Реакция Лейкарта — Валлаха

Реакция Лейкарта — Валлаха — метод синтеза аминов восстановительным аминированием карбонильных соединений при действии формамида, формиата аммония либо эквимолярной смеси первичного или вторичного амина и муравьиной кислоты:

${\mathsf{R}}^{\mathsf{1}}{\mathsf{R}}^{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}{\mathsf{R}}^{\mathsf{3}}{\mathsf{R}}^{\mathsf{4}}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{R}}^{\mathsf{1}}{\mathsf{R}}^{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{R}}^{\mathsf{3}}{\mathsf{R}}^{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {R^{1}R^{2}CO+HCONR^{3}R^{4}\rightarrow R^{1}R^{2}CHNR^{3}R^{4}+CO_{2}}}$

Реакция открыта в 1885 году Рудольфом Лейкартом, обнаружившим, что реакция карбонильных соединений с аминами в присутствии формиата аммония ведет к образованию аминов и затем исследована Отто Валлахом, показавшим, что избыток муравьиной кислоты повышает выходы и позволяет проводить реакцию в менее жестких условиях.

Реакция проводится при нагревании до 100—200 °C смеси карбонильного соединения и соответствующего формиата либо формамида без растворителя либо в растворе уксусной или муравьиной кислоты, при этом первичные и вторичные амины образуются в ходе реакции в обычно виде N-формильных производных 2, которые затем гидролизуют до свободных аминов 3, выходы — до 84 %:

Предполагается, что реакция идет через образование соли имина, образующейся при взаимодействии карбонильного соединения и амина (либо формамида в кислой среде с последующим восстановлением муравьиной кислотой:

В случае образования первичного или вторичного амина он в условиях реакции обычно формилируется избытком муравьиной кислоты.

В реакцию вступают как алкил-, так и арилформамиды, арилформамиды реагируют легче незамещенного формамида, а он, в свою очередь, легче, чем N-алкил и N,N-диалкилформамиды. В случае одновременного наличия в карбонильном компоненте кетонной и альдегидной групп в первую очередь в реакцию вступает альдегидная группа.

Наиболее гладко реакция проходит в случае высококипящих кетонов и ароматических альдегидов, однако замещенные ароматические альдегиды имеют пониженную реакционную способность, в этих случаях в качестве катализатора используется пиридин.

Модификацией реакции Лейкарта — Валлаха, в которой в качестве карбонильного компонента используется формальдегид, является реакция Эшвайлера — Кларка^[en] — метилирование первичных и вторичных аминов смесью формальдегида и муравьиной кислоты:

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}{\mathsf{R}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{R}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {CH_{2}O+R_{2}NH+HCOOH\rightarrow R_{2}NCH_{3}+CO_{2}}}$

Преимуществом аминирования по Лейкарту — Валлаху является его простота и доступность исходных веществ, а также возможность восстановительного аминирования соединений, содержащих восстанавливающиеся стандартными восстановителями группы (например, в случае нитрофенилкетонов), однако жесткие условия и длительность проведения реакции ограничивают его применимость. Основная побочная реакция — альдольная конденсация, наличие других групп, реагирующих в этих условиях с аминами (например, в случае α,β-ненасыщенных альдегидов и кетонов) также ограничивает возможность применения этого метода.

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.