Reaktioner kopplade till aminer

SN2-reaktion med ammoniak

• Exempel: Reaktionen av 1-brombutan med överskott av ammoniak.
• Mekanism:
  • Ammoniak fungerar som en nukleofil, attackerar kol, fördriver lämnande grupp (bromid).
  • Kväve hamnar med en positiv laddning på grund av fyra bindningar.
  • En annan NH3 avlägsnar en väte, vilket ger butylamin.

Utmattande metylering

• Problem: Ammoniak med metylbromid kan leda till överalkylering.
• Process:
  • Stegvis tillägg av metylgrupper till kväve, bildar metylamin, dimetylamin, osv., upp till en kvaternär ammoniumjon.

Syntes av aminer

Natriumazidmetoden

• Reaktant: Alkylhalid med natriumazid (NaN3).
• Mekanism:
  • Azidjon fungerar som nukleofil i SN2-reaktion, förtränger halid.
  • Reduktion med litiumaluminiumhydrid (LiAlH4) och H2O avlägsnar överflödigt kväve, bildar en amin.

Cyanidjonmetoden

• Reaktant: Alkylhalid med natriumcyanid (NaCN).
• Mekanism:
  • Cyanidjon som nukleofil bildar en nitril.
  • Reduktion (med H2/Nickel eller LiAlH4) omvandlar nitril till amin.

Gabriel-syntes

• Reaktant: Thalimid med kaliumhydroxid och alkylhalid.
• Mekanism:
  • Deprotonering och nukleofil attack bildar alkylierat thalimid.
  • Reaktion med hydrazin ger primär amin och thalimid hydroxid.

Reduktion av nitrogrupper

• Process: Nitrogrupp (NO2) reduceras till NH2.
• Metoder:
  • Järn och saltsyra.
  • Katalytisk hydrogenering med metallkatalysator.

Reduktiv aminering

• Reaktanter: Ketoner eller aldehyder med ammoniak eller primära aminer.
• Mekanism:
  • Bildning av imin, reducerad till amin med hjälp av natriumcyanoborhydrid.
  • Ger primära, sekundära eller tertiära aminer baserat på initiala reaktanterna.

Acylationsreduktion

• Reaktanter: Acylklorid med ammoniak eller aminer.
• Mekanism:
  • Reaktion bildar amid.
  • Reduktion med LiAlH4 omvandlar amid till amin.

Omarrangeringsreaktioner

Hofmann-omarrangemang

• Reaktanter: Amid med halogen under basiska förhållanden.
• Resultat: Förlust av karbonylgrupp, bildning av amin med en kolatom mindre.

Curtius-omarrangemang

• Reaktanter: Acylklorid med natriumazid.
• Resultat: Bildning av isocyanatintermediär, omvandling till amin med förlust av kol.

Eliminationsreaktioner

Hofmann-eliminering

• Process: Omvandlar amin till alken.
• Steg:
  • Utmattande metylering med metyljodid.
  • Följt av reaktion med silveroxid och vatten, bildar en bättre lämnande grupp.
  • Eliminering ger en mindre stabil alken (Hofmann-produkt).

Cope-eliminering

• Reaktanter: Tertiär amin oxideras till aminoxid.
• Mekanism:
  • Syneliminering bildar mindre substituerad alken på grund av cyklisk övergångstillstånd.

Reaktion av aminer med karbonylföreningar

• Med ketoner/aldehyder: Bildar iminer, reducerbara till aminer.
• Ammoniak med omättade ketoner: Attackerar beta-kol, gynnar konjugat tillskott framför direkt tillskott.

Slutsats

• Diskuterade olika reaktioner för att syntetisera och omvandla aminer, inklusive metylering, reduktiv aminering, omarrangemang och elimineringar.