La reacción de Leuckart es la reacción química que convierte aldehídos o cetonas en aminas por aminación reductora en presencia de calor. [1] [2] La reacción, que lleva el nombre de Rudolf Leuckart , utiliza formiato de amonio o formamida como donante de nitrógeno y agente reductor . [3] Requiere altas temperaturas, generalmente entre 120 y 130 ° C; para la variante de formamida, la temperatura puede ser superior a 165 ° C. [1]
Reacción de Leuckart | |
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Lleva el nombre de | Rudolf Leuckart |
Tipo de reacción | Reacción de sustitución |
Identificadores | |
ID de ontología RSC | RXNO: 0000101 |
Historia
La reacción de Leuckart recibe su nombre en honor a su desarrollador, el químico alemán Rudolf Leuckart (1854-1899). Descubrió que calentar benzaldehído con formamida no produce bencilideniformamida como se esperaba, sino bencilamina . [4] En 1891, un colega de Leuckart en la Universidad de Göttingen, Otto Wallach, realizó más reacciones usando cetonas alicíclicas y terpenoides, así como aldehídos, demostrando la aplicación general. [4] A lo largo del siglo pasado, los químicos han descubierto varios métodos para mejorar el rendimiento de la reacción y llevarla a cabo en condiciones menos extenuantes. Pollard y Young resumieron varias formas en las que se pueden formar las aminas: usando formamida o formiato de amonio, o ambos, o agregando ácido fórmico a la formamida. [3] Sin embargo, usar solo formiato de amonio como reactivo produce los mejores rendimientos. [1] [3] El uso de formamida produce rendimientos bajos en comparación con el formiato de amonio, pero los rendimientos se pueden aumentar usando una gran cantidad de formamida o usando formiato de amonio, sulfato de amonio y cloruro de magnesio como catalizadores . [5]
Mecanismo
Formiato de amonio como reactivo:
El formiato de amonio primero se disocia en ácido fórmico y amoníaco . A continuación, el amoníaco realiza un ataque nucleofílico sobre el carbono carbonilo . [3] El oxígeno desprotona el hidrógeno del nitrógeno para formar un hidroxilo. El hidroxilo se protona utilizando hidrógeno del ácido fórmico, lo que permite que salga la molécula de agua. Esto forma un carbocatión, que se estabiliza por resonancia. El compuesto ataca el hidrógeno del ácido fórmico desprotonado del paso anterior, formando un dióxido de carbono y una amina.
Formamida como reactivo:
En primer lugar, la formamida ataca de forma nucleófila al carbono del carbonilo. [3] El oxígeno se protona abstrayendo hidrógeno del átomo de nitrógeno, formando posteriormente una molécula de agua que sale, formando un derivado de N-formilo, que se estabiliza por resonancia. [3] El agua hidroliza la formamida para dar formato de amonio, que actúa como un agente reductor y se agrega al derivado de N-formilo. Se produce un desplazamiento de hidruro, lo que resulta en la pérdida de dióxido de carbono. Se agrega ión amonio formando una imina y liberando amoníaco. La imina pasa por hidrólisis para formar la amina, que se muestra en el siguiente esquema.
Aplicaciones
Un ejemplo notable de la reacción de Leuckart es su uso en la síntesis de tetrahidro-1,4 benzodiazepin-5-ona, una molécula que forma parte de la familia de las benzodiazepinas . [6] Muchos compuestos de esta familia de moléculas son supresores del sistema nervioso central y están asociados con usos terapéuticos y una variedad de medicamentos, como antibióticos, antiulcerosos y agentes anti-VIH. [6] Los investigadores pudieron sintetizar tetrahidro-1,4-benzodiazepin-5-onas con excelentes rendimientos y purezas mediante la utilización de la reacción de Leuckart. Los investigadores realizaron la reacción mediante síntesis en fase sólida y utilizaron ácido fórmico como agente reductor. [6]
Ver también
Referencias
- ^ a b c Alejandro, Elliot; Ruth Bowman Wildman (1948). "Estudios sobre el mecanismo de la reacción de Leuckart". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 70 (3): 1187-1189. doi : 10.1021 / ja01183a091 . PMID 18909189 .
- ^ Ingersoll, AW (1937). "α-Feniletilamina". Síntesis orgánicas . 17 : 76. doi : 10.15227 / orgsyn.017.0076 .
- ^ a b c d e f Pollard, CB; David C. Young (1951). "El mecanismo de la reacción de Leuckart". Revista de Química Orgánica . 16 (5): 661–672. doi : 10.1021 / jo01145a001 .
- ^ a b Crossley, Frank S .; Maurice L. Moore (1944). "Estudios sobre la reacción de Leuckart". Revista de Química Orgánica . 9 (6): 529–536. doi : 10.1021 / jo01188a006 .
- ^ Webers, Vincent J .; William F. Bruce (1948). "La reacción de Leuckart: un estudio del mecanismo". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 70 (4): 1422-1424. doi : 10.1021 / ja01184a038 . PMID 18915755 .
- ^ a b c Lee, Sung-Chan; Parque Seung Bum (2007). "Nueva aplicación de la reacción de Leuckart-Wallach para la síntesis de la biblioteca de tetrahidro-1,4-benzodiazepinas-5-onas" . Comunicaciones químicas (36): 3714–3716. doi : 10.1039 / B709768A . PMID 17851604 .