Was ist ein Enamin?

In der organischen Chemie ist ein "Enamin" das Umlagerungsprodukt eines Imins, selbst das Reaktionsprodukt einer Carbonylverbindung - eines Aldehyds oder Ketons - mit Ammoniak oder einem Amin - primär oder sekundär. Der Begriff leitet sich von den Wörtern "Alken" und "Amin" ab - den beiden Funktionalitäten, die ein Enamin ausmachen, wenn sie nebeneinander liegen. Die vollständige Gesamtreaktionssequenz ist RCH ₂ -C (R ₁ ) = O + N (H) R ₂ R ₃ → RCH ₂ -C (R ₁ ) = NR ₂ R ₃ → RCH = C (R ₁ ) -NR ₂ R ₃ . Jedes "R" in dieser Reaktion kann Wasserstoff oder eine Alkyl- oder aromatische Bindung auf Kohlenstoffbasis sein, beispielsweise Methyl, Isopropyl oder Phenyl.

In der obigen Reaktion bindet die Doppelbindung, einst zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff, Kohlenstoff an Stickstoff und stellt die Hauptänderung im ersten Schritt dar. Als nächstes folgt die reversible Umwandlung eines Imins in ein Enamin, analog zur reversiblen Umwandlung eines Ketons in ein "Enol" oder einen Alkenalkohol. Die Umwandlung des bekannten Ketons Aceton veranschaulicht gut die Keto-Enol-Tautomerie: CH ₃ -C (= O) -CH ₃ → CH ₂ = C (-OH) -CH ₃ . Das Stickstoffanalogon von Aceton, Dimethylimin, ändert sich gemäß einem ähnlichen Reaktionsweg CH ₃ -C (= NH) -CH ₃ → CH ₂ = C (-NH ₂ ) -CH ₃ . Eine genaue Betrachtung der beiden Produktstrukturen zeigt die Reaktionsparallelen.

Die einfache Austauschbarkeit von Isomeren - manchmal spontan oder mit nur geringfügiger Änderung der chemischen Umgebung - wird als Tautomerie bezeichnet, und die einzelnen Strukturen als Tautomere. Der Übergang von einem Imin zu einem Enamin kann durch Zugabe von etwas Mineralsäure (HX) erfolgen. Diese Aktion führt zur Protonierung, dem Einbau eines positiven Wasserstoffions (H ⁺ ) am Stickstoffatom, wodurch die Doppelverschiebung erzwungen wird: -CH ₂ -CH = NR ₁ R ₂ ; plus Protonierung → -CH ₂ -CH = N ⁺ HR ₁ R ₂ ; mit Umlagerung → -C ⁺ H ₂ = CH-NHR ₁ R ₂ ; mit Deprotonierung → -CH ₂ = CH-NR ₁ R ₂ .

Die Fähigkeit von Tautomeren, sich so leicht auszutauschen, vergrößert den Bereich möglicher Reaktionen erheblich und macht sie zu besonders nützlichen Zwischenprodukten bei der chemischen Synthese - insbesondere für organische Strukturen, bei denen ein ziemlich großes Kohlenstoffgerüst in möglichst wenigen Schritten aufgebaut werden muss. Lange Kohlenstoffketten und damit Enamine sind für die Entwicklung biologisch aktiver, chiraler Substanzen von besonderer Bedeutung. Dies liegt daran, dass in der organischen Chemie eine bestimmte Reaktion häufig zu einer Ansammlung optischer Isomere führt und diese Isomere möglicherweise getrennt werden müssen - eine Aufgabe, die nicht einfach zu lösen ist. Wenn es andererseits möglich ist, nur ein Isomer herzustellen, kann die Ausbeute doppelt so hoch sein, und es ist keine Trennung erforderlich. Die Arzneimittelentwicklung, insbesondere in Alkaloiden, ist sicherlich einer der wichtigsten Anwendungsbereiche der Enaminchemie, ebenso wie die wichtige und gründlich erforschte Verwendung von Enaminen als nichtmetallische und damit "grüne" Katalysatoren.