Алкилирование амина ( аминодегалогенирование ) — это тип органической реакции между алкилгалогенидом и аммиаком или амином . [1] Реакция называется нуклеофильным алифатическим замещением (галогенида), а продуктом реакции является более высокозамещенный амин. Метод широко используется в лаборатории, но в меньшей степени в промышленности, где спирты часто являются предпочтительными алкилирующими агентами. [2]
Если амин является третичным амином, продуктом реакции является четвертичная аммониевая соль в реакции Меншуткина :
Амины и аммиак обычно достаточно нуклеофильны, чтобы подвергаться прямому алкилированию, часто в мягких условиях. Реакции осложняются тенденцией продукта (первичного амина или вторичного амина) реагировать с алкилирующим агентом. Например, реакция 1-бромоктана с аммиаком дает почти равные количества первичного амина и вторичного амина. [3] Поэтому для лабораторных целей N -алкилирование часто ограничивается синтезом третичных аминов. Исключением является аминирование альфа-галогенкарбоновых кислот, которые позволяют синтезировать первичные амины с аммиаком. [4] Внутримолекулярные реакции галогенаминов X-(CH 2 ) n -NH 2 дают циклические азиридины , азетидины и пирролидины .
N -алкилирование является общим и полезным способом получения четвертичных аммониевых солей из третичных аминов, поскольку чрезмерное алкилирование невозможно.
Примерами N-алкилирования с алкилгалогенидами являются синтезы бензиланилина, [5] 1-бензилиндола, [6] [7] и азетидина . [8] Другой пример можно найти в дериватизации циклена . [9] В промышленности этилендиамин получают путем алкилирования аммиака 1,2-дихлорэтаном .
Традиционно, аминирование арилов является сложной реакцией, которая обычно требует «активированных» арилгалогенидов, таких как те, которые имеют сильные электроноакцепторные группы, такие как нитрогруппы в орто- или пара-положении к атому галогена. [10] Для арилирования аминов с неактивированными арилгалогенидами полезна реакция Бухвальда-Хартвига . В этом процессе палладиевые комплексы служат катализаторами. [11]
В промышленности большинство алкилирований обычно проводят с использованием спиртов, а не алкилгалогенидов. Спирты менее дороги, чем алкилгалогениды, и их алкилирование не приводит к образованию солей, утилизация которых может быть проблематичной. Ключом к алкилированию спиртов является использование катализаторов, которые делают гидроксильную группу хорошей уходящей группой. Крупнейшее по масштабам N -алкилирование — это производство метиламинов из аммиака и метанола , в результате чего получается приблизительно 500 000 тонн/год метиламина , диметиламина и триметиламина . Реакция плохо селективна, требуя разделения трех продуктов. Многие другие промышленно значимые алкиламины производятся, опять же в больших масштабах, из спиртов. Эпоксиды — это еще один класс не содержащих галогенидов N -алкилирующих агентов, полезных при производстве этаноламинов . [2]
Для лабораторного использования реакция N -алкилирования часто неселективна. Было разработано множество альтернативных методов, таких как реакция Делепина , которая использует гексамин . Синтез Габриэля , включающий использование эквивалента NH 2 − , применим только к первичным алкилгалогенидам. [12]
