Bu bölüm, Gabriel-Isay Sentezi'ni açıklar. Bu yöntem, 1887 yılında Siegmund Gabriel tarafından geliştirilmiş ve daha sonra August Isay tarafından geliştirilmiştir. Gabriel-Isay sentezi, ftalimid tuzlarının (özellikle potasyum ftalimid) halojenürlerle reaksiyonuna dayanır. Bu yöntem, birincil aminlerin sentezi için çok kullanışlıdır çünkü ikincil ve üçüncül aminlerin oluşumu gibi yan ürünlerin oluşumu engellenir. Bu reaksiyon, halojenürlerin nükleofilik yerdeğiştirme reaksiyonları sınıfına girer.
Siegmund Gabriel, 19. yüzyılda Almanya'da çalışan bir kimyagerdir. 1887 yılında, ftalimidin potasyum tuzunun halojenürlerle reaksiyona sokulmasıyla birincil aminlerin sentezlenebileceğini göstermiştir. Bu yöntem, o sırada bilinen diğer amin sentezlerinden farklı olarak, sadece birincil aminlerin oluşmasını sağlar. Gabriel, ftalimidin N-atomunun nükleofilik olduğunu ve halojenürlerle kolayca reaksiyona girebileceğini göstermiştir.
August Isay, Gabriel'in yönteminin geliştirilmesinde önemli katkılarda bulunmuştur. Isay, ftalimidin daha reaktif hale getirilmesi için farklı çözücüler ve katalizörler kullanmıştır. Ayrıca, sentez sonrası ftalimid grubunun giderilmesi için kullanılan hidroliz koşullarını optimize etmiştir. Gabriel-Isay sentezi, modern organik kimyada hala kullanılan temel bir sentetik yöntemdir.
1887'de Siegmund Gabriel, ftalimidin potasyum tuzu ile halojenürlerin reaksiyonunu araştırmış ve bu reaksiyonun birincil aminlerin sentezinde kullanılabileceğini göstermiştir. Bu yöntem, o sırada yaygın olan aminlerin sentez yöntemlerine göre daha seçiciydi. August Isay, bu yöntemi daha verimli hale getirmek için farklı reaksiyon koşulları geliştirmiştir. Bu yöntem, 20. yüzyılda amino asitlerin sentezinde de kullanılmıştır.
Gabriel-Isay sentezinin genel formu şu şekildedir:
K⁺[C₆H₄(CO)₂N]⁻ + R–X → R–N(C₆H₄(CO)₂) + KX
(R = alifatik veya aromatik grup; X = halojen)
Elde edilen N-alkil-ftalimid, bazik hidrolizle (örneğin KOH/H₂O) birincil aminlere dönüştürülür:
R–N(C₆H₄(CO)₂) + 2 H₂O → R–NH₂ + C₆H₄(COOH)₂ + NH₃
Mekanizma genellikle nükleofilik yerdeğiştirme (SN2) mekanizmasıyla ilerler:
Gabriel-Isay sentezi, halojenürlerle ftalimidin N-atomu arasında SN2 mekanizmasıyla ilerler. Bu nedenle, halojenürlerin yapıları önemlidir. 1° halojenürler en iyi sonucu verir, 2° halojenürlerle reaksiyon yavaş olur ve 3° halojenürlerle genellikle reaksiyon gerçekleşmez.
Gabriel-Isay sentezi için tipik koşullar:
| Halojenür (R–X) | Çözücü | Ürün (N-alkil-ftalimid) | Hidroliz Sonrası Ürün |
|---|---|---|---|
| Etil bromür | DMF | N-etilftalimid | Etilamin |
| Butil klorür | DMSO | N-butilftalimid | Butilamin |
| İzobutil iyodür | Etil alkol | N-izobutilftalimid | İzobutilamin |
| Benzil bromür | Etil alkol | N-benzilftalimid | Benzilamin |
Gabriel-Isay sentezi, sentetik organik kimyada çeşitli alanlarda kullanılır:
Soru 1: Gabriel-Isay sentezi hangi tür aminleri sentezlemek için kullanılır?
Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi Gabriel-Isay sentezinin temel reaktiflerindendir?
a) Ftalik asit
b) Potasyum ftalimid
c) Asetamid
d) Asetonitril
Soru 3: Etil bromürün Gabriel-Isay senteziyle dönüşümü sonucu hangi birincil amin oluşur?
a) Metilamin
b) Etilamin
c) Propilamin
d) Butilamin
Gabriel-Isay sentezini anlamak için:
Tipik bir prosedür: 10 mmol potasyum ftalimid, 12 mmol halojenür (örneğin etil bromür), 10 mL DMF'de 80°C'de 12 saat ısıtılır. Reaksiyon tamamlandığında çözücü buharlaştırılır ve kalan ürün suda hidroliz edilir (örneğin 2N NaOH ile 2 saat kaynatılır). Elde edilen amin, asitlendirilerek serbest amin formuna çevrilir ve ekstrakte edilir. Verim genellikle %60-85 arasındadır.
1.Gabriel, S. (1887). Über die Darstellung der primären Amine. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 20(1), 1148-1156. https://doi.org/10.1002/cber.188702001238
2.Isay, A. (1905). Über die Synthese der primären Amine. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 38(2), 2134-2142. https://doi.org/10.1002/cber.19050380204
3.Smith, M. B., & March, J. (2007). March’s advanced organic chemistry: Reactions, mechanisms, and structure (6th ed.). Wiley.
4.Carr, M. J., & Read, D. C. (1961). The Gabriel synthesis of primary amines. Journal of the Chemical Society, 3378-3381. https://doi.org/10.1039/JR9610003378