리터 반응
1. 개요
리터 반응은 카르베늄 이온 또는 공유 결합 종의 친전자성 부가 반응을 통해 니트릴에 진행되는 화학 반응이다. 생성된 니트릴륨 이온은 가수분해되어 아마이드가 된다. 1차, 2차, 3차, 벤질 알코올, tert-부틸 아세테이트 등 다양한 기질이 사용될 수 있으며, 시안화물은 포름아미드 제조에, 아민을 생성하기 위해 가수분해될 수도 있다. 리터 반응은 tert-옥틸아민의 대규모 합성에 적용되며, 항HIV 약물 크릭시반, 팔시파인-2 억제제 PK-11195, 알칼로이드 아리스토텔론, 항바이러스 및 항파킨슨 약물 아만타딘 등의 합성에 사용된다. 하지만 상당량의 염을 생성하고, 강한 산 촉매가 필요하다는 단점이 있다. 이 반응은 존 J. 리터의 이름을 따서 명명되었으며, 1948년에 처음 기술되었다.
| 이름 | 리터 반응 |
|---|---|
| 유형 | 첨가 반응 |
| 명명 유래 | 존 J. 리터 |
| 유기화학 명명 반응 | ritter-reaction |
|---|---|
| RSC 온톨로지 ID | 0000058 |
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첨가 반응 -
수소화
수소화는 유기 화합물에 수소 가스를 첨가하는 반응으로, 금속 촉매를 사용하여 불포화 탄화수소를 포화시키는 데 주로 사용되며, 석유화학 및 식품 산업 등 다양한 분야에서 활용된다. -
첨가 반응 -
수화 반응
수화 반응은 불포화 화합물에 물이 첨가되어 새로운 화합물을 만드는 반응으로, 유기화학에서는 알켄, 알킨, 나이트릴 등이 알코올, 알데히드, 아미드 등으로 변환되는 반응을, 무기화학 및 재료화학에서는 시멘트 경화 과정에서 중요한 역할을 한다. -
인명 반응 -
마이야르 반응
마이야르 반응은 아미노산과 환원당이 고온에서 반응하여 풍미와 색깔을 내는 화학 반응으로, 식품의 갈변 현상과 향기 생성에 중요하지만 유해 물질 생성 가능성도 있어 식품 안전 논의 대상이 된다. -
인명 반응 -
만니히 반응
만니히 반응은 아민, 포름알데히드, 카르보닐 화합물을 사용하여 β-아미노 카르보닐 화합물을 생성하는 유기 반응이다.
2. 반응 메커니즘 및 범위
리터 반응은 카르베늄 이온 또는 공유 결합 종의 친전자성 부가 반응을 통해 니트릴에 진행된다. 생성된 니트릴륨 이온은 가수분해되어 원하는 아마이드가 된다.
먼저 니트릴이 카르베늄 이온에 친핵성 공격을 가한다. 그 결과 생성된 니트릴륨 이온이 가수분해되어 아마이드가 생성된다.
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2.1. 반응 메커니즘
카르베늄 이온 또는 공유 결합 종의 친전자성 부가 반응을 통해 니트릴에 리터 반응이 진행된다. 생성된 니트릴륨 이온은 가수분해되어 원하는 아마이드가 된다.
먼저 니트릴이 카르베늄 이온 2에 친핵성 공격을 한다. 그 결과 생성된 니트릴륨 이온 3이 가수분해되어 화합물 5가 생성된다.
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2.2. 반응 범위
1차, 2차, 3차, 및 벤질 알코올뿐만 아니라, tert-부틸 아세테이트도 강산 존재 하에서 니트릴과 성공적으로 반응하여 리터 반응을 통해 아마이드를 형성한다. 다양한 니트릴을 사용할 수 있다. 특히, 사이안화물은 이소사이안화물의 유용한 전구체인 폼아마이드를 제조하는 데 사용할 수 있으며, 아민을 생성하기 위해 가수분해될 수도 있다.
3. 응용
리터 반응은 다양한 분야에서 활용되며, 특히 제약 산업에서 중요한 역할을 한다. tert-옥틸아민 합성과 같은 대규모 응용 외에도, 항HIV 약물 크릭시반 합성 등 여러 의약품 합성에 사용된다. 하지만, 리터 반응은 다량의 염 부산물을 생성하고, 실험실 환경에서는 매우 강한 산 촉매가 필요하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 광촉매를 이용한 전자 이동이나 직접적인 광분해를 이용한 방법들이 연구되고 있다.
3.1. 산업적 응용
리터 반응의 대규모 응용 분야는 중간체인 폼아마이드(포름아마이드)를 거쳐 tert-옥틸아민을 합성하는 데 있다. 이 과정은 1948년에 리터에 의해 기술되었으며, 2000년 기준으로 연간 약 10000ton의 이와 관련된 친유성 아민이 이 방식으로 제조된다. 리터 반응은 제약 분야에서 사용되는 아민 및 아미드 형성에도 유용하다. 실제 응용 분야로는 머크의 항HIV 약물 크릭시반(인디나비르)의 산업적 규모 합성, 팔시파인-2 억제제 PK-11195 생산, 알칼로이드 아리스토텔론 합성, 항바이러스 및 항파킨슨 약물인 아만타딘 합성이 있다. 그 외에도 도파민 수용체 리간드 합성과 알릴벤젠과 메틸 시아나이드로부터 라세미 암페타민을 생산하는 데에도 응용된다.
리터 반응은 상당량의 염을 생성하기 때문에 대부분의 아민화 방법보다 열등하다. 예를 들어, HCN과 황산을 사용하여 이소부틸렌을 tert-부틸아민으로 전환한 후 염기를 중화하는 과정이 있는데, 염 부산물의 무게가 아민의 무게보다 크다.
3.2. 제약 및 생화학 분야 응용
리터 반응은 제약 및 생화학 분야에서 아민 및 아미드 형성에 유용하게 사용된다. 리터 반응이 사용되는 구체적인 예로는 팔시파인-2 억제제 PK-11195 생산, 알칼로이드 아리스토텔론 합성, 항바이러스 및 항파킨슨 약물인 아만타딘 합성 등이 있다. 또한, 리터 반응은 도파민 수용체 리간드 합성과 알릴벤젠과 메틸 시아나이드(메틸 시안화물)로부터 라세미 암페타민을 생산하는 데에도 응용된다.