Гидразон

Гидразоны - это класс органических соединений со структурой Ведущий ¹Ведущий ²C = n -nh ₂ . ^{[ 1 ]} Они связаны с кетонами и альдегидами путем замены кислорода = O на = N -NH ₂ Функциональная группа . Они обычно образуются действием гидразина на кетоны или альдегиды. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Синтез

Гидразин, органогидразины и 1,1-диорганогидразины реагируют с альдегидами и кетонами с получением гидразонов.

Фенилгидразин реагирует с уменьшением сахаров с образованием гидразонов, известных как Осазоны , которые были разработаны немецким химиком Эмилем Фишером в качестве теста для дифференциации моносахаридов . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Использование

Гидразоны являются основой для различных анализов кетонов и альдегидов. Например, динитрофенилгидразин , покрытый кремнеземами , является основой адсорбционного картриджа. Затем гидразоны элюируют и анализируют высокоэффективной жидкой хроматографией (ВЭЖХ) с использованием ультрафиолетового детектора.

Соединенное карбониловое цианид -P -трифторметоксифенилгидразон используется для непредоставления синтеза АТФ и восстановления кислорода (сокращено как FCCP) , при окислительном фосфорилировании в молекулярной биологии .

Гидразоны являются основой стратегий биоконъюгации . ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Методы связи на основе гидразона используются в медицинской биотехнологии для пары лекарств для целевых антител (см. ADC ), например, антитела против определенного типа раковой клетки. Связь на основе гидразона стабильна при нейтральном pH (в крови), но быстро разрушается в кислой среде лизосом клетки. Таким образом, препарат выпускается в ячейке, где он выполняет свою функцию. ^{[ 8 ]}

Реакция

Гидразоны подвержены гидролизу:

R ₂ c = n - nr ' ₂ + h ₂ o → r ₂ c = o + h ₂ n - nr' ₂

Алкилгидразоны 10 ²- до 10 ³-Петают более чувствительный к гидролизу, чем аналогичные оксимы . ^{[ 9 ]}

При получении из самого гидразина гидразоны конденсируются вторым эквивалентом карбонила , чтобы дать азины : ^{[ 10 ]}

R ₂ c = n - nh ₂ + r ₂ c = o → r ₂ c = n - n = cr ₂ + h ₂ o

Гидразоны представляют собой промежуточные соединения в восстановлении Вольфа -Кишнера .

Гидразоны - это реагенты в йодировании гидразона , реакции Шапиро и реакции Бэмфорд -Ставена на виниловые соединения. Гидразоны также могут быть синтезированы реакцией JAPP-Klingemann через β-кето кислоты или β-кето-пиры и соли арил диазония. превращаются в азины при использовании при приготовлении 3,5 -дисестируемых 1 часа пиразолов Гидразоны , ^{[ 11 ]} Реакция также хорошо известна с использованием гидразина гидразина . ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} С катализатором переходных металлов гидразоны могут служить суррогатами органометаллического реагента для реагирования с различными электрофилами. ^{[ 14 ]}

N , n -диалкалгидразоны

В n , n -диалкалгидразоны ^{[ 15 ]} Связь C = N может быть гидролизирована, окислена и уменьшена, связь N - N может быть уменьшена до свободного амина. Атом углерода связи C = N может реагировать с органометаллическими нуклеофилами. Атом альфа-гидрогена более кислый на 10 порядков по сравнению с кетоном и, следовательно, более нуклеофильным. Депротонирование, например, литий -диизопропиламид (LDA) дает азаенолат , который может быть алкилирован алкилгалогентами. ^{[ 16 ]} Гидразины способствуют хиральному вспомогательному . ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

Восстановление карбонильных соединений из N, N-диалкалгидразонов

Известно, что несколько методов восстанавливают карбонильные соединения из N, N-диалкалгидразонов. ^{[ 19 ]} Процедуры включают окислительные, гидролитические или восстановительные условия расщепления и могут быть совместимы с широким спектром функциональных групп.

Галерея

Гидразоны
Бензофенон гидразон, иллюстративный гидразон
Карбонил цианид м -хлорофенилгидразон
Гиромитрин (ацетальдегид метилформалгидразон), токсин
Дигидралазин , антигипертензивный препарат
Рентгеновская структура гидразона, полученного из DNP бензофенона . Выбранные параметры: c = n, 128 вечера; NN, 138 вечера, NNC (AR), 119 вечера ^{[ 20 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Март, Джерри (1985), Advanced Organic Chemistry: реакции, механизмы и структура, 3 -е издание , Нью -Йорк: Wiley, ISBN 9780471854722 , OCLC 642506595
^ Аист, G.; Бенаим, Дж. (1977). "Моноалкилирование α, β-безсыщенных кетонов через металлуенамины: 1-бутил-10-метил-Δ ¹⁽⁹⁾-2-окталон " . Органические синтезы . 57 : 69 ; Собранные объемы , вып. 6, с. 242
^ День, AC; Уайтинг, MC (1970). «Ацетон гидразон» . Органические синтезы . 50 : 3 ; Собранные объемы , вып. 6, с. 10
^ Фишер, Эмиль (1908). «Тонн плавления фенилгидразина и немного осазона» . Отчеты немецкого химического общества . 41 : 73–77. Doi : 10.1002/cber.19080410120 .
^ Фишер, Эмиль (1894). «О каком -то осазоне и гидразоне сахарной группы» . Отчеты немецкого химического общества . 27 (2): 2486–2492. Doi : 10.1002/cber.189402702249 .
^ Кёльмель, Доминик К.; Kool, Eric T. (2017). «Оксим и гидразоны в биоконъюгации: механизм и катализ» . Химические обзоры . 117 (15): 10358–10376. doi : 10.1021/acs.chemrev.7b00090 . PMC 5580355 . PMID 28640998 .
^ Алгар, В. Расс; Prasuhn, Duane E.; Стюарт, Майкл Х.; Дженнингс, Трэвис Л.; Бланко-Каноса, Хуан Б.; Доусон, Филипп Э.; Medintz, Igor L. (2011). «Контролируемое отображение биомолекул на наночастицах: задача, подходящая для биоортрональной химии». Биоконъюгатная химия . 22 (5): 825–858. doi : 10.1021/bc200065z . PMID 21585205 .
^ Ву, Анна М.; Сендер, Питер Д. (7 сентября 2005 г.). «Вооруженные антитела: перспективы и проблемы для иммуноконъюгатов». Nature Biotechnology . 23 (9): 1137–46. doi : 10.1038/nbt1141 . PMID 16151407 . S2CID 27226728 .
^ Калия, Дж.; Рейнс, RT (2008). «Гидролитическая стабильность гидразонов и оксимов» . Ангев. Химический Инт. Редакция 47 (39): 7523–6. doi : 10.1002/anie.200802651 . PMC 2743602 . PMID 18712739 .
^ День, AC; Уайтинг, MC (1970). «Ацетон гидразон». Органические синтезы . 50 : 3. DOI : 10.15227/orgsyn.050.0003 .
^ Ласри, Джамал; Исмаил, Али И. (2018). "Без металлического и FECL _3- катализируемый синтез азинов и 3,5-дифенил-1- пиразол из гидразонов и/или кетонов, контролируемых с помощью ESI высокого разрешения ⁺-Ms » . Индийский журнал химии, раздел B. 57b ( 3): 362–373.
^ Outirite, Moha; Лебрини, Муним; Лагрене, Мишель; Бентисс, Фуад (2008). «Новый один шаг синтез 3,5-разъединенных пиразолов под микроволновым облучением и классическим нагревом». Журнал гетероциклической химии . 45 (2): 503–505. doi : 10.1002/jhet.5570450231 .
^ Чжан, Зе; Тан, Я-Джун; Ван, Чун-Шан; Ву, Хао-Хао (2014). «Синтез одного POT 3,5-дифенил-1- пиразолов из халконов и гидразин при механохимическом фрезеровании шарика» . Гетероциклы . 89 (1): 103–112. doi : 10.3987/com-13-12867 .
^ Ван, ч; Dai, X.-J.; Li, C.-J. (2017). «Альдегиды как эквиваленты алкил -карбаниона для дополнений к карбонильным соединениям». Природная химия . 9 (4): 374–378. doi : 10.1038/nchem.2677 . PMID 28338683 . S2CID 11653420 .
^ Lazny, R.; Nodzewska, A. (2010). «N, N-диалкалгидразоны в органическом синтезе. От простых N, N-диметилгидразонов до поддерживаемых хиральных вспомогательных средств». Химические обзоры . 110 (3): 1386–1434. doi : 10.1021/cr900067y . PMID 20000672 .
^ Эндерс, Дитер; Рейнхольд, Ульрих (1997). «Асимметричный синтез аминов путем нуклеофильного 1,2-адаптации органометаллических реагентов к CN-Double». Тетраэдр: асимметрия . 8 (12): 1895–1946. doi : 10.1016/s0957-4166 (97) 00208-5 .
^ Эндерс, Дитер; Фей, Питер; Kipphardt, Helmut (1987). «( S )-(-)-1-амино-2-метоксиметилпирролидин (SAMP) и ( R )-(+)-1-амино-2-метоксиметилпирролидин (рамп), универсальные хиральные вспомогательные услуги». Органические синтезы . 65 : 173. doi : 10.15227/orgsyn.065.0173 . S2CID 260330996 .
^ Эндерс, Дитер; Кипфардт, Гельмут; Фей, Питер (1987). «Асимметричные синтезы с использованием метода SAMP-/RAMP-Hydrazone: ( S )-(+)-4-метил-3-гептанон». Органические синтезы . 65 : 183. doi : 10.15227/orgsyn.065.0183 .
^ Эндерс, Дитер; Вортманн, Ларс; Петерс, Рене (2000). «Восстановление карбонильных соединений из N, N-диалкалгидразоны» . Счета химических исследований . 33 (3): 157–169. doi : 10.1021/ar990062y . PMID 10727205 .
^ Tameem, Abdassalam Abdelhafiz; Салхин, Абдуссалам; Саад, Бахруддин; Рахман, Исмаил Аб.; Салех, Мухаммед Идирис; Ng, shea-lin; Веселье, Хун-Кун (2006). «Бензофенон 2,4-динитрофенилгидразон». Acta Crystallographica Раздел e . 62 (12): O5686 - O5688. doi : 10.1107/s1600536806048112 .

[1] Март, Джерри (1985), Advanced Organic Chemistry: реакции, механизмы и структура, 3 -е издание , Нью -Йорк: Wiley, ISBN 9780471854722 , OCLC 642506595

[2] Аист, G.; Бенаим, Дж. (1977). "Моноалкилирование α, β-безсыщенных кетонов через металлуенамины: 1-бутил-10-метил-Δ ¹⁽⁹⁾-2-окталон " . Органические синтезы . 57 : 69 ; Собранные объемы , вып. 6, с. 242

[acetone-3] День, AC; Уайтинг, MC (1970). «Ацетон гидразон» . Органические синтезы . 50 : 3 ; Собранные объемы , вып. 6, с. 10

[4] Фишер, Эмиль (1908). «Тонн плавления фенилгидразина и немного осазона» . Отчеты немецкого химического общества . 41 : 73–77. Doi : 10.1002/cber.19080410120 .

[5] Фишер, Эмиль (1894). «О каком -то осазоне и гидразоне сахарной группы» . Отчеты немецкого химического общества . 27 (2): 2486–2492. Doi : 10.1002/cber.189402702249 .

[6] Кёльмель, Доминик К.; Kool, Eric T. (2017). «Оксим и гидразоны в биоконъюгации: механизм и катализ» . Химические обзоры . 117 (15): 10358–10376. doi : 10.1021/acs.chemrev.7b00090 . PMC 5580355 . PMID 28640998 .

[7] Алгар, В. Расс; Prasuhn, Duane E.; Стюарт, Майкл Х.; Дженнингс, Трэвис Л.; Бланко-Каноса, Хуан Б.; Доусон, Филипп Э.; Medintz, Igor L. (2011). «Контролируемое отображение биомолекул на наночастицах: задача, подходящая для биоортрональной химии». Биоконъюгатная химия . 22 (5): 825–858. doi : 10.1021/bc200065z . PMID 21585205 .

[8] Ву, Анна М.; Сендер, Питер Д. (7 сентября 2005 г.). «Вооруженные антитела: перспективы и проблемы для иммуноконъюгатов». Nature Biotechnology . 23 (9): 1137–46. doi : 10.1038/nbt1141 . PMID 16151407 . S2CID 27226728 .

[9] Калия, Дж.; Рейнс, RT (2008). «Гидролитическая стабильность гидразонов и оксимов» . Ангев. Химический Инт. Редакция 47 (39): 7523–6. doi : 10.1002/anie.200802651 . PMC 2743602 . PMID 18712739 .

[OrgSynth-10] День, AC; Уайтинг, MC (1970). «Ацетон гидразон». Органические синтезы . 50 : 3. DOI : 10.15227/orgsyn.050.0003 .

[11] Ласри, Джамал; Исмаил, Али И. (2018). "Без металлического и FECL _3- катализируемый синтез азинов и 3,5-дифенил-1- пиразол из гидразонов и/или кетонов, контролируемых с помощью ESI высокого разрешения ⁺-Ms » . Индийский журнал химии, раздел B. 57b ( 3): 362–373.

[12] Outirite, Moha; Лебрини, Муним; Лагрене, Мишель; Бентисс, Фуад (2008). «Новый один шаг синтез 3,5-разъединенных пиразолов под микроволновым облучением и классическим нагревом». Журнал гетероциклической химии . 45 (2): 503–505. doi : 10.1002/jhet.5570450231 .

[13] Чжан, Зе; Тан, Я-Джун; Ван, Чун-Шан; Ву, Хао-Хао (2014). «Синтез одного POT 3,5-дифенил-1- пиразолов из халконов и гидразин при механохимическом фрезеровании шарика» . Гетероциклы . 89 (1): 103–112. doi : 10.3987/com-13-12867 .

[14] Ван, ч; Dai, X.-J.; Li, C.-J. (2017). «Альдегиды как эквиваленты алкил -карбаниона для дополнений к карбонильным соединениям». Природная химия . 9 (4): 374–378. doi : 10.1038/nchem.2677 . PMID 28338683 . S2CID 11653420 .

[15] Lazny, R.; Nodzewska, A. (2010). «N, N-диалкалгидразоны в органическом синтезе. От простых N, N-диметилгидразонов до поддерживаемых хиральных вспомогательных средств». Химические обзоры . 110 (3): 1386–1434. doi : 10.1021/cr900067y . PMID 20000672 .

[16] Эндерс, Дитер; Рейнхольд, Ульрих (1997). «Асимметричный синтез аминов путем нуклеофильного 1,2-адаптации органометаллических реагентов к CN-Double». Тетраэдр: асимметрия . 8 (12): 1895–1946. doi : 10.1016/s0957-4166 (97) 00208-5 .

[17] Эндерс, Дитер; Фей, Питер; Kipphardt, Helmut (1987). «( S )-(-)-1-амино-2-метоксиметилпирролидин (SAMP) и ( R )-(+)-1-амино-2-метоксиметилпирролидин (рамп), универсальные хиральные вспомогательные услуги». Органические синтезы . 65 : 173. doi : 10.15227/orgsyn.065.0173 . S2CID 260330996 .

[18] Эндерс, Дитер; Кипфардт, Гельмут; Фей, Питер (1987). «Асимметричные синтезы с использованием метода SAMP-/RAMP-Hydrazone: ( 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-диалкалгидразоны» . Счета химических исследований . 33 (3): 157–169. doi : 10.1021/ar990062y . PMID 10727205 .

[20] Tameem, Abdassalam Abdelhafiz; Салхин, Абдуссалам; Саад, Бахруддин; Рахман, Исмаил Аб.; Салех, Мухаммед Идирис; Ng, shea-lin; Веселье, Хун-Кун (2006). «Бензофенон 2,4-динитрофенилгидразон». Acta Crystallographica Раздел e . 62 (12): O5686 - O5688. doi : 10.1107/s1600536806048112 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]