La alquilación de amina ( aminodeshalogenación ) es un tipo de reacción orgánica entre un haluro de alquilo y amoníaco o una amina . [1] La reacción se denomina sustitución alifática nucleófila (del haluro) y el producto de reacción es una amina de mayor sustitución. El método se usa ampliamente en el laboratorio, pero menos industrialmente, donde los alcoholes son a menudo agentes alquilantes preferidos. [2]
Cuando la amina es una amina terciaria, el producto de reacción es una sal de amonio cuaternario en la reacción de Menshutkin :
Las aminas y el amoniaco son generalmente suficientemente nucleofílicos para sufrir una alquilación directa, a menudo en condiciones suaves. Las reacciones se complican por la tendencia del producto (una amina primaria o una amina secundaria) a reaccionar con el agente alquilante. Por ejemplo, la reacción de 1-bromooctano con amoníaco produce cantidades casi iguales de amina primaria y amina secundaria. [3] Por lo tanto, para fines de laboratorio, la N- alquilación a menudo se limita a la síntesis de aminas terciarias. Una excepción es la aminación de ácidos alfa-halocarboxílicos que permiten la síntesis de aminas primarias con amoníaco. [4] Las reacciones intramoleculares de las haloaminas X- (CH 2 ) n- NH 2 dan aziridinas , azetidinas y pirrolidinas cíclicas .
La N- alquilación es una ruta general y útil para las sales de amonio cuaternario a partir de aminas terciarias, porque la sobrealquilación no es posible.
Ejemplos de N-alquilación con haluros de alquilo son la síntesis de bencilanilina, [5] 1-bencilindol, [6] [7] y azetidina . [8] Otro ejemplo se encuentra en la derivatización de cyclen . [9] Industrialmente, la etilendiamina se produce por alquilación de amoníaco con 1,2-dicloroetano .
Tradicionalmente, la aminación de arilo es una reacción difícil que normalmente requiere haluros de arilo "activados", como los que tienen grupos atrayentes de electrones fuertes , como los grupos nitro orto o para del átomo de halógeno. [10] Para la arilación de aminas con haluros de arilo inactivados, la reacción de Buchwald-Hartwig es útil. En este proceso, los complejos de paladio sirven como catalizadores. [11]
Alquilación con alcoholes
Industrialmente, la mayoría de las alquilaciones se realizan típicamente usando alcoholes, no haluros de alquilo. Los alcoholes son menos costosos que los haluros de alquilo y su alquilación no produce sales, cuya eliminación puede ser problemática. La clave para la alquilación de alcoholes es el uso de catalizadores que hacen del grupo hidroxilo un buen grupo saliente. La N- alquilación a mayor escala es la producción de metilaminas a partir de amoníaco y metanol , lo que da como resultado aproximadamente 500.000 toneladas / año de metilamina , dimetilamina y trimetilamina . La reacción es poco selectiva y requiere la separación de los tres productos. Muchas otras alquilaminas de importancia industrial se producen, de nuevo a gran escala, a partir de los alcoholes. Los epóxidos son otra clase de agentes N- alquilantes libres de haluros, útiles en la producción de etanolaminas . [2]
Métodos alternativos de alquilación
Para uso en laboratorio, la reacción de N- alquilación a menudo no es selectiva. Se han desarrollado una variedad de métodos alternativos, como la reacción de Delépine , que usa hexamina . La síntesis de Gabriel , que implica el uso de un equivalente a NH 2 - , solo se aplica a los haluros de alquilo primarios. [12]
Referencias
- ^ Marzo, Jerry (1985), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (3.a ed.), Nueva York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7
- ^ a b Eller, Karsten; Henkes, Erhard; Rossbacher, Roland; Höke, Hartmut (2005). "Aminas, Alifáticas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a02_001 .
- ^ Química orgánica John McMurry 2ª Ed.
- ^ Síntesis orgánica , Coll. Vol. 1, pág. 48 (1941); Vol. 4, pág. 3 (1925). Enlace
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- ^ Org. Synth. 2008 , 85, 10-14 Enlace
- ^ Química orgánica 4ª Ed. Morrison y Boyd.
- ^ JF Hartwig, "Química de metales de organotransición: de la unión a la catálisis" Libros de ciencia universitaria, 2010. ISBN 978-1-891389-53-5 .
- ^ Ervithayasuporn, V. (2012). "Síntesis y reactividad de silsesquioxanos de reordenamiento de jaula inducidos por nucleófilos de nitrógeno". Inorg. Chem. 51 (22): 12266–12272. doi : 10.1021 / ic3015145 . PMID 23134535 .