Imine Formation (Schiff Base)
イミン
イミン（シッフ塩基）生成：シクロヘキサノン ＋ n-プロピルアミン（第一級アミン）→ N-プロピルシクロヘキサンイミン ＋ H2O。第一級アミンの窒素がケトンのカルボニル炭素へ付加してカルビノールアミン（ヘミアミナール）になり、水が脱離してイミニウムイオン、最後に窒素上のプロトンが抜けて C=N（イミン）ができる付加–脱水縮合。
出発物から生成物へ
反応の基本形
R₂C=O + R'–NH₂ → R₂C=N–R' + H₂O
第一級アミンがカルボニルに付加し、水がとれてC=N（イミン／シッフ塩基）になる付加–脱水縮合である。
反応機構（段ごと）
巻矢印はA＝攻撃 / B＝脱離・π形成 / C＝プロトン移動。本文の (A)(B)(C) は図中の同色の矢印を指します。
求核付加（中性アミンが中性ケトンを直接攻撃）
試薬・条件n-プロピルアミン
n-プロピルアミンの窒素N8の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。が、シクロヘキサノンのカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。炭素C1をそのまま攻撃して新しいN8–C1結合を作る(A)。玉突きでC1=O2のπ電子が酸素O2へ降りてアルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。O⁻になる(B)。N⁺とO⁻を併せ持つ双性イオン（四面体中間体カルボニルに求核剤が付き、炭素がsp3の四面体形になった中間体。）ができる。
Q.なぜ先にカルボニルをプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。しなくてよいのか
A.アミンの窒素は孤立電子対が使いやすく求核性が十分強いので、中性のカルボニルにそのまま付加できるから。酸で先に活性化が要るのは、アルコールのような弱い求核剤電子が余っていて、電子の足りない相手（求電子剤）へ電子対を差し出して結合をつくる化学種。を使うアセタール生成のほう。イミン生成では酸は必須ではない。
プロトン移動①（2分子目のアミンがN⁺のHを引き抜く）
試薬・条件n-プロピルアミン（塩基役）
系内にいる2分子目のアミンN70が、双性イオンのアンモニウム部N8⁺上のプロトンH9を引き抜く(C)。N8–H9の結合電子は窒素N8へ戻る(B)。これでアンモニウム PrNH3⁺（N70⁺）が系内に生まれる——以後の脱水で酸の役を務めるのはこいつ。
Q.酸を加えていないのに、この後の酸役はどこから出てくるのか
A.この段でできる PrNH3⁺（アンモニウム）が系内の酸になるから。アミン自身が求核剤電子が余っていて、電子の足りない相手（求電子剤）へ電子対を差し出して結合をつくる化学種。と塩基を兼ね、その共役二重結合と単結合が交互に並び、π電子がひと続きに広がった状態。酸が酸を兼ねる＝プロトンが系内を循環する。
プロトン移動②（アンモニウムがO⁻をプロトン化→中性カルビノールアミン）
試薬・条件PrNH3⁺（系内で生じた酸）
アルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。O2⁻の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。が、アンモニウムN70⁺のプロトンH9を受け取り(C)、N70–H9の結合電子は窒素N70へ戻ってアミンが再生する(B)。電荷が消えて中性のカルビノールアミン（ヘミアミナール、HO–C–NH–）になる。
OHのプロトン化（脱離基化・酸役はアンモニウム）
試薬・条件PrNH3⁺（系内で生じた酸）
カルビノールアミンのOH酸素O2が、系内のアンモニウムN70⁺からプロトンH76を受け取る(C)。N70–H76の結合電子は窒素N70へ戻る(B)。–OHが–OH2⁺（良い脱離基結合の電子対を持ったまま分子から抜けていく原子や原子団。抜けたあと安定なほど良い脱離基となる。＝水）に変わり、脱水の準備が整う。教科書の図でここに書かれるH3O⁺は、この『系内のプロトン源』の代表表記。
Q.なぜOHをプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。するのか
A.OH⁻のままでは脱離基として悪すぎて抜けないから。プロトン化してOH2⁺にすると、抜けるのは中性の水＝良い脱離基になる。酸（ここではアンモニウム）の仕事はこの脱離基化。
水の脱離（イミニウムイオン生成）
窒素N8の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。がN8–C1の間に二重結合を作りに行き(A)、玉突きでC1–O2⁺の結合電子がO2へ降りて水が脱離する(B, 脱離矢印)。C1=N8⁺ のイミニウムイオンになる。ここで抜けた水が、全体の反応式でできる H2O。
Q.なぜ窒素の電子対が水を押し出せるのか
A.窒素は隣接炭素の正電荷をC=N⁺イミニウムとして共鳴1つの構造式では描き切れない電子の広がりを、複数の極限構造で表す考え方。安定化できるから。だから良い脱離基結合の電子対を持ったまま分子から抜けていく原子や原子団。抜けたあと安定なほど良い脱離基となる。化した水（OH2⁺）を窒素が押し出して脱水できる。
脱プロトン（中性イミン完成・アンモニウム再生）
試薬・条件n-プロピルアミン（塩基役。生成した水でもよい）
系内の塩基（アミンN70。step5で生成した水でもよい）がイミニウムN8⁺上のプロトンH10を引き抜き(C)、N8–H10の結合電子が窒素N8へ戻って中性のイミン C=N になる(B)。N-プロピルシクロヘキサンイミンが完成。同時にアンモニウムPrNH3⁺が再生され、step4で消費した酸役が戻る＝プロトン収支は系内で閉じる。
なぜこう進むのか
- 原理
- 第一級アミンとケトンは『アミンがカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。炭素へ直接付加してカルビノールアミン（ヘミアミナール）→水を脱離してイミニウム→窒素上のプロトンが抜けてイミン（C=N）』へ進む付加–脱水縮合。アミンは求核性が十分強いので、カルボニルを酸で活性化しなくても中性のまま付加できる。第一級アミンは窒素上にHが残るのでC=Nを作れる（第二級アミンならエナミンになる）。
- 選択性
- Q.なぜ第一級アミンだとイミンで、第二級だとエナミンになるのか
A.第一級アミンはイミニウム（C=N⁺）の窒素にまだHが1つ残るので、そのHが抜けて中性のC=Nイミンになれる。第二級アミン（例：ピロリジン）は窒素にHが無いので、代わりに隣のα炭素カルボニルの隣（α位）の炭素についた水素。塩基で外れやすく酸性を示す。のHが抜けてC=C–N（エナミン）になる。ここが第一級アミンと第二級アミンの分岐点。 - 駆動力
- Q.酸を加えていないのに、脱水のプロトンはどこから来るのか
A.系内で作られる。アミンが付加した瞬間にできる双性イオン（N⁺–C–O⁻）からプロトン移動が起きると、アンモニウム（PrNH3⁺）が生じる。以後この PrNH3⁺ が酸の役（OHをプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。して脱離基結合の電子対を持ったまま分子から抜けていく原子や原子団。抜けたあと安定なほど良い脱離基となる。化）、遊離のアミンが塩基の役を務め、プロトンは系内を循環する。教科書の機構図でよく出てくる H3O⁺ は、この『系内のプロトン源』を代表させた書き方（酸を加えると pH4〜5 で最速になるが、必須ではない）。Q.なぜ反応が進むのか
A.求核的なアミン窒素がδ⁺のカルボニル炭素を攻め、脱水で安定な共役二重結合と単結合が交互に並び、π電子がひと続きに広がった状態。C=N（イミン）と水ができる。水が抜ける縮合なので、生成した水を除けば平衡はイミン側へ寄る。
近い反応・対になる反応
同じ中間体・対になる選択性・連続する変換など、位置の近い反応です。反応マップで全体の中での位置も見られます。
機構の正しさを機械で確かめる
原子の保存・電子の流れ・生成物への到達を機械で検証しています。妥当な経路は複数ありえます。
検算の内訳を見る
| 矢印⇄結合変化の整合 | 整合 — fail=0 / check=0（全6段） |
|---|---|
| 電荷保存 | 保存 — 全段で電荷保存 |
| 中間体の鎖の連続 | 連続 — 中間体の鎖が連続 |
| 生成物への到達（内部整合） | 到達 — 看板の生成物が機構中で実際に生成 |
| 生成物の分子式 | C9H17N |
| PubChem 照合 | 未照合 — キャッシュに結果なし |