人名反應 · 反應機構

Gabriel 鄰苯二甲醯亞胺合成

Gabriel 合成可製得純的一級胺。鄰苯二甲醯亞胺先去質子化(位於兩個羰基之間的 N–H,pKa 約 8.3),陰離子經 SN2 反應被一級鹵烷烷基化,再以聯胺(或水解)釋出胺。由於 N-烷基鄰苯二甲醯亞胺無法再被烷基化,因此不會生成二級或三級胺。

Gabriel 鄰苯二甲醯亞胺合成機構:鄰苯二甲醯亞胺去質子化後以苄基溴烷基化;再以聯胺釋出苄胺。
Gabriel 合成:總反應、每一步彎箭頭與重點。點一下即可在 MolDraw 中開啟並編輯。

總反應

鄰苯二甲醯亞胺 →(KOH)鄰苯二甲醯亞胺鉀 →(R–X)N-烷基鄰苯二甲醯亞胺 →(N₂H₄ 或 H₃O⁺)R–NH₂

以鄰苯二甲醯亞胺作為受保護的 NH₂:製得一級胺而不會過度烷化。

逐步反應機構

  1. 去質子化。兩個 C=O 之間的 N–H 具有酸性(pKa 8.3)
  2. N-烷基化(SN2)。醯亞胺陰離子取代溴離子
  3. 聯胺進攻。兩次加成–脫去中的第一次(Ing–Manske)

每一步都逐一核對電子:彎箭頭恰好得到圖中所畫的結構。

開啟並編輯此反應機構

重點

  • N-烷基鄰苯二甲醯亞胺不再具親核性:只會接上一個烷基。
  • 聯胺依序進攻兩個 C=O 基,釋出胺與鄰苯二甲醯肼。
  • 酸或鹼水解也可行,但需要較激烈的條件。
  • 只適用於一級鹵烷(SN2);芳基鹵化物不反應。

JEE 與 NEET 考試重點

  • 只生成一級胺,不像氨 + 鹵烷那樣會過度烷基化。
  • 芳基鹵化物(例如氯苯)不適用:它們不進行 SN2。
  • 無法用這個方法製備芳香族一級胺(苯胺)。
  • 聯胺分解的副產物是鄰苯二甲醯肼。

常見問題

為什麼不能用 Gabriel 合成製備苯胺?

烷基化步驟屬於 SN2,而芳基鹵化物不會與鄰苯二甲醯亞胺陰離子發生親核取代。

為什麼鄰苯二甲醯亞胺具有酸性?

N–H 位於兩個羰基之間,因此陰離子的負電荷可非定域到兩個氧上(pKa ≈ 8.3)。

為什麼 Gabriel 合成比 NH₃ + R–X 更好?

氨會生成一級、二級、三級胺與四級銨鹽的混合物;N-烷基鄰苯二甲醯亞胺則只接上一個烷基。

在 MolDraw 中繪製

上方按鈕會把完整圖示(總反應、編號的反應機構與重點)以一般可編輯結構開啟。你可以更換取代基、替原子重新上色,或匯出 PNG、SVG 或 chemfig 程式碼用於筆記與投影片。同一張圖也收錄在「Templates」面板的「Name reactions」中。