В органической химии реакция Манниха представляет собой трехкомпонентную органическую реакцию , которая включает аминоалкилирование кислотного протона рядом с карбонильной ( C=O ) функциональной группой формальдегидом ( H−CHO ) и первичным или вторичным амином ( −NH 2 ) или аммиаком ( NH 3 ). [1] Конечный продукт представляет собой β-аминокарбонильное соединение, также известное как основание Манниха . Реакции между альдиминами и α-метиленкарбонилом также считаются реакциями Манниха, поскольку эти имины образуются между аминами и альдегидами . Реакция названа в честь Карла Манниха . [2] [3]
Схема 1 – Аммиак или амин реагирует с формальдегидом и альфа-кислотным протоном карбонильного соединения с образованием бета-аминокарбонильного соединения.
Реакция Манниха начинается с нуклеофильного присоединения амина к карбонильной группе с последующей дегидратацией до основания Шиффа . Основание Шиффа является электрофилом , который на втором этапе реагирует в электрофильном присоединении с енолом, образованным из карбонильного соединения, содержащего кислотный альфа-протон. Реакция Манниха является реакцией конденсации . [4] : 140
В реакции Манниха первичные или вторичные амины или аммиак реагируют с формальдегидом с образованием основания Шиффа. Третичные амины не имеют протона N–H и поэтому не реагируют. Основание Шиффа может реагировать с α-CH-кислотными соединениями ( нуклеофилами ), которые включают карбонильные соединения, нитрилы , ацетилены , алифатические нитросоединения , α-алкилпиридины или имины . Также можно использовать активированные фенильные группы и богатые электронами гетероциклы, такие как фуран , пиррол и тиофен . Индол является особенно активным субстратом; реакция дает производные грамина .
Реакцию Манниха можно рассматривать как смешанную альдольную реакцию , дегидратацию спирта и сопряженное присоединение амина ( реакция Михаэля ), происходящие в « одном сосуде ». Могут также происходить двойные реакции Манниха.
Механизм реакции
Механизм реакции Манниха начинается с образования иминиевого иона из амина и формальдегида. [4] : 140
Соединение с карбонильной функциональной группой (в данном случае кетон ) будет таутомеризоваться в енольную форму, после чего оно атакует ион иминия.
В метилкетонах енолизация и присоединение Манниха могут происходить дважды, за которыми следует β-элиминирование с образованием производных β-аминоенона. [5] [6]
Асимметричные реакции Манниха
( S )-пролин катализирует асимметричную реакцию Манниха. Он диастереоселектирует син -аддукт , с большим эффектом для более крупных альдегидных заместителей; и энантиоселектирует ( S , S )-аддукт. [7] Замещенный пролин может вместо этого катализировать ( R , S ) -антиаддукт . [8]
Схема 4. Асимметричные реакции Манниха, см. Cordova (2002) и Mitsumori (2006)
Приложения
Реакция Манниха используется во многих областях органической химии. Вот некоторые примеры:
α,β - ненасыщенные кетоны, получаемые путем термической деградации продуктов реакции Манниха (например, метилвинилкетон из 1-диэтиламино-бутан-3-она) [13] [14]
^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007). Продвинутая органическая химия Марча (6-е изд.). John Wiley & Sons. стр. 1292–1295. ISBN 978-0-471-72091-1.
^ Карл Манних ; Крёше, В. (1912). «Ueber ein Kondensationsprodukt aus Formaldehyd, аммиак и антипирин». Archiv der Pharmazie (на немецком языке). 250 (1): 647–667. дои : 10.1002/ardp.19122500151. S2CID 94217627.
^ abc Carey, Francis A.; Sundberg, Richard J. (2007). Advanced Organic Chemistry: Part B: Reactions and Synthesis (5-е изд.). Нью-Йорк: Springer. С. 140–142. ISBN978-0387683546.
^ Кромвель, Норман Х.; Сориано, Дэвид С.; Думс, Эрл (ноябрь 1980 г.). «Подвижные кетоаллильные системы. 18. Синтез и химия N-замещенных и N,N-дизамещенных 2-бензоил-1-амино-3-пропенов». Журнал органической химии . 45 (24): 4983–4985. doi :10.1021/jo01312a034.
^ Girreser, Ulrich; Heber, Dieter; Schütt, Martin (май 1998). "Простой однореакторный синтез 1-арил-2-(диметиламинометил)проп-2-ен-1-онов из арилметилкетонов". Synthesis . 1998 (5): 715–717. doi :10.1055/s-1998-2056.
^ Кордова, А.; Ватанабе, С.-И.; Танака, Ф.; Нотц, В.; Барбас, К. Ф. (2002). «Высокоэнантиоселективный путь к любому энантиомеру производных как α-, так и β-аминокислот». Журнал Американского химического общества . 124 (9): 1866–1867. doi :10.1021/ja017833p. PMID 11866595.
^ Мицумори, С.; Чжан, Х.; Чонг, PH-Y.; Хоук, К.; Танака, Ф.; Барбас, К.Ф. (2006). «Прямые асимметричные реакции антиманниховского типа, катализируемые разработанной аминокислотой». Журнал Американского химического общества . 128 (4): 1040–1041. doi :10.1021/ja056984f. PMC 2532695. PMID 16433496 .
^ da Rosa, FAF; Rebelo, RA; Nascimento, MG (2003). "Синтез новых индолкарбоновых кислот, связанных с фитогормоном индолуксусной кислотой" (PDF) . Журнал Бразильского химического общества . 14 (1): 11–15. doi : 10.1590/S0103-50532003000100003 .
^ Аради, Аллен А.; Колуччи, Уильям Дж.; Скалл, Герберт М.; Опеншоу, Мартин Дж. (19–22 июня 2000 г.). Исследование топливных присадок для контроля отложений в форсунках с непосредственным впрыском бензина (DIG). CEC/SAE Spring Fuels & Lubricants Meeting & Exposition. Уоррендейл, Пенсильвания : CEC и SAE International . doi :10.4271/2000-01-2020. ISSN 0148-7191. 2000-01-2020 . Получено 20 августа 2023 г.
^ Ван, Вэньин; Ван, Вэй; Чжу, Чжунпэн; Ху, Сяомин; Цяо, Фулинь; Ян, Цзин; Лю, Дань; Чэнь, Пу; Чжан, Цюньдань (15 апреля 2023 г.). «Количественное определение полиэфираминов как активных компонентов моющих присадок в бензине с помощью реакции нингидрина». Топливо . 338 : 127275. doi : 10.1016/j.fuel.2022.127275. ISSN 0016-2361.
^ Куо, Чунг-Хао; Смоча, Рут; Лопер, Пол; Муккада, Николас; Симпсон Грин, Фелиция (30 августа 2022 г.). «Присадки к топливу для вторичного рынка и их влияние на производительность инжектора GDI и выбросы твердых частиц». Серия технических документов SAE . 1. 400 Commonwealth Drive, Уоррендейл, Пенсильвания, США: SAE International. doi : 10.4271/2022-01-1074.{{cite journal}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
