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<!DOCTYPE html>

<title>Traubesche Synthese</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Traubesche Synthese</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>Traubesche-Purin-Synthese</b>, oder auch <b>Traube-Synthese</b>, ist ein vielseitiges Verfahren zur <a href="Synthese_(Chemie)" title="Synthese (Chemie)">Synthese</a> von <a href="Purin" title="Purin">Purin</a> und dessen <a href="Derivat_(Chemie)" title="Derivat (Chemie)">Derivaten</a> aus <a href="Pyrimidin" title="Pyrimidin">Pyrimidinderivaten</a>. Sie ist eine nach dem deutschen Chemiker <a href="Wilhelm_Traube" title="Wilhelm Traube">Wilhelm Traube</a> (1866–1942) benannte <a href="Namensreaktion" class="mw-redirect" title="Namensreaktion">Namensreaktion</a> der <a href="Organische_Chemie" title="Organische Chemie">organischen Chemie</a>. Sie wurde 1900 zum ersten Mal publiziert.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<p>Heutzutage wird sie hauptsächlich industriell genutzt, um <a href="Coffein" title="Coffein">Coffein</a> in mehreren Schritten aus <a href="Cyanessigs%C3%A4ure" title="Cyanessigsäure">Cyanessigsäure</a> und Dimethylharnstoff herzustellen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Mechanismus">Mechanismus</h2></div>

<p>Der Mechanismus wird hier exemplarisch anhand der Reaktion von 5,6-Diaminopyrimidin-4-ol und <a href="Ameisens%C3%A4ure" title="Ameisensäure">Ameisensäure</a> demonstriert:<sup id="cite_ref-Wang_2789-2792_2-1" class="reference"><a href="#cite_note-Wang_2789-2792-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<p>Zunächst versetzt man das Pyrimidinderivat <b>1</b> mit Ameisensäure. Diese lagert sich an das Pyrimidinderivat an, sodass man das instabile Diol <b>2</b> erhält. Durch <a href="Wasserabspaltung" class="mw-redirect" title="Wasserabspaltung">Wasserabspaltung</a> entsteht daraus das Amid <b>3</b>.

Nun findet durch einen <a href="Molekular#Intramolekular" title="Molekular">intramolekularen</a>, nucleophilen Angriff eine <a href="Cyclisierung" title="Cyclisierung">Cyclisierung</a> statt, wobei sich das reaktive Intermediat <b>4</b> bildet. Durch einen intramolekularen [1,3]-Protonentransfer entsteht das <a href="Diole" title="Diole">Diol</a> <b>5</b>. Dieses reagiert durch <a href="Wasserabspaltung" class="mw-redirect" title="Wasserabspaltung">Abspaltung von Wasser</a> zum Purinderivat <b>6</b>.

</p><p>Es ist äußerst wichtig, dass als <a href="Edukt" title="Edukt">Edukt</a> stets ein sehr reines Pyrimidin eingesetzt wird, da es andernfalls zur Bildung unerwünschter Nebenprodukte kommen kann.<sup id="cite_ref-Wang_2789-2792_2-2" class="reference"><a href="#cite_note-Wang_2789-2792-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Doch selbst unter diesen Bedingungen kann es dazu kommen, dass man keine Purinderivate erhält. Dies liegt daran, dass das Edukt nur bis zur <a href="Formylierung" title="Formylierung">Formylierung</a> reagiert, aber im Anschluss nicht cyclisiert.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Coffein-Herstellung">Coffein-Herstellung</h2></div>

<p>Die industrielle Synthese von Coffein ausgehend von <a href="Cyanessigs%C3%A4ure" title="Cyanessigsäure">Cyanessigsäure</a> und <a href="N%2CN%E2%80%B2-Dimethylharnstoff" title="N,N′-Dimethylharnstoff"><i>N</i>,<i>N</i>′-Dimethylharnstoff</a> ist eine der wichtigsten Anwendungen der <b>Traube-Purin-Synthese</b>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Synthese_von_Coffein">Synthese von Coffein</h3></div>

<p>Ausgehend von Cyanessigsäure und <a href="N%2CN%E2%80%B2-Dimethylharnstoff" title="N,N′-Dimethylharnstoff">Dimethylharnstoff</a> beginnt die Synthese mit einer <a href="Kondensationsreaktion" title="Kondensationsreaktion">Kondensation</a> des <a href="Carbons%C3%A4ureamide" title="Carbonsäureamide">Amidstickstoffs</a> an der <a href="Carboxygruppe" title="Carboxygruppe">Carboxygruppe</a> der Cyanessigsäure, wodurch es zur Bildung des Amids <b>7</b> kommt. Die <a href="Cyclisierung" title="Cyclisierung">Cyclisierung</a> verläuft durch einen <a href="Nukleophil" class="mw-redirect" title="Nukleophil">nukleophilen Angriff</a> des zweiten <a href="Stickstoff" title="Stickstoff">Stickstoffs</a> am <a href="Nitrile" title="Nitrile">Nitril</a>, wodurch die Verbindung <b>8</b>, ein <a href="Derivat_(Chemie)" title="Derivat (Chemie)">Derivat</a> des <a href="Uracil" title="Uracil">Uracils</a>, erhalten wird. Durch anschließende Nitrosylierung mit <a href="Salpetrige_S%C3%A4ure" title="Salpetrige Säure">Salpetriger Säure</a> wird diese zur <a href="Nitrosogruppe" class="mw-redirect" title="Nitrosogruppe">Nitrosoverbindung</a> <b>9</b> umgesetzt, die im nächsten Schritt durch <a href="Wasserstoff" title="Wasserstoff">Wasserstoff</a> an einem <a href="Palladium" title="Palladium">Palladium</a>- oder <a href="Platin" title="Platin">Platin</a><a href="Katalysator" title="Katalysator">katalysator</a> zum Amin <b>10</b> <a href="Reduktion_(Chemie)" title="Reduktion (Chemie)">reduziert</a> wird. Durch anschließende <a href="Formylierung" title="Formylierung">Formylierung</a> einer Aminogruppe mit <a href="Ameisens%C3%A4ure" title="Ameisensäure">Ameisensäure</a> wird das Formamid <b>11</b> erhalten, welches im nächsten Schritt durch Einwirkung von <a href="Natronlauge" title="Natronlauge">Natronlauge</a> zu dem <a href="Imidazole" title="Imidazole">Imidazolium</a>salz <b>12</b>, dem <a href="Natrium" title="Natrium">Natrium</a>salz des <a href="Theophyllin" title="Theophyllin">Theophyllins</a>, cyclisiert wird. Ausgehend von diesem <a href="Salze" title="Salze">Salz</a> kann Coffein <b>13</b> durch Reaktion mit <a href="Chlormethan" title="Chlormethan">Chlormethan</a> erhalten werden.

</p><p>

</p><p>Es existieren viele weitere Anwendungsmöglichkeiten dieser Reaktion. So z. B. eine Modifikation, mit deren Hilfe man die Kondensation eines 4,5-Diaminopyrimidines mit einem <a href="Aldehyd" class="mw-redirect" title="Aldehyd">Aldehyd</a> zu einem einstufigen Prozess verbessern konnte, bei dem lediglich schwache <a href="Basen_(Chemie)" title="Basen (Chemie)">Basen</a> eingesetzt werden müssen und eine begleitende <a href="Oxidation" title="Oxidation">Oxidation</a> mit Luft stattfindet.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>J. J. McKetta, W. A. Cunningham: <i>Encyclopedia of Chemical Processing and Design.</i> Band 5: <i>Blowers to Calcination.</i> 1. Auflage, Marcel Dekker Inc., 1977, ISBN 0824724550, S. 435–437.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">W. Traube: <i>Der synthetische Aufbau der Harnsäure, des Xanthins, Theobromins, Theophyllins und Caffeïns aus der Cyanessigsäure.</i> in: <i><a href="Chemische_Berichte" title="Chemische Berichte">Chem. Ber.</a></i> 33, 1900, S. 3035–3056; <a href="https://doi.org/10.1002/cber.19000330352" class="extiw external" title="doi:10.1002/cber.19000330352">doi:10.1002/cber.19000330352</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-Wang_2789-2792-2"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-Wang_2789-2792_2-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Wang_2789-2792_2-1">b</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Wang_2789-2792_2-2">c</a></sup></span> <span class="reference-text">Z. Wang: <i>Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents.</i> 3 Bände. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 2789–2792.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">R. Robins, K. Dille, C. Willits, B. Christensen: <cite style="font-style:italic">Purines. II. The Synthesis of Certain Purines and the Cyclization of Several Substituted 4,5-Diaminopyridines – Correction</cite>. In: <cite style="font-style:italic"><a href="Journal_of_the_American_Chemical_Society" title="Journal of the American Chemical Society">Journal of the American Chemical Society</a></cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>75</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>24</span>, 1953, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>6359–6359</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1021/ja01120a618">10.1021/ja01120a618</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Traubesche+Synthese&rft.atitle=Purines.+II.+The+Synthesis+of+Certain+Purines+and+the+Cyclization+of+Several+Substituted+4%2C5-Diaminopyridines+-+Correction&rft.au=R.+Robins%2C+K.+Dille%2C+C.+Willits%2C+...&rft.date=1953&rft.doi=10.1021%2Fja01120a618&rft.genre=journal&rft.issue=24&rft.jtitle=Journal+of+the+American+Chemical+Society&rft.pages=6359-6359&rft.volume=75" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Aleem Gangjee, Anil Vasudevan, and Sherry F. Queener: <cite style="font-style:italic">Conformationally Restricted Analogues of Trimethoprim: 2,6-Diamino-8-substituted Purines as Potential Dihydrofolate Reductase Inhibitors from Pneumocystis carinii and Toxoplasma gondii1</cite>. In: <cite style="font-style:italic"><a href="Journal_of_Medicinal_Chemistry" title="Journal of Medicinal Chemistry">Journal of Medicinal Chemistry</a></cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>40</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>19</span>, 1997, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>3032–3039</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1021/jm970271t">10.1021/jm970271t</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Traubesche+Synthese&rft.atitle=Conformationally+Restricted+Analogues+of+Trimethoprim%3A+2%2C6-Diamino-8-substituted+Purines+as+Potential+Dihydrofolate+Reductase+Inhibitors+from+Pneumocystis+carinii+and+Toxoplasma+gondii1&rft.au=Aleem+Gangjee%2C+Anil+Vasudevan%2C+and+Sherry+F.+Queener&rft.date=1997&rft.doi=10.1021%2Fjm970271t&rft.genre=journal&rft.issue=19&rft.jtitle=Journal+of+Medicinal+Chemistry&rft.pages=3032-3039&rft.volume=40" style="display:none"> </span></span>

</li>

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