化学

アミン合成法のまとめ

アミン合成法

アミンは多くの生理活性物質に含まれている重要な構造です。特に脂肪族アミン合成はシンプルな構造でありながら、反応性の高さや極性の高さなどの理由から合成が難しいです。これまでに有用なアミン合成法が報告されているので紹介します。

アミン合成の難しさは反応性にあり

様々なアルキルアミンを合成しようと考えた時に真っ先に思い浮かぶのがアミンとハロゲンなどの脱離基を有するアルキル鎖との反応だと思います。しかしこれを実際にやってみると、第二級アミンを得ようとしても第三級アミン体も生成してしまうため、第二級アミンを得るのが難しいです。

アミンの過剰アルキル化

このような過剰アルキル化を防ぐようなアミン合成法がこれまでにいくつか報告されています。今回はそれを紹介します。

ガブリエル合成法(フタルイミドを利用する方法)

ガブリエル合成はアミンの保護基としても使用されるフタルイミド(phth基)を利用する方法です。フタルイミド自体をアルキルハライドや光延反応によって導入し、フタルイミドを脱保護することによって第一級アミンを得る方法です。反応性の高い第一級アミンを保護状態で導入できるというメリットがあります。光延反応を使えば、塩基を使わなくても穏和な中性条件で導入フタルイミドを導入できます。当然この方法では第一級アミンしか導入できません。また、フタルイミドの脱保護が割と面倒というデメリットがあります。

ガブリエル合成の概略

還元的アミノ化

還元的アミノ化はアルデヒドあるいはケトンとアミンとの間で生成するイミンを還元してアミンを得る方法です。還元的アミノ化ではイミンを経由するため第二級アミンを優先的に合成することが可能です。

還元的アミノ化反応(ボーチ還元的アミノ化)
還元的アミノ化反応 (ボーチ還元的アミノ化)還元的アミノ化はアルデヒドとアミンにより生成するイミンを還元してアミンを得る反応です。特に水素化シアノホウ素ナトリウムによってアミンを得...

福山アミン合成法

福山アミン合成法は2-ニトロスルホンアミド(ノシル基)を利用する方法です。ノシル基もフタルイミドと同様にアミンの保護基としても利用されています。スルホンアミドは通常アルキル化されませんがニトロ基の電子吸引によってスルホンアミド上の水素が引き抜きやすくなっているため、アルキルハライドと求核置換反応を起こしてアルキル化できます。2-ニトロスルホンアミド上に予めAlloc基Boc基を導入しておけば保護アミンを得ることも可能です。

ホフマン転位

ホフマン転位はアミドを臭素と水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ中で反応させるとブロモアミダートの生成によりアルキル基が転位してイソシアネートが生成し、加水分解、脱炭酸を経てアミン体が得られる反応です。ちょうどアミドのC=Oが取れてアミンができるような形になります。強塩基性条件が必要なのが欠点です。

クルチウス転位

クルチウス転位は酸アジドを加熱することによってアルキル基が転位してイソシアネートが生成し、加水分解、脱炭酸により第一級アミンを得る方法です。イソシアネートをtert-ブチルアルコールで分解すればBoc保護体、ベンジルアルコールで分解すればベンジル保護アミンが得られます。酸アジドはカルボン酸からアジ化ナトリウムやジフェニルリン酸アジド(DPPA)との反応によって誘導します。DPPAを使うほうが簡便です。クルチウス転位はカルボン酸のCOOHが外れたアミン体が得られます。

マンニッヒ反応

マンニッヒ反応はイミン(アクセプター)とエノール(ドナー:アルデヒドかケトンから誘導)との反応で、βアミノカルボニルが得られます。これはアルドール反応の派生形と考えられます。カルボニル基を適当な還元剤で還元すればアルキルアミンを得られます。

マンニッヒ反応: Mannich Reactionマンニッヒ反応について α位に活性な水素をもつ化合物(通常アルデヒドかケトン)と第一級あるいは第二級アミン(またはアンモニア)とエノー...

芳香族アミンの合成

芳香族アミンの合成で重要なものはニトロ基の還元により得る方法です。

ニトロ基の還元
ニトロ基の還元でアミンを得るニトロ基はアミン合成の足がかり ニトロ基はNO2で表される官能基です。芳香環への窒素原子の導入による直接的なアミノ化は難しいですが、ニ...
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こめやんは理学博士です!化学の面白さと学ぶメリットを少しでも伝えるために日々頑張ります! ツイッターにて疑問点や依頼などを募集しています! 論文の和訳やレポートのチェックなどでもお気軽にお待ちしております

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