Chichibabin reaksiyonu - Chichibabin reaction
| chichibabin reaksiyonu | |
|---|---|
| Adı üstünde | Alexey Chichibabin |
| Reaksiyon tipi | ikame reaksiyonu |
| tanımlayıcılar | |
| RSC ontoloji kimliği | RXNO:0000527 |
Chichibabin Reaksiyon (telaffuz '(Che) - Che-ba-ben) üretilmesi için bir yöntem olup 2-aminopiridin reaksiyona sokulması suretiyle türevleri piridin ile sodyum amid . Aleksei Chichibabin tarafından 1914'te rapor edilmiştir . Aşağıdaki genel reaksiyonun genel şeklidir:
Piridinin sodyum amid ile doğrudan aminasyonu sıvı amonyak içinde gerçekleşir . Ekleme eliminasyon mekanizmasının ardından, önce bir hidrit (H - ) ayrılırken bir nükleofilik NH 2 - eklenir .
Ciganek, kaynaşmış bir halka üzerindeki bir nitril grubunun aminasyonda nitrojen kaynağı olduğu intramoleküler Chichibabin reaksiyonunun bir örneğini açıklar.
mekanizma
Chichibabin reaksiyon mekanizmasının, bir σ-adduct ( Meisenheimer eklentisi ) ara ürünü ( üçüncü yapı) yoluyla ilerleyen bir ekleme-eliminasyon reaksiyonu olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir . İlk olarak, nükleofilik NH 2 - grubu δ + halka karbon halka nitrojen üzerine elektron itme ve sodyum ile stabilize edilir anyonik σ-katılma ürünü oluşturan ekler. Azottan gelen elektronlar daha sonra bir C=N bağı oluşturan ve bir hidrit iyonu çıkaran halkaya doğru itilir . Hidrit iyonu, pozitif yüklü nitrojenden bir hidrojeni soyutlayarak hidrojen gazı oluşturur. Halka nitrojen daha sonra elektronları halkaya geri iter, aromatikliği yeniden kazanır, şimdi negatif yüklü NH grubu, ürünü veren sudan bir proton çıkarır.
Reaksiyonun ilerlemesi, hidrojen gazı oluşumu ve σ-adduct oluşumundan kırmızı renk ile ölçülebilir. Sodyum amid, Chichibabin reaksiyonu için kullanışlı bir reaktiftir ancak kullanılması tehlikeli olabilir ve dikkatli olunması önerilir.
- σ-adduct ( Meisenheimer eklentisi ) oluşumu
Kanıtlar, amino grubunun eklenmesinden önce halka azotunun sodyum amidin yüzeyine emildiğini ve sodyum katyonunun bir koordinasyon kompleksi oluşturduğunu gösterir. Bu, α-karbon üzerindeki δ+'yı arttırır, dolayısıyla 1,4-ilave yerine 1,2-sodyum amid ilavesi tercih edilir. Koordinasyon kompleksi oluşturulduktan sonra amino grubunun α-karbona yakınlığı da 1,2-ilavesinin gerçekleşmesini daha olası hale getirir.
σ-adduct oluşumu için önerilen yol olarak tek bir elektron transferini destekleyen bazı veriler mevcuttur.
Çoğu durumda, anyonik σ-katılımı kararsızdır ve oluşumunu hız belirleme adımı yapar.
- Hidrür iyonu eliminasyonu
Yukarıda gösterilen mekanizmaya ek olarak, eliminasyon adımı için başka yollar önerilmiştir. Yukarıdaki mekanizma, hidrit iyonunun kaybı ve ardından bir protonun çıkarılması, reaksiyonun devam etmesi için nükleofilin en az bir hidrojen atomuna ihtiyaç duyması gerçeğiyle desteklenir. Başka bir rakip yol, sodyum hidrit oluşturmak için hidridin sodyum tarafından ortadan kaldırılması olabilir.
Reaksiyonu etkileyen faktörler
Farklı aromatik nitrojen heterosiklik bileşikler, Chichibabin reaksiyonundan birkaç dakika içinde ilerler ve diğerleri saatler alabilir. Reaksiyon hızını etkileyen faktörler şunları içerir:
- Bazlık - İdeal pKa aralığı 5-8'dir ve reaksiyon ya ilerlemez ya da bu aralığın dışında zayıf bir şekilde ilerler. Reaksiyon, daha temel koşullar altında daha hızlı gerçekleşir, ancak yalnızca bir noktaya kadar, çünkü elektron yoğunluğu a-karbon üzerinde biriktiğinde, onu daha az elektrofilik yapar. Aminasyon yaptığı bilinen en güçlü baz 4-dimetilaminopiridindir (pKa 9.37).
- α-karbon üzerinde δ+ - Kinetik olarak kontrol edilen eklemeler için, aminasyon hızı, halka azotunun yanındaki karbon üzerindeki kısmi pozitif yükün büyüklüğü ile ilgilidir. Termodinamik olarak kontrol edilen ilaveler için, aminasyon oranı, σ-adüktünün kararlılığı ile ilgilidir.
- Hidrit eliminasyonu kolaylığı - Bu reaksiyonun başarısı aynı zamanda hidrit iyonunun ayrılma ve halkanın aromatikliğini yeniden kazanma kolaylığına da bağlıdır. Üç azol için aminasyon hızı en hızlıdan en yavaşa doğru ilerler: 1-metilbenzimidazol > 1-metilnaft-[2,3-d]imidazol > 3-metilnaft[1,2-d]imidazol. Amid iyonunun eklenmesi bu substratlarla hızlı bir şekilde ilerlediğinden, reaksiyon hızlarındaki farklılıklar büyük olasılıkla hidrid eliminasyonu ve aromatik bir halkanın yeniden oluşumu için eğilimleridir.
- İkameler - Elektron çeken gruplar Chichibabin reaksiyonunu inhibe eder. Bunun neden olduğuna dair önerilen üç fikir şunlardır: (1) halka azotunun bazlığını azaltır ve sodyum amid üzerindeki sorpsiyonu yavaşlatırlar, (2) bu elektron çeken gruplar sodyum amid ile kompleksler oluşturabilir ve (3) tekli için ara radikal anyonunun spin yoğunluğunun dağılımını değiştiren elektron transfer yolu.
σ-dimetoksi grupları içeren substratlar, sodyum amid ile stabil bir kompleks oluşturdukları için aminasyon yapmazlar.
Elektron veren gruplar, deaktive edici etkileri nedeniyle Chichibabin reaksiyonunu da inhibe eder.
- Benzo tavlama - Hidrit iyonu zayıf bir ayrılan grup olduğundan, benzo tavlama Chichibabin reaksiyonunda substratın reaktivitesini arttırır. Bu, 1-metilimidazolün bir substrat olarak çalışmadığı, ancak 1-metilbenzimidazolün kolayca reaksiyona girdiği gerçeğiyle kanıtlanmıştır .
- Çözücü - Polar anyonik σ-adüktünün oluşma yeteneği, çözücünün çözme kapasitesine ve dielektrik sabitine bağlı olacaktır.
- Sıcaklık - Aprotik çözücülerdeki temel kural (burada σ-adduct oluşumunun hızı belirleyen adım olduğu), yüksek sıcaklıklarda meydana gelen ayrışmayı önlemek için iyi hidrojen gelişimi için reaksiyonu en düşük sıcaklıkta yürütmektir.
yan reaksiyon
Dimerizasyon meydana gelebilecek bir yan reaksiyondur. Atmosferik basınçta ksilen ve sodyum amid içinde ısıtıldığında, 4- tert- butilpiridin substratı , dimer ürününün %89'unu (4,4'-di- tert -butil-2,2'-bipiridin) ve ürünün sadece %11'ini üretir . aminli Chichibabin ürünü (2-amino-4- tert -butilpiridin ). 350 psi nitrojen basıncına ve aynı koşullara tabi tutulduğunda, verimler amine Chichibabin ürününün %74'ü ve dimer ürününün %26'sı kadardır.