Введение

Функциональная группа, состоящая из углерода, углерода, азота, гетероцикла, родительского соединения В органической химии, азиридины - это органические соединения, содержащие азиридинную функциональную группу (химическая структура: R\s) 4C2N\sR), трехчленный гетероцикл с одним амином (R\s) и двумя метиленовыми мостами (CR2). Материнское соединение - азиридин (или этиленимин), с молекулярной формулой C2H4NH. Несколько лекарств содержат азиридинные кольца, включая митомицин С, порфиромицин и азиномицин В (карзинофилин).

Структура

Угол связывания в азиридине составляет приблизительно 60°, что значительно меньше, чем угол обычной связи углеводородов 109,5°, что приводит к угловому напряжению, как и в сопоставимых молекулах циклопропана и окиси этилена. Модель банановой связи объясняет связь в таких соединениях. Азиридин менее базичен, чем ациклические алифатические амины, с pKa 7,9 для конъюгированной кислоты, из-за повышенного s-характера свободной электронной пары азота. Угловое напряжение в азиридине также увеличивает барьер для инверсии азота. Эта высота барьера позволяет изолировать отдельные инвертомеры, например цис- и транс-инвертомеры N-хлоро-2-метилазиридина.

Синтез

Для синтеза азиридинов (азиридинование) разработано несколько путей.

Циклизация галоаминов и аминоалкоголей

Функциональная группа аминов вытесняет соседний галид в реакции внутримолекулярной нуклеофильной замещения для получения азиридина. Материнский азиридин производится промышленным путем из аминоэтанола двумя связанными путями. Для процесса Ниппон Шокубай требуется окислительный катализатор и высокие температуры для обезвоживания. В синтезе Венкера аминоэтанол превращается в сульфатный эфир, который подвергается выведению сульфата, индуцированного основанием.

Добавление нитрона

Добавление нитрона к алкенам является хорошо зарекомендовавшимся методом синтеза азиридинов. Фотолиз или термолиз органических азидов являются хорошими способами получения нитренов. Нитрены также могут быть получены in situ из йодозобензоля диацетата и сульфанамидов, или этиоксикарбонилнитрена из N-сульфонилоксипрекурсора.

Из алкенов с использованием DPH

Азиридины получают путем обработки моно-, ди-, три- или тетра-замещенного алкена (олефина) динитрофеноксиамином 2,4 в присутствии родиовых катализаторов. Например, Ph Aziridine Me может быть синтезирован этим методом, а затем преобразован в (D) и (L) амфетамин (два активных ингредиента в Adderall).

Из α-хлороиминов

Синтез азиридина Де Кимпе позволяет получать азиридины путем реакции α-хлоримина с нуклеофилом, таким как гидрид, цианид или реагент Гринарда.

Из 2-азидоалкоголей

2 азидоалкоголи могут быть преобразованы в азиридины с использованием триалкилфосфинов, таких как триметилфосфин или трибутилфосфин.

Другое

Кислоты Льюиса, такие как B, могут вызывать разложение кольца в карбокацион и линейный азанид, которые затем атакуют ненасыщенные части в тандеме. Окисление до оксида N вместо этого вызывает экструзию нитрозового соединения, оставляя олефин.

Безопасность

Как электрофилы, азиридины подвергаются атаке и кольцевому открытию эндогенными нуклеофилами, такими как азотные основания в парных основаниях ДНК, что приводит к потенциальной мутагенности. Международное агентство по исследованию рака (IARC) классифицирует соединения азиридина как потенциально канцерогенные для человека (группа 2B IARC). При составлении общей оценки рабочая группа МАРК приняла во внимание, что азиридин является алкилирующим агентом прямого действия, который является мутагенным в широком диапазоне систем испытаний и образует аддукты ДНК, которые являются промутагенными. Особенности, которые отвечают за их мутагенность, имеют отношение к их полезным лекарственным свойствам.