oder oder g) Andere Methoden zur Aktivierung der Carbonsäure - gemischte Carbonsäureanhydride

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1 g) Andere Methoden zur Aktivierung der Carbonsäure - gemischte Carbonsäureanhydride ein selektiver Angriff des ucleophils kann über die sterische Abschirmung der einen Carbonylgruppe durch einen tert-butylrest erreicht werden, der den Angriff an der hier rechts gezeichneten Carbonylgruppe sehr ungünstig macht 2 ' oder 2 aufgrund der zwei benachbarten Sauerstoffatome mit ihren freien Elektronenpaaren ist die rechte Carbonylgruppe weniger elektrophil und reagiert daher viel langsamer mit dem ucleophil als die linke Carbonylgruppe ' Synthese der aktivierten Anhydride Base Cl oder Cl Base

2 - EEDQ 1-Ethoxycarbonyl-2-ethoxy-1,2-dihydrochinolin (englisch: quinolin) Amidmesomerie ist jetzt aufgehoben => die Carbonylgruppe ist jetzt reaktiver Chinolin - gemischtes Anhydrid

3 - BP (Me 2 ) 3 P = (Me 2 ) 3 P Bt PF 6 - PF 6 - Benzotriazol Benzotriazolyloxytris(dimethylamino)- phosphonium exafluorophasphat P(Me 2 ) 3 - Bt - - P(Me 2 ) 3 Bt P(Me 2 ) 3 reaktiv Bt sehr stabil

4 Eine andere wichtige Klasse von Amiden: β-lactam-antibiotika S C 2 Penicilline (Fleming) β-lactam => gespannt, reaktiv => reaktion mit dem Protein, das für den Aufbau der Bakterienzellwand verantwortlich ist strukturell verwandt: S 2 Cephalosporin C C 2 esistenzentwicklung durch das Enzym Penicillase; dieses öffnet den β-lactamring hydrolytisch und verhindert somit die Desaktivierung des für den Zellwandaufbau verantwortlichen Proteins

5 XII. Amine, Stickstoff-eterocyclen Funktionelle Gruppe: Aminogruppe 2 primäres Amin sekundäres Amin ' Aufgepasst!! ur bei Aminen, bei Alkoholen etc. bedeutet primär, sekundär und tertiär etwas anderes, siehe oben... " tertiäres Amin ' Formal betrachtet ist für verschiedene este, ' (und ") ein sekundäres Amin und ein tertiäres Amin chiral, das Stickstoffatom ist ein Chiralitätszentrum. Aber in Analogie zum Ammoniak, den Sie aus der Anorganischen Chemie bereits kennen, schwingt auch hier das freie Elektronenpaar am Stickstoffatom durch und überführt somit rasch ein Enantiomer in das andere, die Verbindungen liegen als acemat vor! " ' Übergangszustand: ' " " ' " ' Spiegelbild des Ausgangsmaterials planar

6 wird nun das Stickstoffatom in einen ing eingebaut, der das Durchschwingen des freien Elektronenpaars unmöglich macht, gelingt es die Enantiomeren voneinander zu trennen: als Beispiel soll die Trögersche Base dienen Spiegelebene physikalische Eigenschaften, Basizität: Verbindung Formel Siedpunkt pk s (in Wasser) Siedepunkt des verwandten Alkohols Methylamin -6/C (pk s des 2 protonierten Methylamins 10.66) Dimethylamin 7/C (pk s des protonierten Dimethylamins 10.73) Trimethylamin 3/C (pk s des protonierten Trimethylamins 9.81) Ethylamin 2 17/C (pks des protonierten Ethylamins 10.6) Methanol 65/C - - Ethanol 78/C

7 1-Propylamin 2 48/C 1-Popanol 97/C 2-Propylamin 2 34/C 38 (pk s des protonierten 2-Propylamins 11.1) 2-Propanol 82/C 1-Butylamin 2 78/C 1-Butanol 118/C 2-Butylamin 63/C 2-Butanol 98/C 2 tert-butylamin 46/C 3-Butanol 83/C... 2 Anilin 2 184/C 30.6 (pk s des protonierten Anilins 4.6) Phenol 182/C Siedepunkte im weiteren Sinn ähnlich den Alkoholen (also ähnlicher als die Alkane aber die Wasserstoffbrückenbindungen sind aufgrund der im Vergleich mit dem Sauerstoffatom geringeren Basizität des Stickstoffatoms und der damit geringeren Polarisierung der eteroatom--bindung schwächer) aber meist etwas niedriger. Die Basizität wird durch (a) elektronenschiebende und elektronenziehende Substituenten und (b) durch die Solvatation des bei Protonierung entstehenden Kations beeinflußt.

8 eaktionen: a) Amine sind Basen (siehe Tabelle und vergleiche Ammoniak) ' " ' " Ammoniumsalz bei Stickstoffhaltigen Verbindungen korreliert die Basenstärke mit der ybridisierung des Stickstoffatoms: " > > ' ' " Amin sp 3 Imin sp 2 itril sp stark basisch schwach basisch nicht basisch

9 b) Amine sind ucleophile (nucleophile Substitutuion, S 2, S 1, eaktion mit Säurechloriden) Selektivitätsproblem: I I das primäre Amin ist aufgrund des elektronenschiebenden Alkylrestes ein stärkers ucleophil als Ammoniak selbst SCELL das tertiäre Amin ist elektronisch betrachtet das stärkste ucleophil C SCELLE - I - 4 I -I - 4 I das sekundäre Amin ist mit seinen zwei Alkylresten ein noch stärkeres ucleophil AM SCELLSTE -I (dieses Mal nicht - 4 I!!!) I - im Tetraalkylammoniumsalz weist das Stickstoffatom nun kein freies Elektronenpaar mehr auf, hat demzufolge keine nucleophilen Eigenschaften mehr

10 Selektive Synthese von primären Aminen: Kolbe-itril-Synthese I - C Li[Al 4 ] eduktion des itrils zum Amin 2 Li[Al 4 ] eduktion des Carbonsäureamids zum Amin ' ' ' '

11 Gabriel-Synthese: K - K Phthalimid Elektronenpaar am Stickstoffatom in zwei Amidmesomerien mit einbezogen, daher nicht nucleophil Phthalimid-Kalium zweites freies Elektronenpaar steht senktrecht zu den p-rbitalen der C=-Doppelbindungen (also in der ingebene) und ist daher nicht delokalisiert und somit nucleophil -I - KI 2 2 Phthalhydrazid das Freisetzen des primären Amins aus dem Imid ist nicht leicht (doppeltes Säureamid), ydrazin als sehr starkes ucleophil (α-effekt) schafft es aber 2

12 c) Amine als Austrittsgruppen in Eliminierungen 2 nicht-nucleophile Base wie - ist auch - 2 eine schlechte Austrittsgruppe => die direkte Eliminierung glückt nicht 3 3 C-I nicht-nucleophile Base - Base durch Umsetzung zum kationischen Ammoniumsalz entsteht eine gute Austrittsgruppe (geht als Amin ab), eine Eliminierung glückt jetzt

13 d) Die Strecker-Synthese von α-aminocarbonsäuren 3 C ein Cyanhydrin / 2 säurekatalysierte ydrolyse des itrils zur Carbonsäure 2 eine racemische Aminosäure 2

14 Vorkommen der Amine in der atur: Adrenalin 2 Amphetamin (ZS-stimulierend) "Speed", Pervitin Mescalin aus Peyotl-Kaktus (Lophophora Williamsii); halozinogen 2 - P Psilocin Psilocybin beide aus dem mexikanischen Zauberpilz (Psilocybe mexicana) isoliert, stehen dem eurotransmitter Serotonin nahe und wirken psidelisch 2 Serotonin "Ecstasy", MDMA 3,4-Methylendioxymethylamphetamin

15 C 2 C 3 Cocain Morphin Codein (im ustensaft) eroin Lysergsäurediethylamid, LSD

16 Chinin (aus Chinarinde, Gattung Cinchona) Chemoterapeutikum gegen Malaria Atropin (racemisch) aus der Tollkirsche (Atropa belladonna) und dem Samen des Stechapfels (Datura stramonium) Cl F 3 C Diazepam, "Valium" Fluoxetin (Prozac) ein Antidepressivum