Gabriel-Synthese

Die Gabriel-Synthese ist eine chemische Methode zur selektiven Herstellung primärer Amine. Sie wurde nach ihrem Entdecker Siegmund Gabriel benannt. Eine historisch interessante Variante dieser Synthese ist die bereits 1889^[1] erfolgte synthetische Darstellung von α-Aminosäuren.

Reaktionsgleichungen

Als Edukte dienen dazu ein Halogenalkan und das Kaliumsalz von Phthalimid (Kaliumphthalimid). Lässt man sie bei 150 bis 200 °C reagieren, so gelangt man zum N-Alkylphthalimid.

Wenn man anstelle von Halogenalkanen Brommalonsäureester als Substrate verwendet, sind α-Aminosäuren zugänglich. Der N-Phthalimidomalonsäureester kann mit einer Vielzahl von Alkylhalogeniden oder α,β-ungesättigten Carbonylverbindungen alkyliert werden, sodass unterschiedliche α-Aminosäuren dargestellt werden können.

Kaliumphthalimid reagiert mit Brommalonester zu N-Phthalimidomalonsäureester

Durch Verseifung erhält man das Alkylamin und das Phthalsäureanion.

Alkalische Hydrolyse des Phthalimidomalonsäureester zur α-Aminomalonsäure und Glycin

Hydrolysiert man hingegen das N-Alkylphthalimid mit Säure, so gelangt man zu Phthalsäure und dem entsprechenden Alkylammoniumsalz. Die Hydrolyse verläuft häufig entweder sehr langsam oder nur unter drastischen Bedingungen.

Saure Hydrolyse des Phthalimidomalonsäureester zum monoprotonierten Glycin-Kation

Varianten

Anstelle der Verseifung/Hydrolyse lässt sich das Alkylamin auch durch Kochen des N-Alkylphthalimids unter Rückfluss mit Ethanol und Hydrazin freisetzen. Bei dieser sogn. Ing-Manske-Variante der Aminsynthese entsteht neben dem freien Amin noch Phthalsäurehydrazid. Die Aminolyse verläuft wegen der benachbarten freien Elektronenpaare im Hydrazin besser, da die Nucleophilie größer ist (α-Effekt).

Ing-Manske-Variante: Hydrazinolyse des N-Alkylphthalimids zu Phthalhydrazid und einem Amin

Praktische Bedeutung

Die Gabriel-Synthese ist ein reines Laborverfahren. Wegen der Bildung stöchiometrischer Mengen mehrerer Abfallstoffe ist die Atomökonomie der Gabriel-Synthese so schlecht, dass niemand eine technische Synthese für primäre Amine basierend auf dieser Reaktion realisiert.

Einzelnachweise

1. ↑ L.F.Fieser, M.Fieser, Lehrbuch der organischen Chemie, Verlag Chemie, 3. Auflage, 1957.

Literatur

• Laue, T.; Plagens, A.: Namen- und Schlagwort-Reaktionen der Organischen Chemie. 3. Auflage. Stuttgart: Teubner Studienbücher Chemie (1998).