芳香醛、芳香酮和芳香胺的Mannich反应研究概况
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第15 卷第1期2000 年 2 月浅谈曼尼奇反应及其在有机合成中的应用路军白银娟米春喜马怀让西北大学化学系西安710069 摘要介绍了曼尼奇Mannich 反应及Mannich 碱盐在有机合成中的应用。
酮的羰基位氢原子在酸催化下与甲醛和氨胺缩合失去水分子得到氨胺甲基酮这一缩合反应称Mannich 曼尼奇反应: O O O R2 H or OH- N R2 HNR2 1 H H 1 R R R2 Mannich 反应是一类非常重要的有机合成反应在有机合成上用来制备C 氨基化产物并取代、作为中间体通过消除、环化等反应制备一般方法难以合成的化合物因此目还原加成、前使用的有机化学教课书都对这一反应进行了介绍。
由于教材中涉及的该反应比较简单在实际教学中存在许多问题为此本文拟就Mannich 反应作一讨论。
1 Mannich 反应曼尼奇反应Mannich Reaction 亦称胺甲基化反应Aminomethylat ion 是从本世纪初逐步发展起来的一个重要有机反应它是以德国化学家Carl Ulvich Franz Mannich 简称 C. Mannich1877 1947 的名字而命名的。
由于此反应在医药和生物碱的合成中有着广泛的应用价值因而引起了合成化学家的极大重视研究论文竟相发表1 4 。
Mannich 反应由三个部分组成分醛别为含有活泼氢的化合物如酮、常用甲醛以及碱性氨胺。
一般认为甲醛与胺在酸催化下首先缩合失水得到亚甲胺碳正离子然后再与酮进行亲电加成而得到氨基酮类化合物常称为Mannich 盐或Mannich 碱: H HCHO HNR2 H 2 C N R2 H2C NR2 H2C N R2 - H2 O OH OH OH O H - H H H2C NR2 R2 CH CR1 R2 C C R1 R2 C C R1 CH 2 NR2 CH2 NR2 醇或醋酸溶液中进行甲醛可以用甲醛溶液或三多聚一般情况下Mannich 反应是在水、甲醛胺一般用游离胺、胺的水溶液、胺乙醇溶液或胺的盐酸盐。
mannich反应总结
Mannich反应是一种有机化学反应,主要涉及胺、酮和甲醛的反应,生成
β-氨基酮。
这个反应通常在酸性条件下进行,有时也会在弱酸性或中性条件下进行。
以下是Mannich反应的总结:
1. 反应机理:首先,甲醛与胺反应生成亚胺。
然后,酮与这个亚胺发生亲核加成,形成β-氨基酮。
2. 产物:主要产物是β-氨基酮,这是一种非常重要的有机合成中间体。
它
可用于合成多种药物、农药、染料和其他化合物。
3. 应用:Mannich反应在有机合成中具有广泛的应用。
例如,它可以用于
合成抗肿瘤药物、抗精神病药物、抗生素和抗炎药等。
4. 影响因素:反应的速率和选择性受多种因素影响,如反应物的浓度、温度、酸度、溶剂等。
选择合适的反应条件是实现高收率和高选择性的关键。
5. 改进与优化:尽管Mannich反应已经发展了很长时间,但研究者们仍在不断努力改进和优化这个反应,以提高产物的收率和选择性,并降低副产物的生成。
6. 局限性:尽管Mannich反应在合成上非常有用,但它也有一些局限性。
例如,反应通常需要甲醛作为起始原料,这可能会带来安全和环境问题。
此外,有时副反应的发生也会影响产物的纯度和收率。
总的来说,Mannich反应是一种重要的有机合成方法,有助于合成多种有用的化合物。
然而,由于其复杂性和局限性,需要深入理解并精心选择反应条件,以获得最佳的结果。
曼尼希反应名词解释曼尼希反应(Mannich reaction),哇,这可是有机化学中相当有趣且重要的一个反应呢!从反应的本质来说,曼尼希反应是含有活泼氢的化合物(酸组分)、醛(醛组分)和胺(碱组分)之间发生的缩合反应。
这里的活泼氢化合物可以是多种多样的,像酮类就很常见,例如丙酮。
想象一下,在反应体系中,这些分子就像是一群舞者,各自带着独特的“舞步”,准备相互结合。
就拿一个简单的例子来说吧。
假设我们有丙酮作为含有活泼氢的化合物,甲醛作为醛,还有二甲胺作为胺。
在合适的反应条件下,通常是在酸性的介质中,这个反应就开始了它神奇的进程。
首先,甲醛这个小分子很活跃,它会和二甲胺发生反应,形成一个亚胺正离子中间体。
这个中间体可不得了,它就像是一个带着特殊使命的信使,迫不及待地要去和丙酮结合。
丙酮分子中的活泼氢就像是一个等待被开启的锁,亚胺正离子中间体这个“钥匙”就精准地插入其中,然后经过一系列的电子转移、化学键的断裂与形成,最终生成了曼尼希碱。
这个反应在有机合成中有超级广泛的应用。
它可以用来构建各种各样复杂的有机分子结构。
比如说在药物合成领域,很多药物分子的结构非常复杂,而曼尼希反应就像是一个神奇的建筑师手里的工具。
有些生物碱类药物的合成,就可能借助曼尼希反应来构建其中的关键结构部分。
这是因为通过曼尼希反应可以方便地引入胺基,而胺基在很多药物的活性和生理功能方面都有着至关重要的作用。
从反应机理的角度深入探讨的话,它涉及到亲核加成、质子转移等多个步骤。
在酸性条件下,胺首先被质子化,这使得它的亲核性增强,更容易去进攻醛基。
然后形成的中间体再和含有活泼氢的化合物发生反应。
这个过程中,每一步的反应速率都受到多种因素的影响,像反应物的浓度、反应的温度、酸的强度等。
如果反应物的浓度较高,分子之间相互碰撞的机会就会增多,反应可能就会更快地进行。
而温度过高或者过低,都可能影响反应的选择性和产率。
酸的强度不合适的话,可能会导致反应停留在某个中间阶段,无法顺利地生成目标产物。
Mannich反应(一般译为曼尼希反应,简称曼氏反应),根据产物的不同也可以称作胺甲基化反应或者氨甲基化反应,是指含有活泼氢的化合物(通常为羰基化合物)与甲醛和胺缩合,生成β-氨基(羰基)化合物的有机化学反应。
一般醛亚胺与α-亚甲基羰基化合物的反应也被看做曼尼希反应。
反应的产物β-氨基(羰基)化合物称为“曼尼希碱”(Mannich碱),简称曼氏碱。
早在1895年便有人发现以酚作酸组分的曼尼希碱,并申请了专利。
1903年,B. Tollens 和Marle 观察到苯乙酮与甲醛和氯化铵生成了三级胺的反应。
1912年,卡尔·曼尼希(C. Mannich)用沙利比林和乌洛托品反应,得到了一个难溶于水的沉淀。
此产物的结构在一年内得到了解释,促使了他对这一类含活泼氢化合物、甲醛和胺之间的反应进行了深入的研究,从而奠定了曼尼希反应的基础。
1917年,卡尔·曼尼希利用安替比林在相同的条件下反应分离得到了一种三级胺,并发现此类反应具有一般性。
mannich(曼尼希)反应芳伯氨基曼尼希反应(Mannich Reaction)是一种重要的有机合成方法,通常用于合成含有氨基取代基的化合物。
它是Carl Mannich在1912年首次描述的,因此得名曼尼希反应。
曼尼希反应的产物通常是含有芳香性的氨基取代基的化合物。
曼尼希反应主要通过亲核加成的方式进行。
在反应中,一个缺电子的亲电体与两个充当亲核试剂的化合物发生反应,生成一个氨基取代的产物。
一般来说,亲电体是一个含有碳酰基、羰基或亚环的化合物,而亲核试剂则是含有胺基或胺类衍生物的化合物。
曼尼希反应的基本机理如下:1. 亲电体的酸质子(H+)被亲核试剂中的胺基、氨基或氧化胺等亲核试剂攻击,形成一个带正电荷的中间体。
2. 亲电体中的羰基与亲核试剂中的亲核试剂之间发生亲核加成反应,生成一个含有酰胺结构的中间体。
3. 中间体内部发生质子转移,使反应系统趋向于更稳定的状态,形成最终产物。
曼尼希反应的应用广泛,可以用于合成各种含有氨基取代基的有机化合物。
例如,通过曼尼希反应可以将芳香酮与胺类化合物反应,合成相应的酰胺。
此外,曼尼希反应还可用于构建含有多个官能团的复杂有机化合物。
除了简单的酰胺合成外,曼尼希反应也可以用于合成深色芳香胺化合物。
例如,在色素合成中,曼尼希反应是合成含有芳香胺基团的重要方法之一。
曼尼希反应还可以用于制备药物和天然产物的合成,具有重要的应用价值。
曼尼希反应在实验室中的条件通常是在温和的酸性条件下进行。
常用的催化剂包括各种酸,如HCl、H2SO4、三氟甲磺酸等。
此外,一些碱性条件下也可以进行曼尼希反应。
总结来说,曼尼希反应是一种重要的有机合成方法,通常用于合成含有氨基取代基的化合物。
它的机理简单,应用广泛,可以用于合成各种复杂的有机化合物。
曼尼希反应在合成药物、天然产物和色素等领域有着重要的应用价值。
Mannich 反应机理及在化学合成中的相关应用摘要:介绍Mannich 反应及其可能的反应历程,探析发生该反应的反应物常见 类别,简述Mannich 反应在有机合成中的相关应用。
1 Mannich 反应概述通常将具有醇式或潜在烯醇式结构的化合物(如某些炔)与醛(通常为甲醛)在酸催化下,与第一、第二胺反应,生成胺甲基衍生物的反应叫曼尼希反应。
Mannich 反应也称胺甲基化反应。
[1]例如:RCOCH 3+CE 2O+EtN +H 2CL -−−−−→−室温、水或乙醇RCOCH 2CH 2NEt 2·HCL+H 2O 该反应一般在水、乙醇等溶剂中室温条件下进行。
Mannich 反应是一类非常重要的有机合成反应。
在医药和生物碱的合成中有广泛的应用价值,可用于制备碳—氨基化产物。
并作为中间体,通过消除、取代、还原加成、环化等制备一般方法难以合成的化合物。
近年来,研究使用手性催化剂来实现间接和直接的催化不对称Mannich 反应也有较大发展。
例如:图1 直接不对称催化Mannich 反应2 Mannich 反应的常见反应物类型Mannich 反应是三种组分缩合过程,即由胺、醛和至少含有一个活泼氢的化合物(如酮)缩合而成。
可表示为:在Mannich 反应中,碱组分可以是氨、胺、脐、酞胺、氨基酸;酸组分有酮类、醛类、炔类、酚类、梭酸、杂环化合物等;醛组分为各种单醛或双醛。
由于该反应一般在水、乙醇等溶剂中室温条件下进行,故反应温度一般控制在溶液的沸点,温度不宜过高,以免副产物的增加。
[2]2.1 含有活泼α氢的化合物Mannich 反应中最常用的含有活泼α—氢的化合物是酮,不论是对称的酮,还是不对称的酮都能发生此反应;不仅酮类化合物可发生这种缩合反应,其他含有活泼α—氢的化合物也可发生这种缩合反应。
这些含有活泼α—氢的化合物主要有:图2 常见用于Mannich反应的活泼α氢化合物[3]若用不对称的酮进行Mannich反应时,综合反应优先发生在有取代基的α—碳原子上,因为多烃基取代的烯醇较稳定,更容易被亚甲胺碳正离子进攻。
曼尼希反应详细资料大全曼尼希反应(Mannich反应,简称曼氏反应),也称作胺甲基化反应,是含有活泼氢的化合物(通常为羰基化合物)与甲醛和二级胺或氨缩合,生成β-氨基(羰基)化合物的有机化学反应。
一般醛亚胺与α-亚甲基羰基化合物的反应也被看做曼尼希反应。
反应的产物β-氨基(羰基)化合物称为“曼尼希碱”(Mannich碱),简称曼氏碱。
基本介绍•中文名:曼尼希反应(•外文名:Mannich反应•别称:曼氏反应•套用学科:有机化学•适用领域范围:化工生产•反应机理:胺对羰基发生亲核加成•:概述,反应机理,发展历史,套用,反应的立体选择性,概述反应中的胺一般为二级胺,如哌啶、二甲胺等。
如果用一级胺,反应后的缩合产物在氮上还有氢,可以继续发生反应,故有时也可根据需要使用一级胺,一级胺与甲醛常温下会迅速脱水,形成希夫碱。
如果用三级胺或芳香胺,反应中无法生成亚胺离子,停留在季铵离子一步。
胺/氨的作用是活化另一个反应物醛。
甲醛是最常用的醛,一般用它的水溶液、三聚甲醛或多聚甲醛。
除甲醛外,也可用其他醛。
反应一般在水、乙酸或醇中进行,加入少量盐酸以保证酸性。
含α-氢的化合物一般为羰基化合物(醛、酮、羧酸、酯)、腈、脂肪硝基化合物、末端炔烃、α-烷基吡啶或亚胺等。
若用不对称的酮,则产物是混合物。
呋喃、吡咯、噻吩等杂环化合物也可反应。
曼氏反应通常需在高温下和质子溶剂中进行,反应时间长,容易生成副产物。
反应机理反应的机理如下图所示。
羰基质子化,胺对羰基发生亲核加成,去质子,氮上的电子转移,水离去,可以得到一个亚胺离子中间体。
以二甲胺作原料,这个中间体为N, N-二甲基-亚甲基氯化铵,在70年代由Kinact等人首先发现。
它具有很强的反应性,可以使很多在通常条件下难以进行的反应得以顺利进行。
反应机理亚胺离子作为亲电试剂,进攻含活泼氢化合物的烯醇型结构,失去质子,便得到产物。
产物曼氏碱比较稳定,以它作原料,经甲基化与Hofmann消除反应,或在蒸馏时和碱作用下发生的分解反应,可以得到α,β-不饱和酮。
氨基苯磺酸铝催化苯乙酮、芳香醛和芳香胺的反应作者:毕晓雪来源:《学校教育研究》2020年第22期一、引言(一)β-氨基酮Mannich反应简介一直以来,Mannich反应都是合成含氮化合物的最为常用的反应之一。
人们对Mannich反应的兴趣在于,Mannich反应产物(又叫Mannich碱)不仅在药物、农药、染料、调料、涂料、炸药等方面有着广泛的用途,而且还是有机化学中合成天然生物活性分子的重要中间体[1]。
酮、醛、胺三组分合成β-氨基酮的反应是最为典型的一类Mannich反应(二)合成β-氨基酮Mannich的方法1. 浓HCl/EtOH作催化剂采用HCl作催化剂所形成的盐酸盐极不稳定,易分解而变红,受热或暴露在空气中更会加速其分解[7]。
同时,浓HCl等质子酸往往是有毒、有腐蚀性的,并且反应完成以后很难实现回收利用,这就必然导致酸性废物的排放和对环境的污染。
2. 新型催化剂(1) Yb(OTf)3催化王利民等取苯乙酮(2 mmol)、芳香醛(2 mmol)和芳香胺(2 mmol)加入到单口烧瓶中,称取Yb(OTf)3 (0.062 g, 5 mol%)加入反应烧瓶中,加入3 mL乙醇,室温下搅拌8~14 h,有大量固体析出,过滤得粗产物. 将滤液中乙醇真空旋出,加入3 mL去离子水和3mL乙酸乙酯溶解,分液,将水蒸干以回收催化剂。
乙酸乙酯蒸干的粗产物,合并得到固体用乙醇重结晶,得到相应的产物,其产率高达91%。
(2)杂多酸催化Najmodin Azizi等人用醛3(mmol),胺3.1(mmol),丁酮5(mmol),苯乙酮3(mmol)以及磷钨酸(0.02 g)进行反应.(三)论文选题及方向本论文讨论在50 mL反应瓶中加入11 mmol苯乙酮,10 mmol芳香醛,10 mmol芳胺,0.3 mmol Al(4-ABS)3·6H2O,5 mL乙醇,考察苯乙酮、芳香醛和芳香胺在在上述反应条件下的一锅法”Mannich”反应。
Mannich 反应在本学期的《药物合成反应》中,我学到了许多单元反应,了解了这些反应的机理,还学到了这些反应在实际药物合成中的应用,在这些反应中,我对Mannich 反应印象最深。
下面,我就Mannich 反应详细的说说我所学到的。
摘要:本文简单的概述了曼尼希反应的发现历史,反应的机理,在药物合成中的应用。
很多生物碱都是通过曼尼希反应合成的,它具有很强的反应性,可以使很多在通常条件下难以进行的反应得以顺利进行。
正是Mannich 反应反应原料的多变性,以及它在药物合成中的广泛应用,使我对它产生了浓厚的兴趣。
关键词:Mannich 反应;机理;应用0 引言Mannich 反应,亦称α-氨烷基化反应,是具有活性氢的化合物与甲醛(或其他醛)、胺进行反应,生成氨甲基衍生物的反应,得到的 -氨基酮类化合物常称为Mannich碱。
1 Mannich 反应的历史早在1895年便有人发现以酚作酸组分的曼尼希碱,并申请了专利。
之后,Tollens、L. Henry、Duden、Franchimont等人发现了其他类型的曼尼希反应,包括以硝基烷和伯硝胺作酸组分的反应,但都没有意识到这些反应所具有的普遍意义。
1912年,卡尔·曼尼希用沙利比林和乌洛托品反应,得到了一个难溶于水的沉淀。
此产物的结构在一年内得到了解释,促使了他对这一类含活泼氢化合物、甲醛和胺之间的反应进行了深入的研究,从而奠定了曼尼希反应的基础。
很多生物碱都是通过曼尼希反应合成的。
托品酮的合成是曼尼希反应的经典例子,被认为是全合成中的经典反应之一。
1901年,Willstätter首先合成了这个化合物,用的是环庚酮作原料,通过14步反应,总产率仅为0.75%。
1917年,罗伯特·鲁宾逊以丁二醛、甲胺和3-氧代戊二酸为原料,在仿生条件下,利用了曼尼希反应,仅通过一步反应便得到了托品酮。
反应的初始产率为17%,后经改进可增至90%。
mannich反应条件Mannich反应是一种重要的有机合成反应,它可以将酮或醛与胺和甲醛或甲酮反应,生成含有β-胺基酮或醛的化合物。
Mannich反应的条件对反应的成功与否起着至关重要的作用,下面我们来详细了解一下Mannich反应的条件。
1. 反应物的选择Mannich反应的反应物包括酮或醛、胺和甲醛或甲酮。
其中,酮或醛的选择应该考虑其反应活性和稳定性,一般来说,活性较高的酮或醛更容易进行反应。
胺的选择应该考虑其亲核性和碱性,一般来说,亲核性较强的胺更容易进行反应。
甲醛或甲酮的选择应该考虑其反应活性和稳定性,一般来说,活性较高的甲醛或甲酮更容易进行反应。
2. 反应溶剂的选择Mannich反应的反应溶剂应该具有良好的溶解性和稳定性,一般来说,极性较强的溶剂如二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等是比较适合的选择。
3. 反应温度的控制Mannich反应的反应温度应该控制在适当的范围内,一般来说,反应温度应该在0℃至室温之间,过高的温度会导致反应速率过快,反应产物的选择性下降。
4. 反应时间的控制Mannich反应的反应时间应该控制在适当的范围内,一般来说,反应时间应该在数小时至数天之间,过短的反应时间会导致反应不完全,过长的反应时间会导致反应产物的选择性下降。
5. 催化剂的选择Mannich反应的催化剂可以选择碱性催化剂或酸性催化剂,一般来说,碱性催化剂如三乙胺、吡啶等是比较适合的选择,酸性催化剂如硫酸、盐酸等也可以使用。
综上所述,Mannich反应的条件对反应的成功与否起着至关重要的作用,反应物的选择、反应溶剂的选择、反应温度的控制、反应时间的控制和催化剂的选择都是需要考虑的因素。
只有在合适的条件下进行反应,才能得到高质量的产物。