엔아민

엔아민(Enamine)은 알데하이드 또는 케톤과 이차 아민의 축합으로 생성된 불포화 화합물이다. 엔아민은 다양한 중간체이다.Enamines: Synthesis: Structure, and Reactions, Second Edition, Gilbert Cook (Editor).  1988, Marcel Dekker, NY.  

"엔아민"이라는 단어는 알켄의 접미사로 사용되는 접두사 en-과 아민의 어근에서 파생되었다. 이는 알켄(en-)과 알코올(-ol)을 모두 포함하는 작용기인 엔올과 비교할 수 있다. 엔아민은 엔올의 질소 유사체로 간주된다.Imines and Enamines | PharmaXChange.info

만약 질소 치환체 중 하나 또는 둘 모두가 수소 원자이면, 그것은 이민의 호변 이성질체 형태이다. 이것은 보통 이민으로 재배열되지만, 몇 가지 예외가 있다(아닐린 등). 엔아민-이민 호변 이성질체는 케토-엔올 호변 이성질체와 유사하다고 볼 수 있다. 두 경우 모두 수소 원자가 헤테로원자(산소 또는 질소)와 두 번째 탄소 원자 사이에서 위치를 전환한다.

엔아민은 좋은 친핵체이자 좋은 염기이다. 탄소 기반 친핵체로서의 그들의 행동은 다음 공명 구조를 참고하여 설명된다.
섬네일|center|엔아민의 공명 구조

 형성 
섬네일|center|320px|엔아민을 생성하는 축합 반응.
엔아민은 상업적으로 이용 가능한 출발 시약으로부터 쉽게 생산될 수 있다. 일반적으로 엔아민은 이차 아민과의 α-수소를 포함하는 케톤 또는 알데하이드 종의 산 촉매 친핵 반응에 의해 생성된다. 반응하는 아민의 pKaH가 충분히 높다면(예: pKaH가 11.26인 피롤리딘), 산 촉매는 항상 필요한 것은 아니다. 그러나 반응하는 아민의 pKaH가 낮으면 첨가 단계와 탈수 단계 모두에 산 촉매가 필요하다 (일반적인 건조제에는 MgSO4와 Na2SO4가 포함된다). 1차 아민은 열역학적으로 더 안정한 이민 종이 우선적으로 형성되기 때문에 일반적으로 엔아민 합성에 사용되지 않는다. 메틸 케톤 자가 축합은 반응 혼합물에 TiCl4를 첨가하여(물을 제거제로 작용하게 함으로써) 피할 수 있는 부반응이다. 이차 아민과 알데하이드가 카비놀아민 중간체를 통해 엔아민을 형성하는 예시는 다음과 같다:
 (카비놀아민 형성)
 (엔아민 형성)

 구조 
섬네일|110 px|엔아민의 선택된 결합 거리(피코미터s). 붉은색 원자는 거의 같은 평면에 있다.
엑스선결정학으로 나타난 바와 같이, 엔아민의  부분은 거의 평면에 가깝다. 이러한 배열은  핵의 sp2 혼성화를 반영한다.

 반응 
 알킬화 
엔아민은 엔올보다 친핵성이 높지만, 여전히 선택적으로 반응하여 알킬화 반응에 유용하다. 엔아민 친핵체는 할로알칸을 공격하여 알킬화된 이미늄 염 중간체를 형성한 다음 가수분해되어 케톤(엔아민 합성의 출발 물질)을 재생성한다. 이 반응은 길버트 스토크가 개척했으며, 때로는 발명가의 이름을 따서 스토크 엔아민 알킬화라고도 불린다. 유사하게, 이 반응은 효과적인 아실화 수단으로 사용될 수 있다. 벤질, 알릴 할라이드를 포함한 다양한 알킬화제 및 아실화제가 이 반응에 사용될 수 있다.
  (엔아민의 알킬화)
  (생성된 이미늄 염의 가수분해, 2-알킬화된 알데하이드 생성)

 아실화 
엔아민 알킬화와 매우 유사한 반응에서 엔아민은 아실화될 수 있다. 이 아실화된 이민의 가수분해는 1,3-다이카보닐을 형성한다.
  (엔아민의 아실화)
  (생성된 아실 이미늄 염의 가수분해, C-아실화된 알데하이드 생성)

 금속 엔아민 
리튬 아마이드와 같은 강한 염기는 이민을 탈양성자화하여 금속 엔아민을 형성하는 데 사용될 수 있다. 금속 엔아민은 친핵성(엔올레이트보다 친핵성이 높다) 때문에 합성적으로 유용하다는 것이 입증될 수 있다. 따라서 이들은 약한 친전자체와 더 잘 반응할 수 있다(예: 에폭사이드를 여는 데 사용될 수 있다.) 가장 두드러지게, 이러한 반응은 카이랄 중간 금속 엔아민으로의 변환을 통해 케톤의 비대칭 알킬화를 가능하게 했다.

 할로겐화 
엔아민의 염소화 후 가수분해는 α-할로 유도체를 생성한다.
  (엔아민의 염소화)
  (클로로이미늄의 가수분해, 클로로알데하이드 생성)
염소화 외에 브롬화 및 요오드화도 입증되었다.

 산화적 짝지음 
엔아민은 질산세륨암모늄으로 처리함으로써 엔올 실란과 효율적으로 교차 짝지음될 수 있다. 아민 존재하에 알데하이드의 산화적 이합체화는 엔아민 형성 후에 최종 피롤 형성으로 진행된다. 이 대칭 피롤 합성 방법은 2010년에 지아(Jia) 그룹에 의해 개발되었으며, 피롤 함유 천연물 합성의 귀중한 새로운 경로이다.

 고리화 
엔아민 화학은 로빈슨 고리화 반응의 한 번에 비대칭 버전을 생산하기 위해 구현되었다. 1935년 로버트 로빈슨이 발표한 로빈슨 고리화 반응은 케톤과 메틸 비닐 케톤(일반적으로 MVK로 약칭)을 결합하여 사이클로헥세논 융합 고리 시스템을 형성하는 염기 촉매 반응이다. 이 반응은 프롤린에 의해 촉매되어 카이랄 엔아민 중간체를 통해 진행될 수 있으며, 이는 좋은 입체 선택성을 제공한다. 이것은 특히 천연물 합성 분야에서 중요하며, 예를 들어 더 복잡한 생물학적 활성 분자의 중요한 구성 요소인 빌란트-미셔 케톤의 합성에 사용된다.

 반응성 
엔아민은 엔올보다 반응에 필요한 산/염기 활성화가 적은 친핵체로 작용한다. 이들은 더 적은 부반응으로 더 큰 선택성을 제공할 수 있다. 케톤 엔아민은 알데하이드 엔아민보다 반응성이 높다. 고리형 케톤 엔아민은 질소에서 최대 평면형 형태를 갖기 때문에 5원 고리가 가장 반응성이 높고, 5>8>6>7(7원 고리가 가장 반응성이 낮다)의 반응성 경향을 따른다. 이 경향은 질소 비공유 전자쌍 오비탈의 p-성격 양에 기인하는데, p-성격이 높을수록 인접한 알켄 π-오비탈로의 전자가 풍부하여 친핵성이 높아진다. 유사하게, 질소 비공유 전자쌍이 아민 부분의 입체전자 상호작용에 참여하면, 비공유 전자쌍은 평면에서 벗어나고(피라미드형으로 됨) 인접한 π C-C 결합으로의 전자를 억제한다.


질소 중심의 입체/전자적 특성을 변경하는 것 외에도 온도, 용매, 다른 시약의 양, 친전자체의 종류를 변경하는 등 엔아민 반응성을 조절하는 많은 방법이 있다. 이러한 매개변수를 조정하면 E/Z 엔아민의 우선적 형성이 가능하며, 케톤 출발 물질로부터 더 많이/덜 치환된 엔아민의 형성에도 영향을 미친다.

 생화학 
섬네일|과당 2,6-이중인산 분해에서 이미늄과 엔아민의 역할.
자연은 알돌분해효소라고 불리는 효소를 사용하여 설탕을 처리(생성 및 분해)한다. 이 효소는 엔아민의 가역적 형성을 통해 작용한다.

 같이 보기 
 엔더스 SAMP/RAMP 하이드라존-알킬화 반응
 하요스-패리시-에더-자우어-비헤르트 반응
 마이클 첨가 반응
 네니체스쿠 인돌 합성
 유기촉매
 로빈슨 고리화 반응
 토프 반응
 플루옥시메스테론

 각주 


분류:작용기