ADICIJA AMINA NA KARBONILNU GRUPU - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · PRIMARNI AMINI SEKUNDARNI AMIN TERCIJARNI AMIN N R H H N-R R: N-R R R N R R H N R R R POREDJENJE

ADICIJA AMINA ADICIJA AMINA

NA KARBONILNU GRUPUNA KARBONILNU GRUPU

AldehIdi i ketoni

Reakcije sa C=O :

Primarni amini grade imine

Sekundarni amini grade enamine

Tercijarni amini ne reaguju

N HR

H

N HR

R

N RR

R

primarni sekundarni tercijarni

.. .. ..AMINI:

PRIMARNI AMINIPRIMARNI AMINI

IMINIIMINI

C

R

R

N G

O H

H

+

.. HA+ H2OC O

R

R

C

R

R

N GG NH2

an imine

AdicijaAdicija--EliminacijaEliminacija::

FormiranjeFormiranje IminaImina

Adicija amina je pracena

gubitkom vode

(eliminacijom).

primarni

amin

Imini su jedinjenja sa

C=N vezomG je primarna

alkil grupa

.. “karbinolamin”medjuprodukt

C

OH

N

H

..+

keton ili

aldehid

+

slow

G NH2

C O

R

R

G N

H

H

C

R

R

O H G N

H

C OH

R

R

.. ..

..

+ .. ..

..

.. fast +C

R

R

G N

H

O H

H

C

R

R

NG

H

Mehanizam FormiranjaMehanizam Formiranja IminaImina

H-O

H

H-O-H

H

+ H-O-H

H

+

Izmjena protonakiselo-katalizirana

adicija

Gubitak vode

(eliminacija)

..

+

H-O

H

NG C

R

R..

deprotoniranjeH-O-H

H

+

imin

+

Adicija slabe baze – kiselo katalizirana

1

2

HidrolizaHidroliza jednostavnihjednostavnih IminaImina

C O

R

R

NH2

RC N

R

R

R ++ H2O..

imin

H3O+

U prisustvu viška vodenog rastvora kiseline, jednostavni imini hidroliziraju do aldehida I ketonai amina iz kojih su i nagradjeni …..

Imini koji nisu rastvorljivi, tesko se hidroliziraju.

KKRISTALNI IMINRISTALNI IMINII

HIDRAZONI I OKSIMI KAO DERIVATI

Postoje neki amini koji

grade nerastvorne produkte (imine)

Koji lako kristaliziraju…..

KKRISTALNI IMINIRISTALNI IMINI

:NH2OH

R-NH-NH2

hIdroksilamin

Ralicita

jedinjenja

hidrazina

NHNH2

NO2

O2N

2,4-dinitrofenil-

hidrazin

C NHNH2

O

NH2 semikarbazid

..

....

C O

R

R

NH2

OH C

R

R

N OH+ + H2O..

oksimhidroksilamin

FormiranjeFormiranje OksimaOksima

aldehidi

ili ketoni(obicno kristalnog oblika)

FormiranjeFormiranje HidrazonaHidrazona

C O

R

R

NH2

NH R C

R

R

N NH R+ + H2O..

hidrazonhidrazin

aldehid

ili keton

+

+ H2O

C O

R

R

NH2

NH NO2

NO2

C

R

R

N NH

NO2

NO2

..

2,4-dinitrophenylhydrazine

2,42,4--DinitrofenilhidrazoniDinitrofenilhidrazoni

2,4-dinitrofenilhidrazin

crvenicrveni, narandzastinarandzasti

ili zutozuto obojeniobojeni

2,4-DNP

2,4-dinitrofenilhidrazon

aldehid

ili keton

+

+ H2O

C O

R

R

NH2

NH C NH2

O

C

R

R

N NH C NH2

O

..

semicarbazide

FormiranjeFormiranje SemikarbazonaSemikarbazona

semikarbazon

semikarbazid

aldehid

ili keton

(obicno u kristalnoj formi)

R C C R

H

R

O

R C C R

H

R

OH

NR2

C C

R

R R

NR2

+ R2NHH+

H+

+ H2O

FormiranjeFormiranje EnaminaEnamina

enamin

..

Ukljanja se destilacijom

sekundarni

amin

ββββ-hidrogenje neophodan

benzen

“karbinolamin”

C

R

R

N G

O H

H

..R C C R

H

R

OH

NR2

imine enamin

..

PRIMARNI AMINIPRIMARNI AMINI SEKUNDARNI AMINISEKUNDARNI AMINI

-H2O -H2O Nema hidrogena

na nitrogenuHidrogen vezan na

nitrogen

POREDJENJEPOREDJENJE

hidrogen na

Susjednom karbonu

Jedan H odlazi sa C .

karbinolamin medjuprodukt

NEKI SEKUNDARNINEKI SEKUNDARNI

AMINI NAJCESCE AMINI NAJCESCE

KORISTENI ZA DOBIVANJEKORISTENI ZA DOBIVANJE

ENAMINAENAMINA

N

H

N

H

N

O

H

piperidin

pIrolidin

morfolin

R C C R

H

R

O

R C C R

H

R

O H

R C C R

H

R

O H

R C C R

H

R

O H

N H

R R

R C C R

H

R N

R R

H

O H

R C C R

H

R

OH2

N

R R

1) : :

+ H+

+.. ..

:

+

2)

+..

..

sporo

+

:

..

:

+..

FormiranjeFormiranje EnaminaEnamina

H-O-H

H

+

H-O-H

H

+

H

O-H

Nastavlja se ….

MEHANIZAM

3)

:

+..

:

+

+

+

4)

: :

+ H+

R C C R

H

R

OH2

N

R R

R C C R

H

R N

R R

+ H2O

N

R R

R C C R

R

R C C R

H

R N

R R

R C C R

H

R N

R R

FormiranjeFormiranje EnaminaEnamina ((nastavaknastavak

enamin

O-H

H

H3O+

H2O

+

Voda se mora

ukloniti da se

uspostavi

ravnoteza

MEHANIZAM

+

2)

C C

R

R R

N

R

R

C C

R

R R

N

R

R: +

.._

NukleofilniNukleofilni KarakterKarakter EnaminaEnamina

Nukleofilno mjesto

na karbonu

C

X

SN2

SN2

ReaReakcijekcije Enamina kaoEnamina kao NukleofilaNukleofila

an iminium salt

hidroliza

R C C R

R

R

O

R C C R

R

H

O

C C

R

R R

N

R

R:

R X

R C C R

R

R

N

R R

R C C R

R

R

N

R R

+

+

:

+ X_

alkiliranje

O

N

H

N N

CH3

OH2

CH3I

O

CH3

N

H

..

..

+H+

+

H3O+

ALKILIRANJE KETONAALKILIRANJE KETONA

pIrolidin

iminium

so

enamin

Uklanjanje vode

Az

1)

R C C R

O

R

R

H H

N

R R

R C C R

O

R

R H

N

R R

H

R C C R

O

R

R H

..

..O

H H

+

slow

:+

+

..:

+

..:

2)

N

R R

H+..

+..

R C C R

R

R

N

R R

:

N

R R

H

R C C R

O

R

R H

HidrolizaHidroliza IminoImino SoliSoli

nastavak ….

H-O-H

H

+

H

O-H

MEHANIZAM

3)

R C C R

O

R

R H+..

R C C R

O

R

R

+

: :

H3O+

H

O-H

HidrolizaHidroliza IminoImino SoliSoliMEHANIZAM

CC

R

RR

N

R

R

CC

R

RR

N

R

R

:

+

.._

R X

enamin

CH CH2

CH2

X

C CH3

CH2

X

O

C OCH2

X

O

CH3

X CH2CH

3

CCl CH3

O

CCl O

O

CH2CH

3

SUBSTRATISUBSTRATI ZA ALKILIRANJE ENAMINA ZA ALKILIRANJE ENAMINA (I aciliranje)

aciliranje

alkIiranje

primarni

sekundarni

alilni

C ClR

O

C ClRO

O

Acilne komponente mogu se koristiti

X = Cl, Br, I

TERCIJARNI AMINITERCIJARNI AMINI

NE REAGUJUNE REAGUJU

C

R

R

N R

O H

H

..

R C C R

H

R

OH

+

R C C R

H

R

OH

Gubi H sa N

H odlazi sa C

:..

Nestabilno

reverzno

PRIMARNI AMINI

SEKUNDARNI AMIN

TERCIJARNI AMIN

N R

H

H

N-R

R

:

N-R

RR

N R

R

H

N R

R

R

POREDJENJEPOREDJENJE

H se izdvaja I stvara se medjuprodukt

H se izdvaja

Nema H koji se moze izdvojiti

Gube se dva H atoma,

Jedan da bi se formirao

medjuprodukt,

a jedan da se eliminise voda.

Tercijarni amini ne mogu

Graditi medjuprodukte

Karbinolamine jer

nema H na N.

KOMPLETNO UKLANJANJE KOMPLETNO UKLANJANJE

KARBONILNE GRUPEKARBONILNE GRUPE

OH H

UKLANJANJE UKLANJANJE C=OC=O

TRI METODE:

1) Clemmensen-ova Redukcija Zn(Hg) + conc. HCl

Jako kiseli uslovi

2) Wolff-Kishner Redukcija NH2NH2 + KOH

Jako bazni uslovi

3) Desulfurizacija Tioacetal + H2 + Ni

Malo blaže (slabije), ali takoñe redukuje C=C

Zn(Hg)

HCl (conc.)R C

O

R

R C

H

R

H

ClemmensenClemmensen--ova ova ReduRedukcijakcijaUklanja C=O Grupu

R C

Cl

R

ClVjerovatno preko :

Tačan mehanizam još

nije poznat.

ZnCl2

Hg+

Očigledno Zn daje

electrone Cl

(redukcija).

H2O

R C

O

R

+KOH

190 - 200 °C

NH2NH

2CH

2CH

2

OH OH+ N2

+ H2O

R C H

H

R

WolffWolff--KishnerKishner ReduRedukcijakcijaUklanja C=O Grupu

Dešava se preko hidrazona

C N

R

RNH

2

Rastvarač sa

visokom tačkom ključanja

C N

R

RNH

2R C

O

R

+ NH2NH

2

C N

R

RNH..

C N

R

RNH

H

C N

R

RN

H

..

....

..: C

R

R H

N N C

R

R H

H

: :..

....

.... ..

..

:

H OHH O

H

:

O H

O H

:

:

..

..

..

..

MEHANIMEHANIZAMZAM WOLFFWOLFF--KISHNER REAKISHNER REAKCIJEKCIJE

hidrazone

-

-

-

-

-

NaOH

gas

keton

alkan

C=O

uklonjena

Rastvarač sa

visokom t.k.

+BF3

diethyl ether+ H2O

O

CR R

SH CH2CH

2SH C

R R

S S

H2 Raney Ni

CR R

H H

+

+ 2 NiS

CH3

CH3

DesulfurizaDesulfurizacijacijaUklanja C=O Grupu

+ H2S

Tačan mehanizam jos nije poznat

H

H

H H

.. . .

C S C S

H H

(legura Ni i Al)

HVALA NA PAŽNJI!