加布里爾一級胺合成反應
加布里爾一級胺合成，是使用酞醯亞胺鉀（琥珀醯亞胺，鄰二苯甲醯亞胺）將鹵代烷轉換成一級胺的反應。名稱取自德國化學家西格蒙德·加布里爾。[1][2][3][4]
傳統加布里爾合成
編輯
鄰苯二甲醯亞胺的鈉鹽或鉀鹽與一級鹵代烷發生親核取代反應（構型翻轉），生成烷基鄰苯二甲醯亞胺。二級鹵代烷無法行此反應。由於鄰苯二甲醯亞胺的氮上只有一個氫原子，只能引入一個烷基，故該反應是製取較純淨的一級胺的常用方法。
反應最後用酸處理，使一級胺以成鹽的形式純化。[5]若水解很困難，可以用肼的水溶液或乙醇溶液逆流反應（Ing-Manske法），使取代酞醯亞胺肼解，產生鄰苯二甲醯肼沉澱和一級胺。以上的兩種處理方法都有不足，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（鄰苯二甲醯肼因為水溶性非常好，若產生的胺酯溶性好則非常容易水洗除去，其收率通常可以達到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]
用加布里爾合成製取胺基酸時，如果直接用α-鹵代酸，則醯亞胺鹽會與羧酸反應，生成相應的羧酸鹽。因此可以用α-鹵代酯作原料，將羧基保護，等反應後水解時，酯比醯胺更容易水解，羧基也就自然游離出來。
機理
編輯
第一步是胺基鉀鹽對於鹵代烴的烷基化過程，這個過程是一個SN2反應。第二步，是N-烷基化合物的肼解反應：首先是肼對於羰基的親核加成，然後是開環和質子轉移，接著是分子內的SNAc反應和質子轉移，最後是斷開了四面體中間態而最終形成的一級胺以及副產物－鄰苯二甲醯肼。 [7]
加布里爾替代試劑
編輯現在已經發展了很多能夠替代鄰苯二甲醯亞胺鹽的試劑。比如說，糖精鈉鹽就是從電性來講非常類似於鄰苯二甲醯亞胺鹽的試劑。它的一些優勢在於：對於有些底物來講，它的脫保護更加容易，而對於二級鹵代烴來說，它的反應活性更佳，能夠補充鄰苯二甲醯亞胺對於二級胺合成的不足。[8]
參見
編輯外部連結
編輯- 反應機理: gif動畫 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
參考文獻
編輯- ^ Gabriel, S. Ueber eine Darstellung primärer Amine aus den entsprechenden Halogenverbindungen. Ber. 1887, 20: 2224 [2009-01-31]. （原始內容存檔於2020-04-10）.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ Mitsunobu, O. Comp. Org. Syn. 1991, 6, 79-85.（綜述）
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ Ulf Ragnarsson, Leif Grehn (1991). "Novel Gabriel Reagents". Acc. Chem. Res. 24: 285–289