Реакция Чичибабина

редактировать
Реакция Чичибабина
Названа в честьАлексея Чичибабина
Тип реакцииРеакция замещения
Идентификаторы
RSC ID онтологииRXNO: 0000527

Реакция Чичибабина (произносится '(chē') - chē-bā-bēn) - это метод получения 2- производные аминопиридина реакцией пиридина с амидом натрия. Об этом сообщил Алексей Чичибабин в 1914 году. Ниже приводится общая форма общей реакции:

Общая реакция Чичибабина

Прямое аминирование пиридина амидом натрия происходит в жидкости аммиак. Следуя механизму устранения добавления, сначала добавляется нуклеофильный NH2, а гидрид (H) уходит.

Циганек описывает пример внутримолекулярной реакции Чичибабина, в которой нитрильная группа на конденсированном кольце является источником азота при аминировании.

Содержание

  • 1 Механизм
  • 2 Факторы, влияющие на реакцию
  • 3 Побочная реакция
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Механизм

Механизм Чичибабина.jpg

Широко признано, что механизм реакции Чичибабина - это реакция присоединения-элиминирования, которая протекает через σ-аддукт (аддукт Мейзенгеймера ) промежуточное соединение (третья структура). Во-первых, нуклеофильная группа NH 2 присоединяется к кольцу δ + углерода, выталкивая электроны на азот кольца и образуя анионный σ-аддукт, который стабилизируется натрием. Затем электроны из азота выталкиваются к кольцу, образуя связь C = N и выбрасывая ион гидрида. Ион гидрида отводит водород от положительно заряженного азота, образуя газообразный водород. Затем кольцевой азот выталкивает электроны обратно в кольцо, восстанавливая ароматичность, теперь отрицательно заряженная группа NH отводит протон от воды, давая продукт.

Ход реакции можно измерить по образованию газообразного водорода и красного цвета в результате образования σ-аддукта. Амид натрия - удобный реагент для реакции Чичибабина, но обращение с ним может быть опасным, поэтому рекомендуется соблюдать осторожность.

Доказательства указывают на то, что до добавления аминогруппы азот кольца сорбируется на поверхности амида натрия, а катион натрия образует координационный комплекс. Это увеличивает δ + на α-углероде, поэтому 1,2-добавление амида натрия предпочтительнее 1,4-добавления. Близость аминогруппы к α-углероду после образования координационного комплекса также увеличивает вероятность возникновения 1,2-присоединения.

Существуют некоторые данные, которые подтверждают перенос одного электрона в качестве предлагаемого пути образования σ-аддукта.

В большинстве случаев анионный σ-аддукт нестабилен, поэтому его образование является этапом, определяющим скорость.

  • Удаление гидрид-иона

Помимо механизма, показанного выше, для стадии удаления были предложены другие пути. Вышеупомянутый механизм - потеря гидрид-иона с последующим отрывом протона - подтверждается тем фактом, что нуклеофилу требуется по крайней мере один атом водорода для протекания реакции. Другим конкурирующим путем может быть отщепление гидрида натрием с образованием гидрида натрия.

Факторы, влияющие на реакцию

Различные ароматические азотсодержащие гетероциклические соединения проходят реакцию Чичибабина за считанные минуты, а другие могут занимать часы. Факторы, которые влияют на скорость реакции, включают:

  • Основность - идеальный диапазон pKa составляет 5-8, и реакция либо не идет, либо идет плохо за пределами этого диапазона. Реакция происходит быстрее в более основных условиях, но только до определенного момента, потому что, когда электронная плотность увеличивается на α-углероде, это делает его менее электрофильным. Самым сильным основанием для аминирования является 4-диметиламинопиридин (pKa 9,37).
  • δ + на α-углероде - Для кинетически контролируемых добавок скорость аминирования связана с величиной частичного положительного заряда на углероде. рядом с кольцом азота. Для термодинамически контролируемых добавок скорость аминирования связана со стабильностью σ-аддукта.
  • Легкость отщепления гидрида - Успех этой реакции также зависит от легкости, с которой гидрид-ион уходит и кольцо восстанавливает ароматичность. Скорость аминирования трех азолов идет от самой быстрой до самой медленной, а именно: 1-метилбензимидазол>1-метилнафт- [2,3-d] имидазол>3-метилнафт [1,2-d] имидазол. Поскольку добавление амид-иона к этим субстратам происходит быстро, различия в скоростях реакции, скорее всего, связаны с их склонностью к отщеплению гидрида и реформированию ароматического кольца.
  • Заместители - Отвлекающие электроны группы ингибируют реакцию Чичибабина. Три предложенных идеи относительно того, почему это так: (1) они уменьшают основность кольцевого азота и замедляют сорбцию амидом натрия, (2) эти электроноакцепторные группы также могут образовывать комплексы с амидом натрия и (3) одиночные путь переноса электрона, изменяющий распределение спиновой плотности промежуточного анион-радикала.

Субстраты с σ-диметоксигруппами не аминируются, потому что они образуют стабильный комплекс с амидом натрия.

Также электронодонорные группы ингибируют реакцию Чичибабина из-за их дезактивирующих эффектов.

  • Бензоаннелирование - Поскольку гидрид-ион является плохой уходящей группой, бензоаннелирование увеличивает реакционную способность субстрата в реакции Чичибабина. Об этом свидетельствует тот факт, что 1-метилимидазол не работает в качестве субстрата, но 1-метилбензимидазол легко реагирует.
  • Растворитель - способность полярного анионного σ-аддукта образовывать зависят от сольватирующей способности и диэлектрической проницаемости растворителя.
  • Температура - Практическое правило для апротонных растворителей (где образование σ-аддукта является этапом, определяющим скорость) заключается в проведении реакции при самой низкой температуре в течение хорошее выделение водорода, чтобы избежать разложения, которое происходит при высоких температурах.

Побочная реакция

Димеризация - это побочная реакция, которая может происходить. При нагревании в ксилоле и амиде натрия при атмосферном давлении субстрат 4-трет-бутилпиридин дает 89% димерного продукта (4,4'-ди-трет-бутил-2,2'-бипиридина) и только 11% аминированный продукт Чичибабина (2-амино-4-трет-бутилпиридин). При давлении азота 350 фунтов на кв. Дюйм и тех же условиях выход составляет 74% аминированного продукта чичибабина и 26% димерного продукта.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-14 11:03:10
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте