盖布瑞尔伯胺合成反应

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盖布瑞尔伯胺合成(Gabriel合成),是使用酞醯亞胺鉀(琥珀酰亚胺,邻二苯甲酰亚胺)将鹵代烷轉換成一級的反应。名稱取自德國化學家Siegmund Gabriel[1][2][3][4]

传统Gabriel合成[编辑]

Gabriel合成

邻苯二甲酰亚胺鹽或鹽與一級鹵代烷发生亲核取代反應(构型翻转),生成烷基鄰苯二甲醯亞胺。二級鹵代烷無法行此反應。由于邻苯二甲酰亚胺的氮上只有一个氢原子,只能引入一个烷基,故该反应是制取较纯净的一级胺的常用方法。

反应最后用酸处理,使一級胺以成盐的形式纯化。[5]若水解很困难,可以用溶液或乙醇溶液逆流反應(Ing-Manske法),使取代酞酰亚胺肼解,產生鄰苯二甲醯肼沉澱和一級胺。以上的两种处理方法都有不足,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(邻苯二甲酰肼因为水溶性非常好,若产生的胺酯溶性好则非常容易水洗除去,其收率通常可以达到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Gabriel合成制取氨基酸时,如果直接用α-卤代酸,则酰亚胺盐会与羧酸反应,生成相应的羧酸盐。因此可以用α-卤代作原料,将羧基保护,等反应后水解时,酯比酰胺更容易水解,羧基也就自然游离出来。

机理[编辑]

Gabriel合成机理

第一步是氨基钾盐对于卤代烃的烷基化过程,这个过程是一个SN2反应。第二步,是N-烷基化合物的肼解反应:首先是肼对于羰基的亲核加成,然后是开环和质子转移,接着是分子内的SNAc反应和质子转移,最后是断开了四面体中间态而最终形成的伯胺以及副产物-邻苯二甲酰肼。 [7]

Gabriel替代试剂[编辑]

现在已经发展了很多能够替代邻苯二甲酰亚胺盐的试剂。比如说,糖精钠盐就是从电性来讲非常类似于邻苯二甲酰亚胺盐的试剂。它的一些优势在于:对于有些底物来讲,它的脱保护更加容易,而对于二级卤代烃来说,它的反应活性更佳,能够补充邻苯二甲酰亚胺对于仲胺合成的不足。[8]

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ Gabriel, S. Ueber eine Darstellung primärer Amine aus den entsprechenden Halogenverbindungen. Ber. 1887, 20: 2224. 
  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.(综述)
  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