis". Acta Chemica Scandinavica. 38B: 49–53. doi:10.3891/acta.chem.scand.38b-0049.
  10. ^ Lockner, James. "Stoichiometric Enamine Chemistry" (PDF). Baran Group, The Scripps Research Institute. Dicapai pada 26 November 2014.
  11. ^ White, William Andrew; Weingarten, Harold (January 1967). "A versatile new enamine synthesis". The Journal of Organic Chemistry. 32 (1): 213–214. doi:10.1021/jo01277a052.
  12. ^ Wade, L.G. (1999). Organic Chemistry. Saddle River, NJ: Prentice Hall. m/s. 1019. ISBN 9780139227417.
  13. ^ Farmer, Steven (2013-10-16). "Enamine Reactions". UC Davis Chem Wiki.
  14. ^ Meyers, A. I.; Williams, Donald R. (August 1978). "Asymmetric alkylation of acyclic ketones via chiral metallo enamines. Effect of kinetic vs. thermodynamic metalations". The Journal of Organic Chemistry. 43 (16): 3245–3247. doi:10.1021/jo00410a034.
  15. ^ Seufert, Walter; Eiffenberger, Franz (1979). "Zur Halogenierung von Enaminen — Darstellung von β-Halogen-iminium-halogeniden". Chemische Berichte. 112 (5): 1670–1676. doi:10.1002/cber.19791120517.
  16. ^ Ito, Y; Konoike, T; Saegusa, T (1975). "Synthesis of 1,4-diketones by the reaction of silyl enol ether with silver oxide. Regiospecific formation of silver(I) enolate intermediates". Journal of the American Chemical Society. 97 (3): 649–651. doi:10.1021/ja00836a034.
  17. ^ Jang, HY; Hong, JB; MacMillan, DWC (2007). "Enantioselective organocatalytic singly occupied molecular orbital activation: the enantioselective alpha-enolation of aldehydes" (PDF). J. Am. Chem. Soc. 129 (22): 7004–7005. doi:10.1021/ja0719428. PMID 17497866.
  18. ^ Li, Q; Fan, A; Lu, Z; Cui, Y; Lin, W; Jia, Y (2010). "One-pot AgOAc-mediated synthesis of polysubstituted pyrroles from primary amines and aldehydes: application to the total synthesis of purpurone". Organic Letters. 12 (18): 4066–4069. doi:10.1021/ol101644g. PMID 20734981.
  19. ^ Guo, Fenghai; Clift, Michael D.; Thomson, Regan J. (September 2012). "Oxidative Coupling of Enolates, Enol Silanes, and Enamines: Methods and Natural Product Synthesis". European Journal of Organic Chemistry. 2012 (26): 4881–4896. doi:10.1002/ejoc.201200665. PMC 3586739. PMID 23471479.
  20. ^ List, Benjamin (2002). "Proline-catalyzed asymmetric reactions". Tetrahedron. 58 (28): 5573–5590. doi:10.1016/s0040-4020(02)00516-1.
  21. ^ Bui, Tommy; Barbas (2000). "A proline-catalyzed asymmetric Robinson Annulation". Tetrahedron Letters. 41 (36): 6951–6954. doi:10.1016/s0040-4039(00)01180-1.
  22. ^ Wiener, Jake. "Enantioselective Organic Catalysis:Non-MacMillan Approaches" (PDF). Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 26 October 2017. Dicapai pada 29 November 2014.
  23. ^ Hickmott, Peter (May 1982). "Enamines: Recent advances in synthetic, spectroscopic, mechanistic, and stereochemical aspects—II". Tetrahedron. 38 (23): 3363–3446. doi:10.1016/0040-4020(82)85027-8.
  24. ^ Mayr, H. (2003). "Structure-Nucleophilicity Relationships for Enamines". Chem. Eur. J. 9 (10): 2209–18. doi:10.1002/chem.200204666. PMID 12772295.
  25. ^ Hickmott, Peter (May 1982). "Enamines: Recent advances in synthetic, spectroscopic, mechanistic, and stereochemical aspects—II". Tetrahedron. 38 (23): 3363–3446. doi:10.1016/0040-4020(82)85027-8.
  26. ^ Lockner, James. "Stoichiometric Enamine Chemistry" (PDF). Baran Group, The Scripps Research Institute. Dicapai pada 26 November 2014.
Diambil daripada "https://ms.wikipedia.org/w/index.php?title=Enamina&oldid=5870430"