imported>Kreuz Elf: /* Synthese von Coffein */ Danke für den Vorschlag, kann man aber auch verlinken.

2025-05-27T05:30:05Z

Synthese von Coffein: Danke für den Vorschlag, kann man aber auch verlinken.

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Die '''Traubesche-Purin-Synthese''', oder auch '''Traube-Synthese''', ist ein vielseitiges Verfahren zur [[Synthese (Chemie)|Synthese]] von [[Purin]] und dessen [[Derivat (Chemie)|Derivaten]] aus [[Pyrimidin]]derivaten. Sie ist eine nach dem deutschen Chemiker [[Wilhelm Traube]] (1866–1942) benannte [[Namensreaktion]] der [[Organische Chemie|organischen Chemie]]. Sie wurde 1900 zum ersten Mal publiziert.<ref>W. Traube: ''Der synthetische Aufbau der Harnsäure, des Xanthins, Theobromins, Theophyllins und Caffeïns aus der Cyanessigsäure.'' in: ''[[Chemische Berichte|Chem. Ber.]]'' 33, 1900, S. 3035–3056; [[doi:10.1002/cber.19000330352]].</ref>

[[Datei:Traube Purin Übersicht 8.svg|mini|600px|zentriert|R<sup>1</sup> = [[Hydroxygruppe|Hydroxy-]] oder [[Aminogruppe]]; R<sup>2</sup> = Hydroxy-, [[Alkylgruppe|Alkyl-]], [[Arylgruppe]] oder [[Wasserstoff]].<ref name="Wang_2789-2792">Z. Wang: ''Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents.'' 3 Bände. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 2789–2792.</ref>]]
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Heutzutage wird sie hauptsächlich industriell genutzt, um [[Coffein]] in mehreren Schritten aus [[Cyanessigsäure]] und Dimethylharnstoff herzustellen.

== Mechanismus ==
Der Mechanismus wird hier exemplarisch anhand der Reaktion von 5,6-Diaminopyrimidin-4-ol und [[Ameisensäure]] demonstriert:<ref name="Wang_2789-2792" />

[[Datei:Traube Purin Syntehse Version 3.svg|ohne|rahmenlos|hochkant=3.2]]
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Zunächst versetzt man das Pyrimidinderivat '''1''' mit Ameisensäure. Diese lagert sich an das Pyrimidinderivat an, sodass man das instabile Diol '''2''' erhält. Durch [[Wasserabspaltung]] entsteht daraus das Amid '''3'''.
Nun findet durch einen [[Molekular#Intramolekular|intramolekularen]], nucleophilen Angriff eine [[Cyclisierung]] statt, wobei sich das reaktive Intermediat '''4''' bildet. Durch einen intramolekularen [1,3]-Protonentransfer entsteht das [[Diole|Diol]] '''5'''. Dieses reagiert durch [[Wasserabspaltung|Abspaltung von Wasser]] zum Purinderivat '''6'''.

Es ist äußerst wichtig, dass als [[Edukt]] stets ein sehr reines Pyrimidin eingesetzt wird, da es andernfalls zur Bildung unerwünschter Nebenprodukte kommen kann.<ref name="Wang_2789-2792" /> Doch selbst unter diesen Bedingungen kann es dazu kommen, dass man keine Purinderivate erhält. Dies liegt daran, dass das Edukt nur bis zur [[Formylierung]] reagiert, aber im Anschluss nicht cyclisiert.<ref>{{Literatur | Autor=R. Robins, K. Dille, C. Willits, B. Christensen | Titel=Purines. II. The Synthesis of Certain Purines and the Cyclization of Several Substituted 4,5-Diaminopyridines – Correction | Sammelwerk=[[Journal of the American Chemical Society]] | Band=75 | Nummer=24 |Datum=1953| Seiten=6359–6359 | DOI=10.1021/ja01120a618}}</ref>

[[Datei:Koffein - Caffeine.svg|hochkant=0.75|mini|[[Coffein]], ein großtechnisches Produkt der ''Traubeschen-Synthese'']]
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== Coffein-Herstellung ==
Die industrielle Synthese von Coffein ausgehend von [[Cyanessigsäure]] und [[N,N′-Dimethylharnstoff|''N'',''N''′-Dimethylharnstoff]] ist eine der wichtigsten Anwendungen der '''Traube-Purin-Synthese'''.

=== Synthese von Coffein ===

Ausgehend von Cyanessigsäure und [[N,N′-Dimethylharnstoff|Dimethylharnstoff]] beginnt die Synthese mit einer [[Kondensationsreaktion|Kondensation]] des [[Carbonsäureamide|Amidstickstoffs]] an der [[Carboxygruppe]] der Cyanessigsäure, wodurch es zur Bildung des Amids '''7''' kommt. Die [[Cyclisierung]] verläuft durch einen [[Nukleophil|nukleophilen Angriff]] des zweiten [[Stickstoff]]s am [[Nitrile|Nitril]], wodurch die Verbindung '''8''', ein [[Derivat (Chemie)|Derivat]] des [[Uracil]]s, erhalten wird. Durch anschließende [[Nitrosylierung]] mit [[Salpetrige Säure|Salpetriger Säure]] wird diese zur [[Nitrosogruppe|Nitrosoverbindung]] '''9''' umgesetzt, die im nächsten Schritt durch [[Wasserstoff]] an einem [[Palladium]]- oder [[Platin]][[katalysator]] zum Amin '''10''' [[Reduktion (Chemie)|reduziert]] wird. Durch anschließende [[Formylierung]] einer Aminogruppe mit [[Ameisensäure]] wird das Formamid '''11''' erhalten, welches im nächsten Schritt durch Einwirkung von [[Natronlauge]] zu dem [[Imidazole|Imidazolium]]<nowiki/>salz '''12''', dem [[Natrium]]<nowiki/>salz des [[Theophyllin]]s, cyclisiert wird. Ausgehend von diesem [[Salze|Salz]] kann Coffein '''13''' durch Reaktion mit [[Chlormethan]] erhalten werden.

[[Datei:Beispiel der Traube-Purin-Synthes.svg|rahmenlos|hochkant=3.5|Synthese der Vorstufen für die Traubesche Synthese]]

Es existieren viele weitere Anwendungsmöglichkeiten dieser Reaktion. So z. B. eine Modifikation, mit deren Hilfe man die Kondensation eines 4,5-Diaminopyrimidines mit einem [[Aldehyd]] zu einem einstufigen Prozess verbessern konnte, bei dem lediglich schwache [[Basen (Chemie)|Basen]] eingesetzt werden müssen und eine begleitende [[Oxidation]] mit Luft stattfindet.<ref>{{Literatur | Autor=Aleem Gangjee, Anil Vasudevan, and Sherry F. Queener | Titel=Conformationally Restricted Analogues of Trimethoprim: 2,6-Diamino-8-substituted Purines as Potential Dihydrofolate Reductase Inhibitors from Pneumocystis carinii and Toxoplasma gondii1 | Sammelwerk=[[Journal of Medicinal Chemistry]] | Band= 40| Nummer=19 |Datum=1997| Seiten=3032-3039 | DOI=10.1021/jm970271t}}</ref>

== Literatur ==
*J. J. McKetta, W. A. Cunningham: ''Encyclopedia of Chemical Processing and Design.'' Band 5: ''Blowers to Calcination.'' 1. Auflage, Marcel Dekker Inc., 1977, ISBN 0824724550, S. 435–437.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Namensreaktion]]

Traubesche Synthese - Versionsgeschichte

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