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 %