Амины Синтезисвойства · Амины pka Амины nh 3 ch 3nh 2 (ch 3) 2nh nh...
Transcript of Амины Синтезисвойства · Амины pka Амины nh 3 ch 3nh 2 (ch 3) 2nh nh...
Лекция 8Амины. Синтез и свойства
Трудности впереди.Вергилий
Классификация, изомерия, номенклатура аминов. Методыполучения: алкилирование аммиака и аминов по Гофману, фталимида калия (Габриэль), восстановление азотсодержащихпроизводных карбонильных соединений и карбоновых кислот, нитросоединений, алкилазидов. Перегруппировки Гофмана иКурциуса. Восстановительное аминирование карбонильныхсоединений. Строение аминов, химические свойства. Амины как основания. Сравнение основных свойств первичных, вторичных, третичныхалифатических и ароматических аминов. Влияние на основностьаминов заместителей в ароматическом ядре. Алкилирование иацилирование аминов. Термическое разложение гидроксидовтетраалкиламмония по Гофману. Идентификация и разделениепервичных, вторичных и третичных аминов с помощьюбензолсульфохлорида (проба Хинсберга).Взаимодействие первичных, вторичных и третичныхалифатических и ароматических аминов с азотистой кислотой. Окисление третичных аминов. Реакции электрофильногозамещения в бензольном ядре ароматических аминов, защитааминогруппы.
OH
NH
CH3
HO
HO
OH
NH2HO
HO
NH2
CH3
HN
NH2HO
N
NCH3
N
HN
NH2
адреналин норадреналин
амфетамин
серотонин
никотин гистамин
N
N
NH2CH3
NS
CH3CH2CH2OH
Cl
новокаинтиаминхлорид (витамин В1)
O
O
NH2
Et2N
N
Me
Ph O
Me
Me
CO
CH2CH3
R O
O
N CH3H
R O
H
NNCO
Ph
Ph
NCH3
C
O
O
OCH3
C
O
промедол
1
2
R1 = R2 = HR1 = H; R2 = CH 3R1 = R2 = Ac
морфинкодеингероин
фентанил
кокаин
Структура аминов
NC6H5
CH3H
NC6H5CH3
H
N
CH3 N
CH3
C6H5H
CH3N
..
..
N
PhPh
Cl
NNNH HH
C6H5 CH3H
CH3 HH
NC6H5
H3CH
1.008 A°
107.3 ° 113 ° 105.9 °
1.474 A°
N
CH3
BnPhN
CH3
Ph
Bn
I- I-
Амины pKa Амины
NH3
CH3NH2
(CH3)2NH
NH
NH
(CH3)3NH2NCH2CH2NH2
C5H5N (пиридин)
9.24
10.62
9.92
10.73
11.31
11.12
9.80
5.23
pKa
Амины - основания
Значение рКа замещенных анилинов
орто мета пара
CH3
OCH3
FClNO2
-
4.444.523.202.650.26
4.724.233.573.522.47
5.105.344.653.981.02
NH2..
δ
δ
δ
δ+
Амины проявляют и кислотные свойства
[(CH3)2CH]2NH + н-C4H9LiТГФ
[(CH3)2CH]2NLi + C4H10
pKa -50pKa -40
N
Li
[(CH3)3Si]2NLi
RBr + NH3 RNH3+Br-
RNH3+Br- + NH3 RNH2 + NH4
+Br-
RNH2 + RBr R2NH2+Br-
R2NH2+Br- + NH3 R2NH + NH4
+Br-
R2NH + RBr R3NH+Br-
R3NH+Br- + NH3 R3N + NH4+Br-
R3N + RBr R4N+Br-
Алкилирование аминов проблематично
CH3(CH2)6Br + NH31 3MM
C2H5OH
C25CH3(CH2)5CH2NH2 +
45 %
+ [CH3(CH2)5CH2]2NH + [CH3(CH2)5CH2]3N143 % %
o
Реакция Габриэля
NR + NH2NH2*H2O
NK + RX
O
O
O
O
C2H5OH
ДМФАNR + KX
O
O
NH
NH+ RNH2
80-100 °C
O
O
N
O
O
CO2Et
CO2EtBn
N
O
O
CO2Et
CO2Et
80 °C
H2O
CO2Et
CO2EtBr
O
OHBn
NH2
NK
O
O
ДМФА
64 %
1) EtONa / EtOH2) BnBr
фенилаланин
H+ ,t o
+
Восстановление нитрилов
CH3CH2CH2CH2CNLiAlH4
CH3
CN LiAlH4CH2NH2
CH3
CH3CH2CH2CH2CH2NH2
88
91
эфир %
%эфир
Каталитическое гидрирование нитрилов
RCH2NH2
RCN + H2
C6H5CH2CN + H2
NC(CH2)8CN + H2
C6H5CH2CH2NH2
RCH2NHCH2R
H2N(CH2)10NH2
Ni Ренея
спирт
100 125 °C
70
20 %
%
80 %
RCH=NH + RCH2NH2
атм.,
RCH=NCH2R + NH3
140 °CC6H5CH2CH2NHCH2CH2C6H5
+
Восстановление амидов
CH3O
CH3O
CH3O
CH2CNH2
O LiAlH4
LiAlH4
B2H6
CH3O
CH3O
CH3O
CH2CH2NH2
CH2N(CH3)2эфир, 36 °C
мескалин
ТГФ, 65 °C
40
88
79
%
%
%
эфир, 36 °C
CONMe2
O
NH2 NH2
Восстановление азидов
Br
Cl
NaN3, C
CH3CN
C2H5OH
N3 LiAlH4
C6H5CH2NH2
NN
N
LiAlH4
NH2
86
89
54
%
%
%
30 o
эфир18 6- -краун
+ NaN3
Восстановление иминов
PhCHO
O
R1 R2
O + NH3
+ NH3
O + NH(CH3)2 + NaBH3CN
-H2O
-H2O
-H2O
NH
Ph H
NH
R1 R2
NH
C2H5OH
NaBH3CN
C
NH2
H
RR
N(CH3)2
C6H5CH2NH2
H
NH2
12
pH -2 3
61
85
%
%
89 %o90 атм.,70
H2/Ni
H2/Ni
+ NH3
Реакция Лейкарта
NH
100 °C
120 °C
HHR2NCH2OH
R2NCH3 + CO2
OC
OHR2N=CH2
R2NCH2OH2
NCH3 + CO2
R2N=CH2 + H2O
66
HCOOH, 9 час
%O
+ NH2CHO
NH2
R2NH + CH2O
+ H2C OO
OHH+
NOH
NOHH
NH2
H
NH2
1) LiAlH4,эфир
2) H3O
1)NaBH3CN, CH3OH
2) CH3COOH
81
80 %
%
Восстановление оксимов
Восстановление нитро-группы
NO2
NO2
NO2
CHO
CH3
NO2
NO2
HCl
SnCl2
NaSH
C2H5OHFe + HCl
CH3OH
NH2
NH2
CH3
NH2
NH2
NH2
CHO
79 85 %-
%
%57
74
Перегруппировки
NaOH,Cl2H2O, 0-20 °C
HC6H5
COCl
CH3(CH2)16COOH CH3(CH2)16NH2
HC6H5
NH21) NaN3; t°
2) H2O
HN3; 40 °C
C6H6; H2SO4 96%
NH2
NH2
O
Амины проявляют свойства нуклеофилов
Ac2O + C6H5NH2
60 °C
60 °C
0-20 °CCH3CONHC6H5
C6H5CH2 NEt3 Cl
Bu4N BrBu3N + BuBr
Et3N + C6H5CH2Cl
ДМФА
98
95
87
%
%
%
ацетон
толуол
C6H13CHO + C6H5NH2
O + NH
CH3COOHC2H5OH
n-CH3C6H4SO3H
толуол ,N
C6H13CH=NC6H5 + H2O
110
82
75 %
%
oC
ArSO2Cl + RNH2
ArSO2Cl + R2NH
C6H5SO2Cl + RNH2NaOHH2O
C6H5S-N
O
O
H
R
ArS-NR2
O
O
ArS-NHR
O
O
C6H5S-NR Na
O
Oрастворима в воде
проба Хинсберга
Сульфонилирование аминов
Сульфониламидные антибиотики
NN
OCH3
OCH3 N
S
N
C2H5
N
N N
N CH2
OH
NH2
NH C
O
NH CH-COOHCH2-CH2-COOH
N
Sn-NH2C6H4SO2NH
n-NH2C6H4SO2NH
n-NH2C6H4SO2NH
сульфадиметоксин
этазол
норсульфазол
Ф о л и е в а я к и с л о т а витамин B9
производное птеридина
n-аминобензойнаякислота
глутаминоваякислота
C
NHH
O OH
NH H
SO O
NH2
6.7 A
2.3 A
6.9 A
2.4 A
°°
°°
Биоизостер 4-аминобензойной кислоты
Нитрозирование аминов
(CH3)2N-N=O
N N+H+
H2O
-H2O
ClOH
Bu NN
H
O
(CH3)2NH + HCl + NaNO2
Ar-N N X + NaX + 2H2O
H2OBuNH2 + HNO2
H2O
BuOHBuCl
N-нитрозамин
13
88 %
%
0-5 °C
0-5 °C
25% 3%5% 26%10%
ArNH2 + NaNO2 + 2HX0-5 °C
RNH2 + NaOCl
R2NH + NaOCl
H2O
H2O
RNCl2
R2NCl0-5 °C
0-5 °C
Галогенирование аминов
Окисление аминов
O2N NH2
NO2
NH2O2N
CF3CO3H
CH2Cl2
CF3CO3H
CH2Cl2
O2N NO2
NO2
NO2O2N
88
86
%
%
50 °C
50 °C
NH2H3C
H2SO5
H2O
CH3CO3HN=OCH3 73%
NOHPh
NOPh
NH2
Ph
NH + H2O2HCOOCH3 N-OH 78 %
(C2H5)3N + H2O2
CH3
N+(CH3)2
CH3
(C2H5)3N+
CH3
+
95 %30 % H2O2
%%
120 - 150 °C
0-20 °C
+ (CH3)3NOH
64 36
O-
O-
Амино-группа сильно активирует ароматические соединенияв реакциях электрофильного замещения
NHAc
NHAcH2SO4
HNO3
NH3 HSO4
NHAc +O2N
O2N NHAc +
NH3
SO3
NHAc
NO2
NHAc
NO2
водн. HNO3
%-ная90
77
90
%
%следы
23 %
NH2
COOH
COOH
NH2 + Cl2
NH2 NHCOCH3
Br NHCOCH3
Br2 +
H3Oвода-спирт
(CH3CO)2O Br2
CH3COOH
Br NH2
Br
COOHBr
Br NH2
Cl
COOH
NH2
Cl
69 78- %
75 %H2O
H2O
40 °C
40 °C
50 °C
(CH3)2N
NR2
+HCN(CH3)2O
NaNO2+HClN NR2
O
(CH3)2N CHO1)POCl32)H2O
0-5 °C, H2O80 - 90 %
80 - 85 %