Wat is een Enamine?

In de organische chemie is een "enamine" het herschikkingsproduct van een imine, zelf het reactieproduct van een carbonylverbinding - een aldehyde of keton - met ammoniak of een amine - primair of secundair. Afleiding van de term is van de woorden "alkeen" en "amine" - de twee functionaliteiten die een enamine vormen, als ze zich naast elkaar bevinden. De complete, totale reactievolgorde is RCH ₂ -C (R1) = O + N (H) R2R3 → RCH ₂ -C (R1) = NR ₂ R3 → RCH = C (R1) -NR ₂ R ₃ . Elke "R" in deze reactie kan waterstof of een op koolstof gebaseerde alkyl- of aromatische binding zijn - bijvoorbeeld methyl, isopropyl of fenyl.

In de bovenstaande reactie verbindt de dubbele binding, eenmaal tussen koolstof en zuurstof, nu koolstof met stikstof en vertegenwoordigt de belangrijkste verandering in de eerste stap. Hierna volgt de omkeerbare verandering van een imine in een enamine, analoog aan de omkeerbare transformatie van een keton in een "enol" of alkeen-alcohol. De omzetting van het bekende keton, aceton, illustreert goed het keto-enol-tautomerisme: CH3-C (= O) -CH3 → CH2 = C (-OH) -CH3. Het stikstofanalogon van aceton, dimethylimine, verandert volgens een vergelijkbare reactieroute CH3-C (= NH) -CH3 → CH2 = C (-NH2) -CH3. Nauwgezet onderzoek van de twee productstructuren onthult de reactieparallellen.

De gemakkelijke uitwisselbaarheid van isomeren - soms spontaan of met slechts een kleine verandering in de chemische omgeving - wordt tautomerisme genoemd, en de afzonderlijke structuren, tautomeren. De overgang van een imine naar een enamine kan zo eenvoudig zijn als het toevoegen van een beetje mineraal zuur (HX). Deze actie resulteert in protonatie, de installatie van een positief waterstofion (H ⁺ ) op het stikstofatoom, waardoor de dubbele verschuiving wordt gedwongen: -CH2 -CH = NR ₁ R2; plus protonatie → -CH2 -CH = N ⁺ HR ₁ R2; met herschikking → -C ⁺ H2 = CH-NHR ₁ R2; met deprotonatie → -CH2 = CH-NR ₁ R2.

Het vermogen van tautomeren om zo gemakkelijk uit te wisselen vergroot het bereik van mogelijke reacties aanzienlijk, waardoor ze bijzonder bruikbare tussenproducten zijn bij chemische synthese - met name voor organische structuren waarin een vrij groot koolstofskelet in zo weinig mogelijk stappen moet worden ontwikkeld. Lange koolstofketens, en dus enamines, zijn van bijzonder belang voor de ontwikkeling van biologisch actieve, chirale stoffen. Dit komt omdat in de organische chemie elke gegeven reactie vaak resulteert in een verzameling optische isomeren, en deze isomeren kunnen scheiding vereisen - een taak die niet gemakkelijk wordt uitgevoerd. Aan de andere kant, wanneer het mogelijk is om slechts één isomeer te produceren, kan de opbrengst twee keer zo groot zijn, plus er is geen noodzaak voor scheiding. Geneesmiddelontwikkeling, met name in alkaloïden, is zeker een van de belangrijkste gebieden van de toepassing van enamine-chemie, evenals het belangrijke en grondig onderzochte gebruik van enamines als niet-metaalachtige, en dus "groene" katalysatoren.