Phản ứng tổng quát
Phthalimide → (KOH) potassium phthalimide → (R–X) N-alkylphthalimide → (N₂H₄ hoặc H₃O⁺) R–NH₂
Phthalimide làm NH₂ được bảo vệ: amine bậc một không bị alkyl hóa quá mức.
Phản ứng tên riêng · cơ chế
Tổng hợp phthalimide Gabriel
Tổng hợp Gabriel tạo ra amine bậc một tinh khiết. Phthalimide bị tách proton (N–H của nó, nằm giữa hai nhóm carbonyl, có pKa khoảng 8,3), anion bị alkyl hóa bởi alkyl halide bậc một qua phản ứng SN2, rồi hydrazine (hoặc thủy phân) giải phóng amine. Vì N-alkylphthalimide không thể bị alkyl hóa thêm, không có amine bậc hai hay bậc ba được tạo thành.
Cơ chế từng bước
- Tách proton. N–H nằm giữa hai C=O có tính acid (pKa 8,3)
- N-Alkyl hóa (SN2). Anion imide thay thế bromide
- Hydrazine tấn công. Bước đầu tiên trong hai bước cộng–tách (Ing–Manske)
Mỗi bước đều được kiểm tra theo từng electron: các mũi tên cong cho đúng các cấu trúc đã vẽ.
Điểm chính
- N-alkyl phthalimide không còn tính nucleophile: chỉ một nhóm alkyl được gắn vào.
- Hydrazine lần lượt tấn công cả hai nhóm C=O, giải phóng amine và phthalhydrazide.
- Thủy phân bằng acid hoặc base cũng được nhưng cần điều kiện khắc nghiệt hơn.
- Chỉ dùng cho alkyl halide bậc một (SN2); aryl halide không phản ứng.
Ghi nhớ khi ôn thi
- Chỉ tạo amine bậc một — không bị alkyl hóa quá mức, khác với ammonia + alkyl halide.
- Aryl halide (ví dụ chlorobenzene) không dùng được: chúng không tham gia SN2.
- Không thể điều chế amine thơm bậc một (aniline) theo cách này.
- Sản phẩm phụ của quá trình thủy phân bằng hydrazine là phthalhydrazide.
Hỏi đáp
Vì sao không điều chế được aniline bằng tổng hợp Gabriel?
Bước alkyl hóa là SN2, và aryl halide không tham gia phản ứng thế nucleophile với anion phthalimide.
Vì sao phthalimide có tính acid?
N–H nằm giữa hai nhóm carbonyl, nên anion được giải tỏa lên cả hai nguyên tử oxygen (pKa ≈ 8,3).
Vì sao tổng hợp Gabriel được ưu tiên hơn NH₃ + R–X?
Ammonia tạo hỗn hợp amine bậc một, bậc hai, bậc ba và muối amoni bậc bốn; N-alkylphthalimide dừng lại ở một nhóm alkyl.
Vẽ trong MolDraw
Nút ở trên mở toàn bộ hình — phản ứng tổng quát, cơ chế đánh số và các điểm chính — dưới dạng cấu trúc thông thường có thể chỉnh sửa. Đổi nhóm thế, tô lại màu nguyên tử, hoặc xuất PNG, SVG hay mã chemfig cho ghi chép và slide. Hình này cũng có trong bảng Templates, mục Name reactions.