Mannichova reakcia

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