stringtranslate.com

Гидроксамовая кислота

Общая структура гидроксамовой кислоты

В органической химии гидроксамовые кислоты представляют собой класс органических соединений , имеющих общую формулу R− C(=O) −N(−OH)−R', содержащую функциональную группу − C (= O )− N (−OH ) − , где R и R' обычно являются органильными группами (например, алкильными или арильными ) или водородом . Они представляют собой амиды ( R−C(=O)−NH−R' ), в которых атом азота имеет гидроксильный ( −OH ) заместитель . Они часто используются в качестве хелаторов металлов . [1]

Распространенным примером гидроксамовой кислоты является ацето - N -метилгидроксамовая кислота ( H3C −C(=O)−N(−OH)−CH3 ) . Некоторыми необычными примерами гидроксамовых кислот являются формо -N- хлоргидроксамовая кислота ( H−C(=O)−N(−OH)−Cl ) и хлороформо -N- метилгидроксамовая кислота ( Cl−C(=O)−N(−OH)−CH3 ) .

Синтез и реакции

Гидроксамовые кислоты обычно получают из эфиров или хлорангидридов кислот путем реакции с солями гидроксиламина . Для синтеза бензогидроксамовой кислоты ( C 6 H 5 −C(=O)−NH−OH или Ph−C(=O)−NH−OH , где Ph — фенильная группа ), общее уравнение выглядит следующим образом: [2]

C6H5 − C ( = O )−O−CH3 + NH2OH → C6H5 − C ( = O ) −NH−OH + CH3OH

Гидроксамовые кислоты также могут быть синтезированы из альдегидов и N -сульфонилгидроксиламина с помощью реакции Анджели-Римини . [3] В качестве альтернативы, дипероксид оксида молибдена окисляет триметилсилированные амиды до гидроксамовых кислот , хотя выход составляет всего около 50%. [4] В вариации реакции Нефа первичные нитросоединения, находящиеся в кислом растворе (чтобы минимизировать нитронатный таутомер ), гидролизуются до гидроксамовой кислоты. [5]

Хорошо известной реакцией эфиров гидроксамовой кислоты является перегруппировка Лоссена . [6]

Координационная химия и биохимия

Сопряженное основание гидроксамовых кислот образует гидроксамат . Депротонирование происходит в группе −N(−OH)− с удалением атома водорода , в результате чего образуется гидроксамат -анион R−C(=O)−N(−O − )−R' . Полученное сопряженное основание представляет металл с анионным, сопряженным O , O хелатирующим лигандом . Многие гидроксамовые кислоты и многие гидроксаматы железа были выделены из природных источников. [8]

Они функционируют как лиганды , обычно для железа. [9] Природа развила семейства гидроксамовых кислот, чтобы они функционировали как железосвязывающие соединения ( сидерофоры ) в бактериях . Они извлекают железо(III) из иным образом нерастворимых источников ( ржавчина , минералы и т. д.). Полученные комплексы транспортируются в клетку, где железо извлекается и используется метаболически. [10]

Лиганды, полученные из гидроксамовой кислоты и тиогидроксамовой кислоты (гидроксамовая кислота, в которой один или оба атома кислорода в функциональной группе −C(=O)−N(−OH)− заменены серой ), также образуют прочные комплексы со свинцом (II). [11]

Другие применения и случаи

Гидроксамовые кислоты широко используются при флотации редкоземельных минералов во время обогащения и извлечения руд, подлежащих дальнейшей переработке. [12] [13]

Некоторые гидроксамовые кислоты (например, вориностат , белиностат , панобиностат и трихостатин А ) являются ингибиторами HDAC с противораковыми свойствами. Фосмидомицин является природным ингибитором гидроксамовой кислоты 1-дезокси -D -ксилулозо-5-фосфатредуктоизомеразы ( DXP-редуктоизомеразы ). Гидроксамовые кислоты также были исследованы для переработки облученного топлива. [ необходима цитата ]

Ссылки

  1. ^ Мансон, Джеймс У. (1992). «Гидроксамовые кислоты». В S. Patai (ред.). Acid Derivatives (1992), том 2. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. стр. 849–873. doi :10.1002/9780470772508.ch15. ISBN 9780470772508.
  2. ^ CR Hauser; WB Renfrow Jr (1939). "Бензогидроксамовая кислота". Org. Synth . 19 : 15. doi :10.15227/orgsyn.019.0015.
  3. ^ Ли, Джи Джек (2003). Реакции имен: Сборник подробных механизмов реакций (2-е изд.). Берлин, Гейдельберг, Нью-Йорк: Springer. стр. 9. ISBN 978-3-662-05338-6.
  4. ^ Matlin, Stephen A.; Sammes, Peter G.; Upton, Roger M. (1979). «Окисление триметилсилилированных амидов в гидроксамовые кислоты». Журнал химического общества, Perkin Transactions 1 : 2481–2487. doi :10.1039/p19790002481.
  5. ^ Смит (2020), Органическая химия за март , rxn. 16-3.
  6. ^ Ван, Зеронг (2010). Комплексные органические названия реакций и реагентов . John Wiley & Sons, Inc. стр. 1772–1776. ISBN 9780471704508.
  7. ^ Хоссейн, МБ; Энг-Вилмот, ДЛ; Логри, РА; ан дер Хельм, Д. (1980). «Круговой дихроизм, кристаллическая структура и абсолютная конфигурация сидерофора железа N,N',N»-триацетилфузаринина, FeC39H57N6O15 » . Журнал Американского химического общества . 102 ( 18 ): 5766–5773. doi :10.1021/ ja00538a012 .
  8. ^ Авраам Шанцер, Клиффорд Э. Фелдер, Янив Барда (2008). "Природные и биомиметические сидерофоры на основе гидроксамовой кислоты". В Цви Раппопорте, Джоэле Ф. Либмане (ред.). Химия гидроксиламинов, оксимов и гидроксамовых кислот . Химия функциональных групп PATAI. стр. 751–815. doi :10.1002/9780470741962.ch16. ISBN 9780470512616.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Агравал, Ю. К. (1979). «Гидроксамовые кислоты и их комплексы с металлами». Russian Chemical Reviews . 48 (10): 948–963. Bibcode : 1979RuCRv..48..948A. doi : 10.1070/RC1979v048n10ABEH002422. S2CID  250857281.
  10. ^ Миллер, Марвин Дж. (ноябрь 1989 г.). «Синтез и терапевтический потенциал сидерофоров и аналогов на основе гидроксамовой кислоты». Chemical Reviews . 89 (7): 1563–1579. doi :10.1021/cr00097a011.
  11. ^ Фаркас, Этелька; Буглио, Петер (2017). "Глава 8. Комплексы аминокислот, пептидов и других родственных лигандов биологического интереса со свинцом (II)". В Astrid, S.; Helmut, S.; Sigel, RKO (ред.). Свинец: его влияние на окружающую среду и здоровье . Ионы металлов в науках о жизни. Том 17. de Gruyter. стр. 201–240. doi :10.1515/9783110434330-008. ISBN 9783110434330. PMID  28731301.
  12. ^ Мэрион, Кристофер; Джорденс, Адам; Ли, Ронгхао; Рудольф, Мартин; Уотерс, Кристиан Э. (август 2017 г.). «Оценка собирателей гидроксамата для флотации малахита». Технология разделения и очистки . 183 : 258–269. doi :10.1016/j.seppur.2017.02.056.
  13. ^ Йорденс, Адам; Ченг, Ин Пин; Уотерс, Кристиан Э. (февраль 2013 г.). «Обзор обогащения минералов, содержащих редкоземельные элементы». Минеральное машиностроение . 41 : 97–114. Бибкод : 2013MiEng..41...97J. дои : 10.1016/j.mineng.2012.10.017.

Дальнейшее чтение