Реакция манниха

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number	Priority date	Publication date	Assignee	Title
US4496770A (en) *	1982-04-14	1985-01-29	Basf Aktiengesellschaft	Process for the preparation of α-alkylacroleins
US4638085A (en) *	1982-03-24	1987-01-20	Basf Aktiengesellschaft	Preparation of methyl methacrylate from methacrolein
US5969178A (en) *	1997-07-08	1999-10-19	Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha	Using methacrolein and methanol as dehydration and absorption agents during production of methyl methacrylate
CN1817844A (zh) *	2006-02-28	2006-08-16	中国科学院过程工程研究所	一种甲基丙烯酸甲酯生产中甲基丙烯醛的分离方法
CN101074192A (zh) *	2007-06-20	2007-11-21	天津大学	以甲醛为原料制备甲基丙烯酸甲酯的方法
WO2012154450A2 (en) *	2011-05-11	2012-11-15	Archer Daniels Midland Company	Processes for making acrylic-type monomers and products made therefrom
RU2011129628A (ru) *	2008-12-18	2013-01-27	ЛУСАЙТ ИНТЕРНЭШНЛ ЮКей ЛИМИТЕД	Способ очистки метилметакрилата

Присоединение кетонов к 4-трифторометилдигидрохиназолинам

В аналогичном присоединении кетонов к 4-трифторометилдигидрохиназолинам $(S)-PMP$ также показал лучшие результаты. При этом выход продукта присоединения составлял только 38% и его удалось значительно повысить добавлением кислоты.

Рисунок 8.

На значительном количестве примеров было показано, что наиболее эффективной каталитической системой является $(S)-PMP$ с добавкой дибензоил $L$-тартратной кислоты, а также исследованы границы реакции в условиях ее использования.

Перекристаллизацией из этанола энантио продуктов были выделены димерные рацематные кристаллы со строением типа:

Рисунок 9.

При этом маточный раствор обогащался одним из энантиомеров. Таким образом, в результате асимметричного варианта реакции Манниха и последующей перекристаллизации удалось получить практически чистые энантиомеры:

Рисунок 10.

Механизм реакции

Механизм реакции Манниха начинается с образования иминий ион из амина и формальдегида

Обратите внимание: показанный ниже механизм НЕ является правильным. PKa протонированного кислорода составляет примерно -2

Аминное основание просто депротонирует карбонил и останавливает реакцию. Следовательно, обязательно, чтобы эта реакция проводилась при pH примерно 4-5. Правильный механизм должен начинаться с нуклеофильной атаки атома азота на карбонильный углерод.

Соединение с карбонильной функциональной группой (в данном случае кетон ) может таутомеризовать в енольную форму, после чего он может атаковать ион иминиума.

На метилкетонах енолизация и добавление Манниха могут происходить дважды, после чего следует β-элиминирование с образованием производных β-аминоенона.

Реакция — манних

Реакция Манниха имеет большое значение также при синтезе ряда алкалоидов.

Реакция Манниха является важным общим синтетическим методом, заключающимся в катализируемой кислотой конденсации альдегида, первичного или вторичного амина или аммиака, и соединения, которое является енолом или потенциальным енолом.

Реакция Манниха лерко протекает с индолами и существует много примеров ее применения в этой области. Обычными типами получаемых соединений являются р-алкиламиноиндолы схема ( 39), однако индол с блокированным р-положением может давать М — или а-замещенные соединения.

Образование нескольких алкалоидов н других соединений из промежуточных метаболитов тирозина.

Реакция Манниха ( через показанное на рисунке образование шиффова основания) приводит к циклизации. В результате окисления цикла образуется изохинолиновое ядро — характерный структурный элемент большой группы алкалоидов. Метилирование приводит к образованию папаверина, образующегося в снотворном маке. Родственный ему алкалоид морфин ( рис. 14 — 25) на первый взгляд не имеет с ним никакого сходства.

Реакция Манниха с диацетиленами подробно изучена и использована в синтезе поли — и диацетиленовых аминов, их четвертичных солей и аминокислот ( Дюмон, Ходкевич и Кадио ) с целью исследования физиологической активности этих соединений.

Реакция Манниха, которую можно отнести к реакциям конденсации, заключается в аминометилировании метиленовой компоненты. Ее обычно проводят в кислой среде.

Реакция Манниха имеет также большое значение при синтезе ряда алкалоидов.

Реакция Манниха легко протекает с индолами и существует много примеров ее применения в этой области. Обычными типами получаемых соединений являются р-алкиламиноиндолы схема ( 39), однако индол с блокированным р-положением может давать W — или а-замещенные соединения.

Реакция Манниха является обратимой ( константа равновесия k2 l, — ( f), и поэтому для стабилизации основания Манниха его переводят в солевую форму нейтрализацией сильными кислотами или алкилирующими агентами.

Реакция Манниха имеет большое значение также при синтезе ряда алкалоидов.

Реакция Манниха представляет собой важный путь биосинтеза природных соединений ( в основном алкалоидов); некоторые из этих путей были воспроизведены в лабораториях.

Реакция Манниха ( цель — удлинение цепи на один атом углерода); разд.

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number	Priority date	Publication date	Assignee	Title
EP2998284A1 (de)	2014-09-18	2016-03-23	Evonik Röhm GmbH	Optimiertes Verfahren zur Herstellung von Methacrolein
EP3144291A1 (de) *	2015-09-16	2017-03-22	Evonik Röhm GmbH	Synthese von methacrylsäure aus auf methacrolein basierenden alkylmethacrylat
RU2019137896A (ru) *	2017-05-09	2021-05-25	Рём ГмбХ	Способ окислительной эстерификации альдегидов до сложных эфиров карбоновых кислот
BR112019022639A2 (pt) *	2017-05-25	2020-05-19	Rohm & Haas	processo para preparar metacroleína.
JP7065118B2 (ja) *	2017-05-25	2022-05-11	ロームアンドハースカンパニー	メタクロレインを調製するための方法
EP3613726A1 (en) *	2018-08-21	2020-02-26	Röhm GmbH	Continuous process for preparing methacrolein
CN111233667A (zh) *	2018-11-29	2020-06-05	中国科学院大连化学物理研究所	一种改进制备甲基丙烯酸甲酯的方法
KR102417077B1 (ko) *	2019-01-18	2022-07-04	주식회사 엘지화학	메틸메타크릴레이트의 제조 방법
JP6858314B1 (ja) *	2019-06-28	2021-04-14	旭化成株式会社	メタクリル酸メチルの製造方法

Получение полиакриламида

Полиакриламид получают полимеризацией акриламида по радикальному механизму в присутствии обычных инициаторов. Полимеризация в массе или концентрированных растворах, а также в разбавленных растворах при температуре выше 50°С приводит к образованию разветвленных или трехмерных нерастворимых полимеров вследствие передачи цепи или имидизации. При повышенных температурах в растворителе может наступить частичный гидролиз. Обычно полимеризацию проводят в водном растворе (8 – 10%-ном) с участием окислительно-восстановительной системы (например, персульфат аммония – метабисульфит калия). Молярную массу образующихся полимеров можно регулировать, изменяя соотношение компонентов окислительно-восстановительной системы или вводя в реакционную смесь изопропиловый спирт, тиосоединения и др. Полимер выделяют из водного раствора выпариванием при низкой температуре (под вакуумом). При гетерофазной полимеризации осаждающийся из раствора полимер можно легко выделить в сухом виде. Теплота полимеризации 81,6 кдж/моль (19,5 ккал/моль) при 25 °С; константы скорости, роста, обрыва и передачи цепи на мономер составляют соответственно 18·103, 14,5·106, 0,22 л/(моль·сек). Высокомолекулярный (12·106 – 14·106) полиакриламид получается в полимеризацией акриламида в концентрированных водных растворах или в двухфазных эвтектических водных системах под действием ионизирующего излучения или химических радикальных инициаторов. Для акриламида описана изомеризационная полимеризация в присутствии металлического натрия, его алкоголята или магнийорганических соединений; процесс протекает с переносом заряда и образованием поли-β-аланина (найлона-3) [–СН₂–СН₂–CONH–]_n.

Info

Publication number: RU2645214C2

RU2645214C2

RU2016110762A

RU2645214C2

RU 2645214 C2

RU2645214 C2

RU 2645214C2

RU 2016110762 A

RU2016110762 A

RU 2016110762A

RU 2016110762 A

RU2016110762 A

RU 2016110762A

RU 2645214 C2

RU2645214 C2

RU 2645214C2

Authority
RU
Russia

Prior art keywords

stage
methacrolein
distillation
methanol
distillation column

Prior art date
2013-09-26

Application number
RU2016110762A
Other languages

English (en)

Other versions

RU2016110762A
(ru

Inventor
Штеффен КРИЛЛЬ
Маттиас ГРЁМПИНГ
Александер ЛИГИН
Торстен БАЛЬДУФ
Рудольф БУРГАРДТ
Original Assignee
Эвоник Рём ГмбХ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
2013-09-26
Filing date
2014-08-27
Publication date
2018-02-19

Priority claimed from EP13186137
external-priority

2014-08-27Application filed by Эвоник Рём ГмбХ
filed

Critical

Эвоник Рём ГмбХ

2017-09-28Publication of RU2016110762A
publication

Critical

patent/RU2016110762A/ru

2018-02-19Application granted
granted

Critical

2018-02-19Publication of RU2645214C2
publication

Critical

patent/RU2645214C2/ru

Асимметричные реакции Манниха

Был достигнут прогресс в направлении асимметричный Реакции Манниха. При правильной функционализации вновь образованный этиленовый мостик в аддукте Манниха имеет два прохиральный центры, дающие начало двум диастереомерным парам энантиомеров. Первая асимметричная реакция Манниха с немодифицированным альдегидом была проведена с помощью (S) -пролин как естественный хиральный катализатор.

Реакция происходит между простым альдегидом, таким как пропионовый альдегид, и я добываю происходит от этилглиоксилат и п-метоксианилин (PMP = параметоксифенил), катализируемый (S) -пролин в диоксан в комнатная температура. Продукт реакции диастереоселективный с предпочтением реакции син-Манниха 3: 1, когда алкильный заместитель в альдегиде представляет собой метил группа или 19: 1, когда алкильная группа намного больше пентил группа. Из двух возможных син аддукты (S,S) или же (р,р) реакция также энантиоселективный с предпочтением (S,S) аддукт с энантиомерный избыток более 99%. Эта стереоселективность поясняется на схеме ниже.

Пролин входит в каталитический цикл путем реакции с альдегидом с образованием енамин. Два реагента (имин и енамин) выстраиваются в линию для реакции Манниха с Si лица атака имина Si-гранью енамин-альдегида. Облегчение стерическое напряжение означает, что алкильный остаток R енамина и иминной группы являются антиперипланарный при подходе, который блокирует синхронный режим добавления. Энантиоселективность дополнительно контролируется водородная связь между пролином карбоксил группа и имин. В переходное состояние для присоединения — девятичленное кольцо с конформация стула с частичными одинарными связями и двойными связями. Группа пролина превращается обратно в альдегид и одиночный (S,S) изомер образуется.

Путем модификации пролинового катализатора можно также получить аддукты антиманниха.

Дополнительная метильная группа, присоединенная к пролину, вынуждает специфический енаминный подход, и переходное состояние теперь представляет собой 10-членное кольцо с добавлением в анти-моде. Диастереоселективность составляет по крайней мере anti: syn 95: 5 независимо от размера алкильной группы и (S,р) энантиомер предпочтительно с не менее 97% энантиомерный избыток.

Химические свойства полиакриламида

Химические свойства полиакриламида определяются наличием амидной группы. При нагревании или изменении рН его растворов происходит частичный гидролиз с образованием карбоксильных групп. Нагревание полиакриламида выше 100 °С приводит к уменьшению содержания азота вследствие имидизации и появлению сшитых структур. При взаимодействии полиакриламида с формальдегидом в водных растворах (20 °С, рН 8 – 10) или в неводной среде происходит метилолирование:

– CONH₂+CH₂O → – CONHСН₂ОН

При нагревании или подкислении полиметилолакриламида или его растворов образуются трехмерные структуры с эфирными (–CONHCH₂–О–CH₂NHCO–) и метиленовыми (–CONH–CH₂–NHCO–) мостиками. К полиакриламиду присоединяется окись этилена:

–CONH₂ + C₂H₄О → –CONHCH₂–СН₂–ОН

Производные ионного характера получают из полиакриламида полимер аналогичными превращениями. Реакция с формальдегидом и бисульфитом в водном растворе приводит к частичному (на 50%) сульфометилированию:

Действие формальдегида и амина (50 – 75 °С, рН = 10,5) вызывает (по реакции Манниха) образование групп – CONHCH₂NRR’, наряду с метилоламидными и карбоксильными. Обработка полиакриламида гипохлоритом в щелочной среде (20—30 °С) приводит (по Гофману) к образованию первичных аминогрупп (до 60% от теоретич.).

17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

В нейтральных условиях и при низкой температуре незамещённый индол реагирует со смесью формальдегида и диметиламина по атому азота [] []; эта реакция, по-видимому, протекает при низкой равновесной концентрации индолил-аниона. В нейтральном растворе при более высокой температуре или в уксусной кислоте происходит превращение в термодинамически более стабильное 3-замещённое соединение — грамин. Грамин можно получить напрямую, гладко и с высоким выходом реакцией в уксусной кислоте [].

Реакция Манниха имеет большое практическое значение, так как не только позволяет широко варьировать электрофильные иминиевые ионы, но и сам грамин и родственные ему основания часто используют как ценные промежуточные соединения для дальнейших синтезов (разд. 17.12.).

Электрофил — иминиевый ион — может быть синтезирован отдельно и выделен в кристаллическом виде, он известен как «соль Эшенмозера» (Me₂N+ = CH₂I-) []. Обычно реакции с этим реакционноспособным электрофилом проводят в неполярном растворителе. Примеры, иллюстрирующие, какие изменения может претерпевать структура иминиевого иона, включают реакцию индола с пиримидином [], реакцию индола с бензилиденовыми производными ариламинов, катализируемую трифлатами лантаноидов [], и димеризацию индола, катализируемую минеральными кислотами []. В первом примере протонированный пиримидин выступает в качестве электрофила, в последнем индол атакуется протонированным индолом, как показано ниже:

Скатол превращается в α,α’-связанный димер в кислоте; в противоположность этому 2-метиливдол не подвержен кислотно-катализируемой димеризации, что обусловлено более низкой электрофильностью 3-протонированного 2-замещённого 3Н-индолий катиона, аналогично тому, как кетоны менее реакционноспособны, чем альдегиды.

Если в качестве электрофила используют протонированный 3-броминдол, конечное элиминирование бромоводорода приводит к восстановлению ароматичности 2-замещенных индолов; пиррол (как показано на схеме) или индолы могут участвовать в процессах такого типа [].

В том случае, когда можно провести внутримолекулярную конденсацию, реакции Манниха и Вильсмейера широко используют для синтеза тетрагидро-β-карболинов [] (дигидро-β-карболинов) — соединений, подобных обнаруженным во многих индольных алкалоидах (β-карболин — широко используемое тривиальное название пиридо индола).

Спорным является вопрос, как происходит атака: либо непосредственно по α-положению, либо по β-положению с последующей перегруппировкой. По-видимому, существенно то, что реакция Манниха, в противоположность алкилированию, обсуждённому в разд

17.1.6., — процесс обратимый, который позволяет, хотя и более медленно, но напрямую осуществлять α-замещение, что принципиально важно для получения α-замещённых структур

Было показано, что триптамины, имеющие в положении 2 карбоксильную группу, которые легко синтезировать (см. разд. 17.17.6.3.), но которые с трудом декарбоксилируются, подвергаются циклоконденсации Манниха с альдегидами и кетонами с потерей диоксида углерода на последней стадии процесса [].

Нитроны, полученные изтриптаминов, легко циклизуются, и процесс может быть проведён энантиоселективно при использовании хиральных кислот Льюиса [].

← Предыдущий раздел

17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

Список литературы к главе 17

Упражнения к главе 17

→ Следующий раздел

Приложения

Реакция Манниха используется во многих областях органической химии. Примеры включают:

алкил амины
пептиды, нуклеотиды, антибиотики, и алкалоиды (например. тропинон )
агрохимикаты, например, регуляторы роста растений
полимеры
катализаторы
Формальдегид сшивание тканей
Фармацевтические препараты (например. ролитетрациклин (произведение Манниха тетрациклин и пирролидин ), флуоксетин (антидепрессант), трамадол и толметин (противовоспалительный препарат).
мыло и моющие средства. Эти составы используются в различных областях очистки, обработки автомобильного топлива и эпоксидная смола покрытия
полиэфирамины из замещенного алкила с разветвленной цепью эфиры
α, β -ненасыщенный кетоны за счет термического разложения продуктов реакции Манниха (например, метилвинилкетон из 1-диэтиламино-бутан-3-она)

Акриламид

Акриламид — бесцветные кристаллы без запаха; Т_пл= 84,5±0,3°С; d30 = 1,122. Акриламид растворим в воде, метаноле, этаноле, ацетоне, диоксане, хлороформе; мало растворим в бензоле и гептане (соответственно 0,28 и 0,03 г в 100 мл).

CH₂=CHCONH₂

Химические свойства акриламида определяются наличием амидной группы и двойной связи, сопряженной с карбонилом. Структура амидных групп плоскостная, связи С—N укорочены, а заместители у N неравнозначны, возможна цис-транс-изомерия. Водные растворы акриламида нейтральны; легкогидролизующиеся соли образуются лишь с сильными кислотами. При гидролизе акриламида образуется акриловая кислота при дегидратации — ее нитрил. Реакция с альдегидами приводит к получению алкилольных производных. По двойной связи присоединяются галогены, амины, аммиак, меркаптаны, бисульфит, диены.

Акриламид может быть получен действием NH₃на хлорангидрид или ангидрид акриловой кислоты или на ее метиловый эфир. Промышленный синтез идет по схеме:

Реакция экзотермична; для предотвращения полимеризации вводят ингибиторы (соли меди, железа и др.). Акриламид выделяют из охлажденного раствора сульфатного комплекса нейтрализацией известковым молоком или аммиаком; осадок минеральной соли отфильтровывают. Акриламид можно выделить также последовательной фильтрацией через колонки с анионитом и катионитом. Выход акриламида ~90% от теоретического. Для получения акриламида в сухом виде раствор (~8%-ный) после гидролиза выпаривают под вакуумом. Технический акриламид содержит примеси акриловой кислоты и ее солей. Полимеризация такого мономера приводит к образованию малостабильного и частично нерастворимого сополимера акриламида с этими примесями. В зависимости от назначения технический мономер очищают перекристаллизацией (из бензола или этилацетата), сублимацией при низкой температуре в вакууме или фильтрацией на колонке с ионообменными смолами. Содержание акриламида в техничеком продукте определяют бромид-броматным титрованием; примесь акриловой кислоты и ее соли — алкалиметрически; серную кислоту — осаждением баритовой водой; количество полимера — по растворимости в бутаноле. Акриламид и его растворы сравнительно стабильны до 40—50 °С. Расплавленный акриламид легко полимеризуется. Акриламид вредно влияет на нервную систему и вызывает мускульную слабость (полимер акриламида не токсичен).

Полиакриламид

Полиакриламид —это полимер белого цвета без запаха; растворим в воде, формамиде, ледяной уксусной и молочной кислотах, глицерине; набухает в пропионовой кислоте, пропиленгликоле, диэтилсульфоксиде; нерастворим в метаноле, этаноле, ацетоне, гексане. Т_стекл≈ 200 °С, молярная масса достигает ≈1·106. Наличие в полимере карбоксильных групп (в результате омыления амидных) может оказать большое влияние на вязкость полиакриамида, так как изменение вязкости с разбавлением будет носить «полиэлектролитный характер».