stringtranslate.com

Гидразон

Структура функциональной группы гидразона

Гидразоны — класс органических соединений со структурой R 1 R 2 C=N−NH 2 . [1] Они связаны с кетонами и альдегидами заменой кислорода =O на функциональную группу = N−NH 2 . Они образуются обычно при действии гидразина на кетоны или альдегиды. [2] [3]

Синтез

Гидразин, органогидразины и 1,1-диорганогидразины реагируют с альдегидами и кетонами, образуя гидразоны.

Синтез гидразона

Фенилгидразин реагирует с восстанавливающими сахарами , образуя гидразоны, известные как озазоны , которые были разработаны немецким химиком Эмилем Фишером в качестве теста для дифференциации моносахаридов . [4] [5]

Использует

Гидразоны являются основой для различных анализов кетонов и альдегидов. Например, динитрофенилгидразин, нанесенный на кремниевый сорбент , является основой адсорбционного картриджа. Затем гидразоны элюируются и анализируются методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием УФ- детектора.

Соединение карбонилцианид - п- трифторметоксифенилгидразон (сокращенно FCCP) используется для разъединения синтеза АТФ и восстановления кислорода при окислительном фосфорилировании в молекулярной биологии .

Гидразоны являются основой стратегий биоконъюгации . [6] [7] Методы связывания на основе гидразона используются в медицинской биотехнологии для связывания лекарств с целевыми антителами (см. ADC ), например, антителами против определенного типа раковых клеток. Связь на основе гидразона стабильна при нейтральном pH (в крови), но быстро разрушается в кислой среде лизосом клетки. Таким образом, лекарство высвобождается в клетке, где оно и выполняет свою функцию. [8]

Реакции

Гидразоны подвержены гидролизу:

R2C =N−NR'2 + H2O → R2C = O + H2N − NR'2

Алкилгидразоны в 10 2 -10 3 раз более чувствительны к гидролизу, чем аналогичные оксимы . [9]

При получении из самого гидразина гидразоны конденсируются со вторым эквивалентом карбонила , давая азины : [10]

R2C =N−NH2 + R2C = O → R2C =N − N = CR2 + H2O

Гидразоны являются промежуточными продуктами в восстановлении Вольфа-Кишнера .

Гидразоны являются реагентами в иодировании гидразона , реакции Шапиро и реакции Бэмфорда-Стивенса для виниловых соединений. Гидразоны также могут быть синтезированы реакцией Джаппа-Клингемана через β-кетокислоты или β-кетоэфиры и соли арилдиазония. Гидразоны преобразуются в азины при использовании в получении 3,5-дизамещенных 1 H - пиразолов , [11] реакция также хорошо известна с использованием гидразингидрата . [12] [13] С катализатором на основе переходного металла гидразоны могут служить в качестве суррогатов металлоорганических реагентов для реакции с различными электрофилами. [14]

Н,Н-диалкилгидразоны

В N , N -диалкилгидразонах [15] связь C=N может быть гидролизована, окислена и восстановлена, связь N–N может быть восстановлена ​​до свободного амина. Атом углерода связи C=N может реагировать с металлоорганическими нуклеофилами. Альфа-атом водорода на 10 порядков более кислый по сравнению с кетоном и, следовательно, более нуклеофильный. Депротонирование, например, с помощью диизопропиламида лития (LDA) дает азаенолят , который может быть алкилирован алкилгалогенидами. [16] Гидразины SAMP и RAMP действуют как хиральные вспомогательные вещества . [17] [18]

SAMP RAMP хиральные вспомогательные вещества

Восстановление карбонильных соединений из N,N-диалкилгидразонов

Известно несколько методов восстановления карбонильных соединений из N,N-диалкилгидразонов. [19] Процедуры включают условия окислительного, гидролитического или восстановительного расщепления и могут быть совместимы с широким спектром функциональных групп.

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ Марч, Джерри (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 3-е издание, Нью-Йорк: Wiley, ISBN 9780471854722, OCLC  642506595
  2. ^ Сторк, Г.; Бенаим, Дж. (1977). "Моноалкилирование α,β-ненасыщенных кетонов через металлоенамины: 1-бутил-10-метил-Δ1(9)-2-окталон". Органические синтезы . 57 : 69; Собрание томов , т. 6, стр. 242.
  3. ^ Day, AC; Whiting, MC (1970). "Ацетонгидразон". Органические синтезы . 50 :3; Собрание томов , т. 6, стр. 10.
  4. ^ Фишер, Эмиль (1908). «Schmelzpunkt des Phenylgilrazins und einiger Osazone». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 41 : 73–77. дои : 10.1002/cber.19080410120.
  5. ^ Фишер, Эмиль (1894). «Ueber einige Osazone und Hydrazone der Zuckergruppe». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 27 (2): 2486–2492. дои : 10.1002/cber.189402702249.
  6. ^ Kölmel, Dominik K.; Kool, Eric T. (2017). «Оксимы и гидразоны в биоконъюгации: механизм и катализ». Chemical Reviews . 117 (15): 10358–10376. doi :10.1021/acs.chemrev.7b00090. PMC 5580355 . PMID  28640998. 
  7. ^ Algar, W. Russ; Prasuhn, Duane E.; Stewart, Michael H.; Jennings, Travis L.; Blanco-Canosa, Juan B.; Dawson, Philip E.; Medintz, Igor L. (2011). «Управляемое отображение биомолекул на наночастицах: задача, подходящая для биоортогональной химии». Bioconjugate Chemistry . 22 (5): 825–858. doi :10.1021/bc200065z. PMID  21585205.
  8. ^ Wu, Anna M.; Senter, Peter D. (7 сентября 2005 г.). «Вооружение антител: перспективы и проблемы иммуноконъюгатов». Nature Biotechnology . 23 (9): 1137–46. doi :10.1038/nbt1141. PMID  16151407. S2CID  27226728.
  9. ^ Калия, Дж.; Рейнс, РТ (2008). «Гидролитическая стабильность гидразонов и оксимов». Angew. Chem. Int. Ed . 47 (39): 7523–6. doi :10.1002/anie.200802651. PMC 2743602 . PMID  18712739. 
  10. ^ Day, AC; Whiting, MC (1970). "Ацетонгидразон". Органические синтезы . 50 : 3. doi :10.15227/orgsyn.050.0003.
  11. ^ Ласри, Джамал; Исмаил, Али И. (2018). «Безметалльный и катализируемый FeCl3 синтез азинов и 3,5-дифенил-1H-пиразола из гидразонов и/или кетонов, контролируемый с помощью ESI+-MS высокого разрешения». Индийский журнал химии, раздел B. 57B ( 3): 362–373.
  12. ^ Outirite, Moha; Lebrini, Mounim; Lagrenée, Michel; Bentiss, Fouad (2008). «Новый одношаговый синтез 3,5-дизамещенных пиразолов при микроволновом облучении и классическом нагревании». Журнал гетероциклической химии . 45 (2): 503–505. doi :10.1002/jhet.5570450231.
  13. ^ Чжан, Цзэ; Тан, Я-Джун; Ван, Чун-Шань; У, Хао-Хао (2014). «Одностадийный синтез 3,5-дифенил-1H-пиразолов из халконов и гидразина в условиях механохимического шарового измельчения». Гетероциклы . 89 (1): 103–112. doi : 10.3987/COM-13-12867 .
  14. ^ Ван, Х.; Дай, X.-J.; Ли, C.-J. (2017). «Альдегиды как эквиваленты алкилкарбанионов для присоединения к карбонильным соединениям». Nature Chemistry . 9 (4): 374–378. doi :10.1038/nchem.2677. PMID  28338683. S2CID  11653420.
  15. ^ Lazny, R.; Nodzewska, A. (2010). «N,N-диалкилгидразоны в органическом синтезе. От простых N,N-диметилгидразонов до поддерживаемых хиральных вспомогательных веществ». Chemical Reviews . 110 (3): 1386–1434. doi :10.1021/cr900067y. PMID  20000672.
  16. ^ Эндерс, Дитер; Рейнхольд, Ульрих (1997). «Асимметричный синтез аминов нуклеофильным 1,2-присоединением металлоорганических реагентов к двойной связи CN». Тетраэдр: Асимметрия . 8 (12): 1895–1946. doi :10.1016/S0957-4166(97)00208-5.
  17. ^ Эндерс, Дитер; Фей, Питер; Киппхардт, Хельмут (1987). "( S )-(−)-1-амино-2-метоксиметилпирролидин (SAMP) и ( R )-(+)-1-амино-2-метоксиметилпирролидин (RAMP), универсальные хиральные вспомогательные вещества". Органические синтезы . 65 : 173. doi :10.15227/orgsyn.065.0173. S2CID  260330996.
  18. ^ Эндерс, Дитер; Киппхардт, Хельмут; Фей, Питер (1987). «Асимметричные синтезы с использованием метода SAMP-/RAMP-гидразона: ( S )-(+)-4-метил-3-гептанон». Органические синтезы . 65 : 183. doi :10.15227/orgsyn.065.0183.
  19. ^ Эндерс, Дитер; Вортманн, Ларс; Петерс, Рене (2000). «Восстановление карбонильных соединений из N,N-диалкилгидразонов». Accounts of Chemical Research . 33 (3): 157–169. doi :10.1021/ar990062y. PMID  10727205.
  20. ^ Тамим, Абдассалам Абдельхафиз; Салхин, Абдуссалам; Саад, Бахруддин; Рахман, Исмаил Аб.; Салех, Мухаммад Идирис; Нг, Ши-Лин; Весело, Хун-Кун (2006). «Бензофенон 2,4-динитрофенилгидразон». Acta Crystallographica Раздел E. 62 (12): о5686–о5688. дои : 10.1107/S1600536806048112.