Mannichova reakcia je trojzložková organická reakcia, sa aminoalkyluje α-pozícia ketónu alebo aldehydu. V reakcii spolu reagujú aldehyd alebo ketón, amín (primárny alebo sekundárny, prípadne amoniak) a enolizovateľná zlúčenina (zlúčenina, ktorá má odštiepiteľný aktívny vodík). Mannichovou reakciou vznikajú β-aminokarbonylové zlúčeniny, ktoré sa označujú i ako Mannichova zásada. Reakcia je pomenovaná po Carlovi Mannichovi.
stred|500x500bod
Mannichova reakcia začína nukleofilnou adíciou amínu na karbonylovú zlúčeninu, po ktorej nasleduje dehydratácia za vzniku Schiffovej bázy. Schiffova báza je elektrofil, ktorý sa v druhom kroku účastní elektrofilnej adície na enol, ktorý vznikol z karbonylovej zlúčeniny s kyslým (odštiepiteľným) α-protónom. Mannichova reakcia patrí medzi kondenzačné reakcie.
Reaktanty Mannichova reakcia vyžaduje tri zložky:
Aldehyd alebo ketón (typicky formaldehyd) Amín – primárny alebo sekundárny, prípadne amoniak Látka, ktorá je schopný odštiepiť protón a vytvoriť tak „enolformu“ (tzn. látka s dvojitou väzbou vedľa elektrón akceptorného atómu) alifatický alebo alicyklický ketón estery – dietylmalonát, acetoctan etylový nitrozlúčeniny alebo nitrily s vodíkom na pozícii α fenol (môže reagovať v pozícii orto alebo para) molekuly s terminálnou trojitou väzbou, kde reaguje uhlík, ktorý sa účastní trojitej väzby
Reakčný mechanizmus Mechanizmus Mannichovej reakcie začína tvorbou imíniového katiónu z amínu a aldehydu:
stred|567x567bod
Vznikajúci intermediát sa označuje ako Mannichov intermediát. Vedľa tejto reakcie dochádza k tautomerizácii karbonylovej zlúčeniny (na obrázku nižšie je to ketón), z ktorej vzniká enolforma. Táto zlúčenina následne atakuje imíniový katión:
stred|567x567bodMannichova reakcia môže byť katalyzovaná kyselinou i zásadou.
Asymetrická Mannichova reakcia Ak má enolizovateľný ketón alebo aldehyd na α-pozícii nejaký substituent, tak je možné použiť prolín a podobné aminokyselinové organokatalyzátory na stereoselektívnu Mannichovu reakciu (relatívne voči α-substituentu novozavedenej aminoskupine na β-pozícii).
Mannichova reakcia katalyzovaná (S)-prolínom uprednostňuje tvorbu produktu, v ktorom sú substituent a aminoskupina v polohe voči sebe, teda syn. Možno však použiť i modifikovaný prolínový katalyzátor, napríklad metylovanú pyrolidínkarboxylovú kyselinu, čo vedie k tvorbe anti produktu. V oboch prípadoch sa enolizovateľný aldehyd alebo ketón premieňa pomocou organokatalyzátoru na (E)-enamín. Selektivita nukleofilného ataku je tak riadená konformáciou, ktorú preferenčne zaujíma enamín, a relatívnou orientáciou enamínu a imínu tak, aby mohla karboxylová skupina protonizovať atóm dusíka imínu.
stred|658x658bod
Použitie Mannichovu reakciu možno použiť v mnohých odvetviach organickej chémie, napríklad pri syntéze:
alkylamínov, peptidov, nukleotidov, antibiotík, alkaloidov (napríklad tropinón), agrochemikálií, napríklad regulátorov rastu rastlín, polymérov, katalyzátorov, farmaceutík (napríklad rolitetracyklínu, produktu Mannichovej reakcie tetracyklínu a pyrolidínu; antidepresíva fluoxetínu; tramadolu; a protizápalového tolmetínu), mydiel a detergentov, polyéteramínov syntetizovaných zo substituovaných rozvetvených alkyléterov
α,β-nenasýtených ketónov, ktoré vznikajú rozkladom produktov Mannichovej reakcie (napríklad metylvinylketón vzniká zo 4-(dietylamino)bután-2-ónu)
Referencie
Pozri aj Aza-Baylisova-Hillmanova reakcia Bettiho reakcia Crabbého reakcia Kabachnikova-Fieldsova reakcia Nitro-Mannichova reakcia Petasisova reakcia Pictetova-Spenglerova reakcia Storkova alkylácia enamínov
Iné projekty
Externé odkazy
Zdroj
Kategória:Reakcie vytvárajúce väzbu uhlík-uhlík Kategória:Menné reakcie Kategória:Organické reakcie Kategória:Adície Kategória:Kondenzačné reakcie