Диазирины (:ng[njnud)

Перейти к навигации Перейти к поиску

Диазирины — класс органических полиазотистых гетероциклических соединений, содержащих трёхчленный цикл с включёнными в него двумя атомами азота, между которыми имеется двойная связь, образуя циклопропеноподобное кольцо[1], 3H-диазирин (>CN2). Они изомерны диазометановым группам (>C=N=N) и, подобно им, могут служить прекурсорами карбенов за счёт потери молекулы азота N2. Например, облучение диазиринов ультрафиолетовым светом приводит к встраиванию карбена в различные связи C−H, N−H и O−H[1][2]. Диазирины набирают популярность в качестве небольших фотореактивных сшивающих реагентов[3]. Они часто используются в исследованиях фотоаффинного мечения для наблюдения за различными взаимодействиями, включая взаимодействия лиганд-рецептор, лиганд-фермент, белок-белок и белок-нуклеиновая кислота[1][4].

Синтез

[править | править код]

Синтез из кетонов

[править | править код]
Основная статья: Диазиридины § Синтез диазиридинов

Как правило, схемы синтеза, которые начинаются с кетонов (C=O), включают превращение кетона с желаемыми заместителями в диазиридины (CN2H2). Затем эти диазиридины окисляются с образованием желаемых диазиринов.

Диазиридины можно получить из кетонов путём оксимации с последующим тозилированием (или мезилированием) и, далее, обработкой аммиаком (NH3). Обычно реакции оксимации осуществляются путём взаимодействия кетона с хлоридом гидроксиламмония (NH3OH-Cl+) при нагревании в присутствии такого основания, как пиридин[5][6]. Последующее тозилирование или мезилирование альфа-замещённого кислорода тозил- или мезилхлоридом в присутствии основания дает тозил- или мезилоксим[7]. Окончательная обработка тозила или мезилоксима аммиаком дает диазиридин[2][4][7][8].

Синтез замещённого диазиридина путем оксимации, тозилирования и обработки аммиаком.

Диазиридины также можно получать непосредственно реакцией кетонов с аммиаком в присутствии аминирующего агента, такого как монохлорамин или гидроксиламин О-сульфоновой кислоты[9].

Дегидрирование (окисление) полученных диазиридинов можно проводить оксидом ртути (II), щелочным раствором перманганата или кислым раствором бихромата[10] (и аналогичную ей реакцию окисления Джонсона[англ.][11]). Очень часто используют оксид серебра[10][12], но также можно использовать окисление йодом и триэтиламином, оксалилхлоридом[7] или даже электрохимическое окисление на платиново-титановом аноде[13]. В зависимости от растворимости исходного и конечного продукта реакцию проводят в водном или эфирном растворе[10].

Окисление по Джонсу замещённого диазиридина до диазирина

Синтез по реакции Грэма

[править | править код]

Альтернативно, диазирины могут быть получены в одноступенчатом процессе с использованием реакции Грэма[англ.], начиная с амидинов[14]. В результате этой реакции получается галогенированный диазирин, галоген которого может быть вытеснен различными нуклеофильными реагентами[15].

Реакция Грэма как метод синтеза диазирина, где X = Cl или Br
Реакция обмена заместителя в диазерине

З-Алкилдиазирины

[править | править код]

Для синтеза 3-алкилдиазиринов нет соответствующих насыщенных трехчленных циклов. Их получение связано всегда с дополнительным образованием пятичленного кольца в условиях кислотного гидролиза. Группа N—С—N в трехчленном цикле значительно стабильнее, чем аналогичная группа в пятичленном цикле. Поэтому пятичленное кольцо можно гидролитически расщепить, не затрагивая диазиридиновый цикл[10].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 Циклические азосоединения - диазирины. spravochnick.ru. Дата обращения: 22 ноября 2024.
  2. ↑ 1 2 Luba Dubinsky, Bastiaan P. Krom, Michael M. Meijler. Diazirine based photoaffinity labeling (англ.) // Bioorganic & Medicinal Chemistry. — 2012. — 15 January (vol. 20, iss. 2). — P. 554–570. — doi:10.1016/j.bmc.2011.06.066. — PMID 21778062.
  3. ↑ James R. Hill, Avril A. B. Robertson. Fishing for Drug Targets: A Focus on Diazirine Photoaffinity Probe Synthesis (англ.) // Journal of Medicinal Chemistry. — 2018. — 23 August (vol. 61, iss. 16). — P. 6945–6963. — ISSN 0022-2623. — doi:10.1021/acs.jmedchem.7b01561. — PMID 29683660.
  4. ↑ 1 2 Andrea Sinz. Investigation of Protein–Ligand Interactions by Mass Spectrometry (англ.) // ChemMedChem. — 2007. — 16 April (vol. 2, iss. 4). — P. 425–431. — ISSN 1860-7179. — doi:10.1002/cmdc.200600298. — PMID 17299828.
  5. ↑ Nadja Burkard, Tobias Bender, Johannes Westmeier, Christin Nardmann, Markus Huss, Helmut Wieczorek, Stephanie Grond, Paultheo von Zezschwitz. New Fluorous Photoaffinity Labels (F‐PAL) and Their Application in V‐ATPase Inhibition Studies (англ.) // European Journal of Organic Chemistry. — 2010. — April (vol. 2010, iss. 11). — P. 2176–2181. — ISSN 1434-193X. — doi:10.1002/ejoc.200901463.
  6. ↑ Zhiquan Song, Qisheng Zhang. Fluorous Aryldiazirine Photoaffinity Labeling Reagents (англ.) // Organic Letters. — 2009. — 5 November (vol. 11, iss. 21). — P. 4882–4885. — ISSN 1523-7060. — doi:10.1021/ol901955y. — PMID 19807115.
  7. ↑ 1 2 3 Nag S. Kumar, Robert N. Young. Design and synthesis of an all-in-one 3-(1,1-difluoroprop-2-ynyl)-3H-diazirin-3-yl functional group for photo-affinity labeling (англ.) // Bioorganic & Medicinal Chemistry. — 2009. — 1 August (vol. 17, iss. 15). — P. 5388–5395. — doi:10.1016/j.bmc.2009.06.048. — PMID 19604700.
  8. ↑ Min Gu, Jianbin Yan, Zhiyan Bai, Yue-Ting Chen, Wei Lu, Jie Tang, Liusheng Duan, Daoxin Xie, Fa-Jun Nan. Design and synthesis of biotin-tagged photoaffinity probes of jasmonates (англ.) // Bioorganic & Medicinal Chemistry. — 2010. — May (vol. 18, iss. 9). — P. 3012–3019. — doi:10.1016/j.bmc.2010.03.059.
  9. ↑ Luba Dubinsky, Lucja M. Jarosz, Neri Amara, Pnina Krief, Vladimir V. Kravchenko, Bastiaan P. Krom, Michael M. Meijler. Synthesis and validation of a probe to identify quorum sensing receptors (англ.) // Chemical Communications. — 2009. — 24 November (iss. 47). — P. 7378. — ISSN 1359-7345. — doi:10.1039/b917507e. — PMID 20024234.
  10. ↑ 1 2 3 4 Эрнст Шмитц. Трёхчленные циклы с двумя гетероатомами = Dreiringe mit Zwei Heteroatomen. — Москва: "Мир", 1970. — С. 171-245. — 257 с.
  11. ↑ Gerald Wagner, Wolfgang Knoll, Michael M. Bobek, Lothar Brecker, Hendrikus W. G. van Herwijnen, Udo H. Brinker. Structure−Reactivity Relationships: Reactions of a 5-Substituted Aziadamantane in a Resorcin[4arene-based Cavitand] (англ.) // Organic Letters. — 2010. — 15 January (vol. 12, iss. 2). — P. 332–335. — ISSN 1523-7060. — doi:10.1021/ol902667a. — PMID 20017550.
  12. ↑ Mohammad Al‐Omari, Klaus Banert, Manfred Hagedorn. Bi‐3 H ‐diazirin‐3‐yls as Precursors of Highly Strained Cycloalkynes (англ.) // Angewandte Chemie International Edition. — 2006. — January (vol. 45, iss. 2). — P. 309–311. — ISSN 1433-7851. — doi:10.1002/anie.200503124. — PMID 16372311.
  13. ↑ M. D. Vedenyapina, V. V. Kuznetsov, E. A. Nizhnikovskii, E. D. Strel’tsova, N. N. Makhova, M. I. Struchkova, A. A. Vedenyapin. Electrochemical synthesis of pentamethylenediazirine (англ.) // Russian Chemical Bulletin. — 2006. — November (vol. 55, iss. 11). — P. 2013–2015. — ISSN 1066-5285. — doi:10.1007/s11172-006-0544-0.
  14. ↑ W. H. Graham. The Halogenation of Amidines. I. Synthesis of 3-Halo- and Other Negatively Substituted Diazirines 1 (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 1965-. — October (vol. 87, iss. 19). — P. 4396–4397. — ISSN 0002-7863. — doi:10.1021/ja00947a040.
  15. ↑ Robert A. Moss. Diazirines: Carbene Precursors Par Excellence (англ.) // Accounts of Chemical Research. — 2006. — 9 February (vol. 39, iss. 4). — P. 267–272. — ISSN 0001-4842. — doi:10.1021/ar050155h. — PMID 16618094.
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Диазирины