Leuckartova reakce

Leuckartova reakce je organická reakce, při které se mění aldehydy či ketony na aminy prostřednictvím reduktivní aminace při zahřívání reakční směsi.^[1][2] Používá se při ní mravenčan amonný nebo formamid, jako zdroj dusíku a redukční činidlo.^[3]

K této reakci jsou potřeba vysoké teploty, obvykle mezi 120 a 130 °C; při použití formamidu i nad 165 °C.^[1]

Historie

Leuckartova reakce je pojmenována po německém chemikovi Rudolfu Leuckartovi, který zjistil, že zahříváním benzaldehydu s formamidem nevzniká předpokládaný benzylidendiformamid, nýbrž fenylmethylamin.^[4]

V roce 1891 jeho spolupracovník Otto Wallach provedl další reakce aldehydů a alicyklických a terpenoidových ketonů, čímž poukázal na obecnou využitelnost reakce.^[4] Postupně bylo nalezeno několik způsobů, jak zlepšit výtěžnost reakce a uskutečnit ji za mírnějších podmínek. C. B. Pollard a David C. Young prověřili několik způsobů tvorby aminů: použití formamidu, mravenčanu ammonného nebo obou těchto látek, případně přidání kyseliny mravenčí k formamidu;^[3] nejlepší výsledky byly při použití samotného mravenčanu.^[1][3] U formamidu byly výtěžky nižší, ovšem šlo je zvýšit použitím velkého přebytku formamidu nebo přidáním mravenčanu amonného, síranu amonného, nebo chloridu hořečnatého jako katalyzátoru.^[5]

Mechanismus

S mravenčanem amonným

Mravenčan amonný se nejprve disociuje na kyselinu mravenčí a amoniak, amoniak poté nukleofilně atakuje karbonylový uhlík.^[3] Kyslík deprotonuje dusík a vytvoří hydroxyl. Hydroxyl se poté protonuje vodíkem z kyseliny mravenčí, čímž vzniká molekula vody a rezonančně stabilizovaný karbokation. Ten následně reaguje s vodíkem pocházejícím z kyseliny mravenčí a vytvoří se oxid uhličitý a amin.

S formamidem

Formamid nukleofilně atakuje karbonylový uhlík,^[3] poté je kyslík protonován odštěpením vodíkového atomu od dusíku, což vytvoří vodu a rezonančně stabilizovaný N-formylový meziprodukt.^[3] Voda hydrolyzuje formamid na mravenčan amonný, jenž slouží jako aktivní redukční činidlo a váže se na N-formylovou sloučeninu. Proběhne přenos hydridu, který způsobí oddělení oxidu uhličitého. Amonný kation vytvoří imin a uvolní amoniak. Imin je nakonec hydrolyzován za tvorby aminu.

Použití

Leuckartova reakce je součástí syntézy tetrahydro-1,4 benzodiazepin-5-onu, molekuly patřící mezi benzodiazepiny.^[6]

Mnoho těchto sloučenin potlačuje činnost centrální nervové soustavy a využití mají například v antibiotikách a při léčbě vředů a HIV.^[6] Tetrahydro-1,4-benzodiazepin-5-ony lze s využitím Leuckartových reakcí připravit s vysokými výtěžky a velmi čisté; jako redukční činidlo při tom slouží kyselina mravenčí.^[6]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Leuckart reaction na anglické Wikipedii.

Související články

• Eschweilerova–Clarkeova reakce

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Leuckartova reakce na Wikimedia Commons