定义
在酸催化下,甲醛、胺(氨)与含有活泼 α-氢的化合物发生三组分缩合,脱水得到β-氨甲基类化合物。这类缩合反应被称之为 Mannich 反应、Mannich缩合,或者氨甲基化反应
后来人们对 Mannich 反应的范围进行了扩展,把含有活泼氢化合物(包括含有与杂原子相连的活泼氢化合物)与各种醛、胺(氨)或者亚胺的缩合反应都称之为 Mannich 反应
通式
溯源
在Mannich 之前, Tollens 等就已经发表了曼尼希反应类型的例子。他们使用苯乙酮、甲醛和氯化铵进行反应,得到了叔胺的盐酸盐产物
在 Tollens 之后, Pertrenko-Kristschenko 和他的学生也对这类反应进行过研究,却没有能够整理出这类反应的通式。
直到 1917 年, Mannich 等人利用含有 α-氢的醛、酮、酯等羰基化合物(或其它具有活泼氢的化合物)与甲醛和伯胺、仲胺或氨在弱酸性溶液中进行缩合,成功地得到了叔胺类化合物
后来 Mannich 等人又对这类反应进行了系统和深入的研究,发现这种反应带有一定的普遍性,并总结出相应的规律。现在大家就把这种类型的反应称为 Mannich (曼尼希)反应。
作者简介
Mannich (1877-1947) 生于德国 Bres'lau ,在巴塞尔大学获得博士学位。
一般特征
1) CH-活化组分(在α-位置激活)通常是脂肪族或芳族醛或酮、羧酸衍生物、β-二羰基化合物、硝基烷烃、富电子芳香化合物如酚(在其邻位激活)和末端炔烃;
2)芳香族胺往往不发生反应,只能使用伯、仲脂肪族胺或其盐类;
3)不可烯醇化的羰基化合物多为甲醛;
4)当胺组分为伯胺时,最初形成的β-氨基羰基化合物可进一步反应,最终生成N,N-二烷基衍生物(叔胺);然而,与仲胺过烷基化不是问题;
5)反应介质通常为质子溶剂,如乙醇、甲醇、水或醋酸等,以保证足够高浓度的亲电性亚胺离子,负责氨基烷基化;
6)不对称酮通常产生区域异构的Mannich碱,但由更多取代的α-位置的氨基烷基化得到的产物往往占优势;
7)曼尼希碱是有用的合成中间体,因为它们可以经历各种各样的转化:β消除生成α、β不饱和羰基化合物(Michael受体),与有机锂反应,或格氏试剂生成β-氨基醇,亲核试剂取代二烷基氨基生成功能化羰基化合物。
机理
实例
1) DOI: 10.1021/ol501365j
2) DOI: 10.1021/acs.joc.7b01786
3) DOI: 10.1021/ar030231l
4) DOI: 10.1021/cr300272t
5)
6)
7)
评述
Mannich 反应自问世以后,引起了化学界的广泛重视,其反应理论也相继得到广泛的研究。特别是在药物分子和生物碱的合成中,一些以前难以得到的化合物,可以经过 Mannich 反应得到,或者以 Mannich 反应产物为中间体而解决。
Mannich反应是现代有机合成中最受欢迎的反应之一,因为它通常发生在非常简单的条件下,并能以很高的收率得到具有两个潜在手性中心的化合物
参考
1. a)László Kürti, Barbara Czakó. StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis. b)Jie Jack Li. Name Reactions: A Collection ofDetailed Mechanisms and Synthetic Applications. c) 黄培强.有机人名反应、试剂与规则. d) 胡跃飞, 林国强. 现代有机反应
2. https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/ugi-reaction.shtm
3. a) https://pubs.acs.org/ b) https://onlinelibrary.wiley.com/
c) https://www.sciencedirect.com/ d) https://www.rsc.org/
e) https://www.thieme-connect.com/ f) http://www.sciencemag.org/
g) https://www.nature.com/natcatal/
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