환원성 아미네이팅

Reductive amination

환원성 아미네이팅
반응형 커플링 반응
식별자
RSC 온톨로지 ID RXNO:0000335

환원성 아미네이팅(Reducative amination, 환원성 알키플레이션이라고도 함)은 중간 이미인을 통해 카보닐 그룹을 아민으로 변환하는 것을 포함하는 아미네이팅의 한 형태다. 카보닐 그룹은 가장 흔히 케톤이나 알데히드다. 아민을 만드는 가장 중요한 방법으로 여겨지고 있으며, 제약산업에서 만들어진 아민은 대다수가 이런 식으로 만들어진다.[1][2]

반응공정

이 유기적 반응에서 아민은 먼저 카보닐 그룹과 반응하여 헤미아미날 종을 형성하고, 이후 알킬리미노데옥소-비수화작용에 의해 되돌릴 수 있는 방식으로 한 분자의 물을 손실하여 이미인을 형성한다. 알데히드/케톤과 이미네 사이의 평형은 물리적 또는 화학적 수단을 통해 형성된 물을 제거함으로써 이미네 형성을 향해 이동할 수 있다. 이 중간 이미인은 적절한 환원제(예: 보로하이드나트륨)를 사용하여 격리 및 감소시킬 수 있다. 이 방법을 간접 환원 아미네이팅이라고도 한다.

별도의 접근방식에서 이미인 형성과 감소는 한 냄비에서 순차적으로 발생할 수 있다. 이 접근방식은 직접 환원성 아미노산으로 알려져 있으며 케톤/알데히드 전구체보다 양성자 이미인에 더 반응하는 환원제를 채택하고 있다. 이러한 수화물 시약들은 또한 적당한 산성 조건을 견뎌야 한다. 이러한 기준을 충족하는 대표적인 시약으로는 시아노보로무화 나트륨(NaBHCN3)과 삼아세톡시보로무화 나트륨(NaBH(OCH3)이 있다.3[3] 이 반응은 수성 환경에서 수행될 수 있는데, 이는 이미인을 형성할 필요성에 의문을 제기한다.[4][5] 아마도 그 반응은 뇌하수체 종들의 축소를 통해 진행될 것이다.[6]

변동 및 관련 반응

이 반응은 아민이 3차 아민에 메틸화 되는 에슈바일러-클라크 반응, Leucart-Wallach 반응,[7] 또는 Mannich 반응과 Petasis 반응과 같은 다른 아민 알킬화 방법에 의해 메틸화된다.

고전적인 명명된 반응은 미뇽아크 반응(1921)[8]으로 니켈 촉매에 암모니아를 가진 케톤이 아세토페논에서 시작하는 1페닐틸아민 합성을 포함한다.[9]

Reductive amination acetophenone ammonia

오늘날, 1회 감량 아미네이팅은 하이드라이드 전달의 역할을 하는 산성 금속 촉매에 의해 충족된다. 이런 종류의 반응에 대한 많은 연구들은 높은 효율성을 보여준다.[10]

산업계에서는 암모니아와 수소가 기체 혼합된 케톤과 적절한 촉매로 바로 트리에틸아민, 디이소프로필틸틸아민 등 3차 아민이 형성된다.

생화학

많은 α-아미노산의 생합성성의 한 단계는 α-케토아시드의 환원효소로서, 보통 트랜스아미노아제 효소에 의해 이루어진다. 그 과정은 피리독사민 인산염에 의해 촉매되는데, 이 인산염은 반응 후에 피리독살 인산염으로 변환된다. 초기 단계에는 이미인의 형성이 수반되지만, 하이드라이드 등가물은 축소된 피리딘에 의해 공급되어 알디민(aldimine)을 주고, 아민에 가수분해한다.[11] 케토아시드에서 아미노산까지의 순서는 다음과 같이 요약할 수 있다.

호크2(O)R → 호크2(=NCH-X2)R → 호크2(N=CH-X)R → 호크2(NH2)R.

대중문화에서

비평가들에게 호평을 받은 드라마 '브레이킹 배드'에서 주인공 월터 화이트는 2페닐 프로파논과 메틸아민에 의존하여 그의 고순도 필로폰을 생산하기 위해 환원반응을 이용한다. 2-페닐 프로파논(다른 명칭은 페닐아세톤 또는 P2P)은 관로와 이산화토륨(ThO2)을 촉매로 사용하여 페닐아세트산과 아세트산으로부터 생성된다.

참고 항목

참조

  1. ^ Warren, Stuart & Wyatt, Paul (2008). Organic Synthesis : the disconnection approach (2nd ed.). Oxford: Wiley-Blackwell. p. 54. ISBN 978-0-470-71236-8.
  2. ^ Afanasyev, Oleg I.; Kuchuk, Ekaterina; Usanov, Dmitry L.; Chusov, Denis (21 October 2019). "Reductive Amination in the Synthesis of Pharmaceuticals". Chemical Reviews. 119 (23): 11857–11911. doi:10.1021/acs.chemrev.9b00383. PMID 31633341. S2CID 204814584.
  3. ^ Baxter, Ellen W.; Reitz, Allen B. (2004). "Reductive Aminations of Carbonyl Compounds with Borohydride and Borane Reducing Agents". In Overman, Larry E. (ed.). Organic Reactions. pp. 1–714. doi:10.1002/0471264180.or059.01. ISBN 978-0-471-17655-8.
  4. ^ Sato, Shinya; Sakamoto, Takeshi; Miyazawa, Etsuko; Kikugawa, Yasuo (2004). "One-pot reductive amination of aldehydes and ketones with α-picoline-borane in methanol, in water, and in neat conditions". Tetrahedron. 60 (36): 7899–906. doi:10.1016/j.tet.2004.06.045.
  5. ^ Dunsmore, Colin J.; Carr, Reuben; Fleming, Toni; Turner, Nicholas J. (2006). "A Chemo-Enzymatic Route to Enantiomerically Pure Cyclic Tertiary Amines". Journal of the American Chemical Society. 128 (7): 2224–5. doi:10.1021/ja058536d. PMID 16478171.
  6. ^ Tarasevich, Vladimir A; Kozlov, Nikolai G (1999). "Reductive amination of oxygen-containing organic compounds". Russian Chemical Reviews. 68 (1): 55–72. Bibcode:1999RuCRv..68...55T. doi:10.1070/RC1999v068n01ABEH000389.
  7. ^ George, Frederick & Saunders, Bernard (1960). Practical Organic Chemistry, 4th Ed. London: Longman. p. 223. ISBN 9780582444072.
  8. ^ Mignonac, Georges (1921). "Nouvelle méthode générale de préparation des amines à partir des aldéhydes ou des cétones" [New general method for preparation of amines from aldehydes or ketones]. Comptes rendus (in French). 172: 223.
  9. ^ Robinson, John C.; Snyder, H. R. (1955). "α-Phenylethylamine". Organic Syntheses. doi:10.1002/0471264180.os023.27.; Collective Volume, vol. 3, p. 717
  10. ^ Kalbasi, Roozbeh Javad; Mazaheri, Omid (2015). "Synthesis and characterization of hierarchical ZSM-5 zeolite containing Ni nanoparticles for one-pot reductive amination of aldehydes with nitroarenes". Catalysis Communications. 69: 86–91. doi:10.1016/j.catcom.2015.05.016.
  11. ^ 넬슨, D. L.; 콕스, M. M. "레닝거, 생화학의 원리" 3차 에드. 게시할 가치가 있는 항목: 2000년 뉴욕 ISBN 1-57259-153-6

외부 링크