La aminación reductora (también conocida como alquilación reductora ) es una forma de aminación que implica la conversión de un grupo carbonilo en una amina a través de una imina intermedia . El grupo carbonilo es más comúnmente una cetona o un aldehído . Se considera la forma más importante de fabricar aminas y la mayoría de las aminas fabricadas en la industria farmacéutica se fabrican de esta forma. [1] [2]
Aminación reductora | |
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Tipo de reacción | Reacción de acoplamiento |
Identificadores | |
ID de ontología RSC | RXNO: 0000335 |
Proceso de reacción
En esta reacción orgánica , la amina reacciona primero con el grupo carbonilo para formar una especie hemiaminal , que posteriormente pierde una molécula de agua de manera reversible por alquilimino-de-oxo-bisustitución , para formar la imina. El equilibrio entre aldehído / cetona e imina puede desplazarse hacia la formación de imina mediante la eliminación del agua formada por medios físicos o químicos. A continuación, esta imina intermedia se puede aislar y reducir con un agente reductor adecuado (por ejemplo, borohidruro de sodio ). Este método a veces se denomina aminación reductora indirecta.
En un enfoque separado, la formación y la reducción de imina pueden ocurrir secuencialmente en un recipiente. Este enfoque, conocido como aminación reductora directa, emplea agentes reductores que son más reactivos hacia las iminas protonadas que hacia los precursores de cetonas / aldehídos. Estos reactivos de hidruro también deben tolerar condiciones moderadamente ácidas. Los reactivos típicos que cumplen con estos criterios incluyen cianoborohidruro de sodio (NaBH 3 CN) y triacetoxiborohidruro de sodio (NaBH (OCOCH 3 ) 3 ). [3] Esta reacción se puede realizar en un ambiente acuoso, lo que arroja dudas sobre la necesidad de formar la imina. [4] [5] Posiblemente la reacción prosiga mediante la reducción de la especie hemiaminal. [6]
Esta reacción está relacionada con la reacción de Eschweiler-Clarke , en la que las aminas se metilan en aminas terciarias, la reacción de Leuckart-Wallach , [7] o por otros métodos de alquilación de aminas como la reacción de Mannich y la reacción de Petasis .
Una reacción denominada clásica es la reacción de Mignonac (1921) [8] que implica la reacción de una cetona con amoniaco sobre un catalizador de níquel, por ejemplo, en una síntesis de 1-feniletilamina a partir de acetofenona : [9]
Hoy en día, la aminación reductora en un solo recipiente se realiza mediante catalizadores ácido-metal que actúan como transferencia de hidruro. Muchos estudios de investigación sobre este tipo de reacción muestran una alta eficiencia. [10]
En la industria, las aminas terciarias tales como trietilamina y diisopropiletilamina se forman directamente a partir de cetonas con una mezcla gaseosa de amoníaco e hidrógeno y un catalizador adecuado.
Bioquímica
Un paso en la biosíntesis de muchos α- aminoácidos es la aminación reductora de un α-cetoácido, generalmente por una enzima transaminasa . El proceso es catalizado por fosfato de piridoxamina , que se convierte en fosfato de piridoxal después de la reacción. El paso inicial implica la formación de una imina, pero los equivalentes de hidruro son suministrados por una piridina reducida para dar una aldimina, que se hidroliza a la amina. [11] La secuencia de cetoácido a aminoácido se puede resumir de la siguiente manera:
- HO 2 CC (O) R → HO 2 CC (= NCH 2 –X) R → HO 2 CCH (N = CH – X) R → HO 2 CCH (NH 2 ) R.
En la cultura popular
En el drama aclamado por la crítica Breaking Bad , el personaje principal Walter White usa la reacción de aminación reductora para producir su metanfetamina de alta pureza , basándose en 2-fenil-propanona y metilamina . La 2-fenil-propanona (también conocida como fenilacetona o P2P) se produce a partir de ácido fenilacético y ácido acético utilizando un horno de tubo y dióxido de torio (ThO 2 ) como catalizador.
Ver también
- Método Forster-Decker
- Reacción de Leuckart
Referencias
- ^ Warren, Stuart y Wyatt, Paul (2008). Síntesis orgánica: el enfoque de desconexión (2ª ed.). Oxford: Wiley-Blackwell. pag. 54. ISBN 978-0-470-71236-8.
- ^ Afanasyev, Oleg I .; Kuchuk, Ekaterina; Usanov, Dmitry L .; Chusov, Denis (21 de octubre de 2019). "Aminación reductora en la síntesis de productos farmacéuticos". Revisiones químicas . doi : 10.1021 / acs.chemrev.9b00383 .
- ^ Baxter, Ellen W .; Reitz, Allen B. (2004). "Aminaciones reductoras de compuestos de carbonilo con agentes reductores de borohidruro y borano". En Overman, Larry E. (ed.). Reacciones orgánicas . págs. 1-714. doi : 10.1002 / 0471264180.or059.01 . ISBN 978-0-471-17655-8.
- ^ Sato, Shinya; Sakamoto, Takeshi; Miyazawa, Etsuko; Kikugawa, Yasuo (2004). "Aminación reductora de un solo recipiente de aldehídos y cetonas con α-picolina-borano en metanol, en agua y en condiciones limpias". Tetraedro . 60 (36): 7899–906. doi : 10.1016 / j.tet.2004.06.045 .
- ^ Dunsmore, Colin J .; Carr, Rubén; Fleming, Toni; Turner, Nicholas J. (2006). "Una ruta quimioenzimática a las aminas terciarias cíclicas enantioméricamente puras". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 128 (7): 2224–5. doi : 10.1021 / ja058536d . PMID 16478171 .
- ^ Tarasevich, Vladimir A; Kozlov, Nikolai G (1999). "Aminación reductora de compuestos orgánicos que contienen oxígeno". Reseñas de productos químicos rusos . 68 (1): 55–72. Código Bibliográfico : 1999RuCRv..68 ... 55T . doi : 10.1070 / RC1999v068n01ABEH000389 .
- ^ George, Frederick y Saunders, Bernard (1960). Química Orgánica Práctica, 4ª Ed . Londres: Longman. pag. 223. ISBN 9780582444072.
- ^ Mignonac, Georges (1921). "Nouvelle méthode générale de préparation des amines à partir des aldéhydes ou des cétones" [Nuevo método general para la preparación de aminas a partir de aldehídos o cetonas]. Comptes rendus (en francés). 172 : 223.
- ^ Robinson, John C .; Snyder, HR (1955). "α-Feniletilamina" . Síntesis orgánicas . doi : 10.1002 / 0471264180.os023.27 .; Volumen colectivo , 3 , p. 717
- ^ Kalbasi, Roozbeh Javad; Mazaheri, Omid (2015). "Síntesis y caracterización de zeolita jerárquica ZSM-5 que contiene nanopartículas de Ni para la aminación reductora de un solo recipiente de aldehídos con nitroarenos". Comunicaciones de catálisis . 69 : 86–91. doi : 10.1016 / j.catcom.2015.05.016 .
- ^ Nelson, DL; Cox, MM "Lehninger, Principios de bioquímica" 3ª Ed. Vale la pena publicar: Nueva York, 2000. ISBN 1-57259-153-6 .
enlaces externos
- Métodos actuales de aminación reductiva
- Aminación reductora industrial en BASF