Aminoxide

Allgemeine Struktur der Aminoxide. Die funktionelle Gruppe ist blau markiert. R1 bis R3 sind gleiche oder verschiedene Organyl-Reste.

Als Aminoxid, genauer Amin-N-oxid, wird eine Gruppe chemischer Verbindungen bezeichnet, welche die funktionelle Gruppe R3N+–O− – manchmal auch als R3N→O (früher auch, allerdings falsch, R3N=O) geschrieben – enthält. Aminoxide existieren als Derivate tertiärer aliphatischer Amine und aromatischer Stickstoffverbindungen wie z. B. Pyridin.

Eigenschaften

Aminoxide sind sehr polar und daher häufig Feststoffe. Aminoxide mit kleiner molarer Masse sind sehr gut in Wasser und schlecht in unpolaren organischen Lösungsmitteln löslich.

Aminoxide sind schwache Basen mit einem pKa-Wert von etwa 4,5. Die korrespondierende Säure ist R3N+–OH.

Aminoxide mit drei unterschiedlichen Alkylresten sind optisch aktiv, da bei ihnen im Gegensatz zu den zugrundeliegenden Aminen keine Inversion (Umkehrung der Konfiguration) möglich ist.

Vorkommen

Aminoxide finden sich als Osmolyt und als Oxidationsprodukte tertiärer Amine in der Natur. So enthält z. B. Fleisch von Seefischen pro kg 40 bis 120 mg Trimethylamin-N-oxid (TMAO). Nach dem Tod der Tiere wird es bakteriell zu Trimethylamin abgebaut, das den typischen unangenehmen Fischgeruch verursacht.[1]

Herstellung

Aminoxide werden durch Oxidation der entsprechenden Amine mit Wasserstoffperoxid[2] oder Persäuren (wie meta-Chlorperbenzoesäure, Peressigsäure, Peroxomonoschwefelsäure) hergestellt.[3]

Verwendung

Amin-N-oxide finden als Schutzgruppe für Amine, als Syntheseintermediat, als Oxidationsmittel (z. B. N-Methylmorpholin-N-oxid) oder zur Modulation der Elektronenverteilung aromatischer stickstoffhaltiger Verbindungen in der elektrophilen Substitution Anwendung. Aminoxide mit einer lang- und zwei kurzkettigen Alkylgruppen, wie etwa N-Dodecyl-N,N-dimethylaminoxid C12H25(CH3)2NO werden als Tenside eingesetzt.[4]

Aminoxide können zur Titration von Kohlenstoff-Bor-Bindungen[5] und zur Aufarbeitung von Hydroborierungen und L-Selektrid-Reduktionen[6] verwendet werden.

Reaktionen

Einzelnachweise

  1. ↑ Eintrag zu Trimethylamin. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. Juni 2014.
  2. ↑ N. Meyer, W. Wykypiel, D. Seebach: Catalytic Osmium Tetroxide Oxidation of Olefins: cis-1,2-Cyclohexanediol In: Organic Syntheses. 58, 1978, S. 43, doi:10.15227/orgsyn.058.0043; Coll. Vol. 6, 1988, S. 342–348 (PDF).
  3. ↑ Shaker Youssif: In Recent trends in the chemistry of pyridine N-oxides 2001 Link.
  4. ↑ Eintrag zu nichtionische Tenside. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. Juni 2014.
  5. ↑ Christoph Elschenbroich: Organometallchemie. 5. Auflage, Teubner Wiesbaden 2005, ISBN 3-519-53501-7.
  6. ↑ K. Oesterreich, D Spitzner: In Short total synthesis of the spiro[4.5]decane sesquiterpene (–)-gleenol Tetrahedron 2002, 58, 4331–4334.
  7. ↑ J. Meisenheimer, Ber. 1919, 52, 1667.
  8. ↑ Michael B. Smith, Jerry March: In March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure Wiley-Interscience, 5th edition, 2001, ISBN 0-471-58589-0.
  9. ↑ D. Grierson: In Organic Reactions 1990, 39, 85–295.
  10. ↑ M. Polonovski, M. Polonovski, Bull. Soc. Chim. France 41, 1190 (1927).
  11. ↑ László Kürti, Barbara Czakó: Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis; Elsevier Academic Press, Burlington-San Diego-London 2005, 1. Edition; ISBN 0-12-369483-3.

Literatur