Амины необходимы для производства фармацевтических препаратов, тонких химикатов, агрохимикатов, пластмасс, красителей, пигментов и добавок. Наиболее важными являются соединения с концевой аминогруппой (-NH2), известные как первичные амины.
Однако селективный синтез первичных аминов остается проблемой. Дэвид Мильштейн и Чидамбарам Гунанатан из Научного института Вейцмана (Израиль) разработали новый катализатор, который позволяет селективно синтезировать первичные амины непосредственно из спиртов и аммиака в мягких условиях.
Как они сообщают в журнале Angewandte Chemie, их процесс включает в себя комплекс, в котором центральный ион рутения захватывается лигандом, как клещами.
Производство первичных аминов настолько сложно, потому что эти продукты очень реакционноспособны и, таким образом, могут продолжать реагировать с образованием вторичных и третичных аминов в качестве нежелательных побочных продуктов. Предыдущие способы приготовления также в основном требуют больших количеств токсичных реагентов. Большинство крупномасштабных промышленных процессов основаны на реакции спиртов с аммиаком и требуют очень высоких температур и давлений. Это приводит к смеси аминов, алканов и алкенов в качестве побочных продуктов. Селективный каталитический синтез первичных аминов из спиртов и аммиака в мягких условиях, без образования отходов, был бы экологически и экономически выгоден.
Израильские ученые разработали катализатор, отвечающий этим требованиям: новый устойчивый на воздухе комплекс рутения. Двумя фосфорсодержащими «руками» органический лиганд захватывает ион рутения с двух сторон, удерживая его, как клещами. Третий сайт связывания иона металла обеспечивается атомом азота в центральной системе ароматических колец лиганда.
Используя этот клещевой комплекс, исследователи смогли селективно синтезировать первичные амины из спиртов и аммиака в мягких условиях; не требуется большое количество токсичных соединений, и избегаются вредные отходы. Реакции проходят в толуоле. Удивительно, но даже спирты, не смешивающиеся с водой, очень хорошо реагируют без растворителей в присутствии воды («на воде»).
Эта простая общеприменимая реакция дает хорошие выходы первичных аминов и может представлять собой интересную альтернативу не только в лабораторных, но и в промышленных масштабах. При синтезе сложных природных продуктов и лекарств необходимые аминогруппы также могут быть включены посредством этой стадии реакции непосредственно из соответствующих спиртов.