Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
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).
Functional group made of a carbon carbon nitrogen heterocycle
the parent compound
In organic chemistry, aziridines are organic compounds containing the aziridine functional group (chemical structure |(R\s)4C2N\sR), a three membered heterocycle with one amine (|>NR) and two methylene bridges (|>CR2). The parent compound is aziridine (or ethylene imine), with molecular formula |C2H4NH. Several drugs feature aziridine rings, including mitomycin C, porfiromycin, and azinomycin B (carzinophilin).
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.
The bond angles in aziridine are approximately 60°, considerably less than the normal hydrocarbon bond angle of 109.5°, which results in angle strain as in the comparable cyclopropane and ethylene oxide molecules. A banana bond model explains bonding in such compounds. Aziridine is less basic than acyclic aliphatic amines, with a pKa of 7.9 for the conjugate acid, due to increased s character of the nitrogen free electron pair. Angle strain in aziridine also increases the barrier to nitrogen inversion. This barrier height permits the isolation of separate invertomers, for example the cis and trans invertomers of N chloro 2 methylaziridine.
Синтез
Для синтеза азиридинов (азиридинование) разработано несколько путей.
Several routes have been developed for the syntheses of aziridines (aziridination).
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.
An amine functional group displaces the adjacent halide in an intramolecular nucleophilic substitution reaction to generate an aziridine. The parent aziridine is produced industrially from aminoethanol via two related routes. The Nippon Shokubai process requires an oxide catalyst and high temperatures to effect the dehydration. In the Wenker synthesis, the aminoethanol is converted to the sulfate ester, which undergoes base induced sulfate elimination.
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.
Nitrene addition to alkenes is a well established method for the synthesis of aziridines. Photolysis or thermolysis of organic azides are good ways to generate nitrenes. Nitrenes can also be prepared in situ from iodosobenzene diacetate and sulfonamides, or the ethoxycarbonylnitrene from the N sulfonyloxy precursor.
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).
Aziridines are obtained by treating a mono , di , tri or tetra substituted alkene (olefin) with 2,4 Dinitrophenoxyamin in the presence of rhodium catalysts. \mathrm{Alkene} + \mathrm{DPH} >[{}\atop\ce{Rh2(CO2R)4}] \mathrm{Aziridine}
For instance, Ph Aziridine Me can be synthesized by this method and then converted by ring opening reaction to (D) and (L) amphetamine (the two active ingredients in Adderall).
Из α-хлороиминов
Синтез азиридина Де Кимпе позволяет получать азиридины путем реакции α-хлоримина с нуклеофилом, таким как гидрид, цианид или реагент Гринарда.
The De Kimpe aziridine synthesis allows for the generation of aziridines by reacting an α chloroimine with a nucleophile, such as hydride, cyanide, or a Grignard reagent.
Из 2-азидоалкоголей
2 азидоалкоголи могут быть преобразованы в азиридины с использованием триалкилфосфинов, таких как триметилфосфин или трибутилфосфин.
2 azido alcohols can be converted into aziridines with the use of trialkyl phosphines such as trimethylphosphine or tributylphosphine.
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.
Lewis acids, such as B(, can induce decomposition of the ring to a carbocation and linear azanide, which then attack unsaturated moieties in tandem. Oxidation to the N oxide instead induces nitroso compound extrusion, leaving an olefin.
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.
As electrophiles, aziridines are subject to attack and ring opening by endogenous nucleophiles such as nitrogenous bases in DNA base pairs, resulting in potential mutagenicity. The International Agency for Research on Cancer (IARC) classifies aziridine compounds as possibly carcinogenic to humans (IARC Group 2B). In making the overall evaluation, the IARC Working Group took into consideration that aziridine is a direct acting alkylating agent, which is mutagenic in a wide range of test systems and forms DNA adducts that are promutagenic. The features that are responsible for their mutagenicity are relevant to their beneficial medicinal properties.