胺與含氮化合物

加布里埃爾合成

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加布里埃爾合成是製備純一級胺的乾淨辦法,專為繞開直接烷基化那種過度烷基化的爛攤子而設計。訣竅是用一種只能被烷基化一次的氮,然後再把它釋放出來。這種被遮蔽的氮來自鄰苯二甲醯亞胺(酞醯亞胺),其中氮夾在兩個羰基之間、帶著唯一一個酸性的 N-H。

它分三步走。第一,去質子化酞醯亞胺(它的 N-H 是酸性的,pKa 約 8.3,因為生成的陰離子在兩個羰基上共振穩定)得到酞醯亞胺陰離子,一個俐落的氮親核試劑。第二,讓該陰離子對一個一級鹵烷 R-X 做一次 SN2;由於此時氮連著兩個羰基和一個 R 基,已沒有孤對電子能再反應,所以烷基化在一步之後就戛然而止——沒有過度烷基化。第三,斷開那兩個醯胺鍵(透過水解,或更乾淨地用肼,即 Ing-Manske 法),釋放出游離一級胺 R-NH2,並把酞醯亞胺骨架吐出來。

回報是一個單一、乾淨的一級胺,沒有二級胺或三級胺污染。代價是此法只適用於一級(且無位阻)底物——烷基化那一步是 SN2,所以三級鹵烷或芳基鹵會失敗,龐大底物也很遲緩。它是保護基策略的教科書範例:暫時把一個活潑的氮偽裝起來,讓它恰好被用一次,然後再卸去偽裝。

酞醯亞胺陰離子 + 溴化苄得到 N-苄基酞醯亞胺;隨後用肼把它裂解為純淨的苄胺(C6H5CH2-NH2),沒有二取代或三取代的副產物。

保證得到一個乾淨的一級胺——繞道酞醯亞胺的全部用意所在。

加布里埃爾合成只能製備一級胺,而且只能用能進行 SN2 的底物——對三級鹵烷、芳基鹵和位阻很大的鹵代物會失敗,因為烷基化那步需要背面進攻。

又稱
Gabriel phthalimide synthesis盖布瑞尔合成酞酰亚胺合成法