Биспидин
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
3,7-диазабицикло[3.3.1]нонан
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХЭМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 7 Ч 14 Н 2 | |
| Молярная масса | 126.203 g/mol |
| Температура плавления | 158-161 °С |
| Точка кипения | 190–195 °С (9 Торр) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Биспидин (3,7-диазабицикло[3.3.1]нонан) представляет собой органическое соединение , которое классифицируется как бициклический диамин. Хотя он синтетический, структурно он связан с природным алкалоидом спартеином . Это белое кристаллическое твердое вещество . Он широко исследовался как хелатирующий агент . Известно множество производных.
Структура и стереохимия
[ редактировать ]Биспидин имеет бициклический каркас, состоящий из двух конденсированных пиперидинов . Незамещенный биспидиновый остов может принимать три конформации : стул-стул , лодка-стул и лодка-лодочка. В газовой фазе стул-кресло. преобладает конформация [ 1 ]
Синтез
[ редактировать ]Удобный путь синтеза молекулы биспидина включает пент-1-ен-3-он и проп-2-ен-1-амин, что приводит к бис(карбетоксиэтил)аллиламину, который под действием кислоты превращается в 1-аллилпиперидин-4-он. гидролиз и декарбоксилирование . Затем происходит реакция Манниха , в частности конденсация производного 4-пиперидона с параформальдегидом и аллиламином в присутствии уксусной кислоты с образованием N,N'-диаллилбиспидин-9-она. Последнее приводит к получению конечного биспидина после обработки этилхлорформиатом в присутствии NaI с последующим щелочным гидролизом . [ 2 ]
Реакции
[ редактировать ]Реакция с формальдегидом дает диазаадамантан. [ 3 ]
Биспидиновые лиганды
[ редактировать ]Биспидиновая единица может быть химически функционализирована в нескольких положениях ее жесткого бициклического каркаса, что приводит к образованию большого количества лигандов биспидинового типа. [ 4 ]
Синтез
[ редактировать ]Первые лиганды на основе биспидина появились в 1930 году, когда Карл Манних сообщил о синтезе двух различных молекул замещенного биспидина. [ 5 ] Обычный путь получения производных биспидина представляет собой вариант реакции Манниха, в частности, для получения конечного продукта требуются две стадии. Первый этап включает реакцию между соединением, содержащим кислые атомы водорода CH, альдегидом и первичным амином , с использованием заранее определенного молярного соотношения 1:2:1 соответственно, что приводит к образованию пиперидона. Кроме того, вторая конденсация пиперидона, алифатического альдегида и первичного амина в соотношении 1:4:2 дает желаемый биспидин. Условия реакции необходимо контролировать, чтобы избежать конкурентной альдольной реакции . [ 6 ] Действительно, чтобы обеспечить максимальный выход, реакционный раствор должен быть максимально концентрированным, используя спирты, ТГФ или другие растворители, перечисленные в литературе. Хотя для одностадийной конденсации предпочтительны высокие температуры, двухстадийную реакцию обычно проводят при температуре 0 ° C для первой и кипячения с обратным холодильником во время второй.
Стереохимия
[ редактировать ]Химические замены в основной цепи биспидина могут влиять на равновесие конформеров. Многие компьютерные и другие исследования, основанные на ядерном магнитном резонансе (ЯМР 1H и 13C), рентгеновской кристаллографии и рамановской спектроскопии, были проведены для изучения различных конформационных структур производных биспидина. [ 7 ]
Координационная химия
[ редактировать ]Лиганды на основе биспидина в основном используются в координационной химии . [ 4 ] Первый комплекс переходного металла с бидентатным биспидином датируется 1957 годом. [ 8 ] Действительно, путем добавления дополнительных центров связывания металлов в основной биспидиновый каркас, который уже имеет два алифатических аминных донорных атома N, эффективные стабильные комплексы металлов , получая таким образом тетра-, можно селективно синтезировать [ 9 ] пента-, [ 10 ] гекса- [ 11 ] и окта- [ 12 ] зубчатые виды.
Возможные применения
[ редактировать ]Из-за химической универсальности биспидинового каркаса, а также селективности по металлам и стабильности комплексов лигандов этого типа они были предложены для многих применений, хотя ни одно из них не было коммерциализировано.
Катализ
[ редактировать ]Комплексы Cu(II)-биспидин катализируют азиридирование. [ 13 ] Модифицированный аминокислотами биспидиновый каркас поддерживает катализаторы энантиоселективной альдольной реакции функционализированных кетонов . [ 14 ] железа на основе биспидина исследованы на предмет окисления олефиновых Комплексы и неактивированных связей CH. [ 15 ]
Фармацевтическое использование
[ редактировать ]Несколько патентов относятся к использованию биспидиновых лигандов для их антиаритмического действия. [ 16 ] и анальгетическая активность . [ 17 ] Также было обнаружено, что они проявляют высокое сродство и селективность к β-опиоидным рецепторам , а также сообщалось о многих исследованиях, касающихся влияния структурных вариаций на их биологическую активность. [ 18 ]
Лекарство
[ редактировать ]Биспидиновые системы также использовались в качестве бифункциональных хелаторов при ПЭТ-исследованиях . [ 19 ] Среди этих требований - быстрое комплексирование, наличие различных функциональных возможностей для привязки к векторам нацеливания и экономичный способ их синтеза в мультиграммном масштабе. Проведена функционализация и оптимизация производных пентадентатного биспидина, а также оценка потенциала радиомедно-биспидиновых комплексов в качестве индикаторов ПЭТ.
Другой
[ редактировать ]Производные биспидина использовались в качестве лигандов для создания новых одномерных координационных полимеров , демонстрируя интересное влияние на динамическое поведение этих гибридных систем. [ 20 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мастрюков В.С.; Осина, Е.Л.; Дорофеева О.В.; Попик, М.В.; Вилков Л.В.; Беликова Н.А. (1979). «Электронографическое исследование молекулярной структуры газообразного бицикло[3.3.1]нонана». Дж. Мол. Структура. 52 (1): 211–224. Бибкод : 1979JMoSt..52..211M . дои : 10.1016/0022-2860(79)80119-2 .
- ^ Мияхара, Ю.; Гото, К.; Иназу, Т. (2001). «Удобный синтез 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана (биспидина)». Синтез . 2001 (3): 364–366. дои : 10.1055/s-2001-11427 .
- ^ Галиновский Ф.; Лангер, Х. (1955). «Синтез 1,3-диазаадамантана и биспидина». Ежемесячные журналы по химии . 86 (3): 449–453. дои : 10.1007/BF00903631 .
- ^ Jump up to: а б Комба, П.; Кершер, М.; Шик, В. (2005). «Координационная химия биспидина». Прогресс неорганической химии . 55 (глава 9): 613–704. дои : 10.1002/9780470144428.ch9 .
- ^ Манних, К.; Моос, П. (1930). «О производных бициклической системы, конденсированной из двух пиперидиновых колец». хим . 63 (3): 608–612. дои : 10.1002/cber.19300630314 .
- ^ Хольцграбе, У.; Эрикяс, Э. (1992). «Синтез и стереохимия потенциально сильного анальгетика 2,4-м-диарилзамещенных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонан-9-он-1,5-диэфиров». Архив аптеки . 325 (10): 657–663. дои : 10.1002/ardp.19923251008 . ПМИД 1334646 .
- ^ Джияраман, Р.; Авила, С. (1981). «Химия 3-азабицикло[3.3.1]нонанов». Химические обзоры . 81 (2): 149–174. дои : 10.1021/cr00042a002 .
- ^ Стеттер, Х.; Мертен, Р. (1957). «О соединениях со структурой уротропина. IX. О знаниях о биспидине». хим . 90 (6): 868–875. дои : 10.1002/cber.19570900605 .
- ^ Комба, П.; Канеллакопулос, Б.; Кацихтис, К.; Лиенке, А.; Прицков, Х.; Ромингер, Ф. (1998). «Синтез и характеристика соединений марганца (II) с тетрадентатными лигандами на основе биспидинового остова». Журнал Химического общества, Dalton Transactions (23): 3997–4002. дои : 10.1039/A805944F .
- ^ Комба, П.; Кершер, М.; Лоуренс, Джорджия; Мартин, Б.; Вадепол, Х.; Вундерлих, С. (2008). «Стабильные пяти- и шестикоординационные комплексы кобальта (III) с пентадентатным биспидиновым лигандом †». Энджью. хим. Межд. Эд . 47 (25): 4740–4743. дои : 10.1002/anie.200800515 . ПМИД 18484579 .
- ^ Блейхолдер, К.; Бёрзель, Х.; Комба, П.; Феррари, Р.; Хейдт, М.; Кершер, М.; Кувата, С.; Лауренчи, Г.; Лоуренс, Джорджия; Лиенке, А.; Мартин, Б.; Мерц, М.; Нубер, Б.; Прицков, Х. (2005). «Координационная химия нового жесткого гексадентатного бис(амина)тетракис(пиридин)-лиганда на основе биспидина». Неорг. Хим . 44 (22): 8145–8155. дои : 10.1021/ic0513383 . ПМИД 16241165 .
- ^ Комба, П.; Ермилова Ю.; Орвиг, К.; Патрик, Бо; Рамогида, CF; Рек, К.; Шнайдер, К.; Старке, М. (2017). «Биспидиновый лиганд на основе октадентатной пиколиновой кислоты для ионов радиометаллов». хим. Евро. Дж . 23 (63): 15945–15956. дои : 10.1002/chem.201702284 . ПМИД 28815804 .
- ^ Комба, П.; Мерц, М.; Прицков, Х. (2003). «Каталитическое азиридирование стирола медными комплексами замещенных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанонов». Евро. Дж. Неорг. Хим . 2003 (9): 1711–1718. дои : 10.1002/ejic.200200618 .
- ^ Лю, Дж.; Ян, З.; Ван, З.; Ван, Ф.; Чен, X.; Лю, X.; Фэн, X.; Су, З.; Ху, К. (2008). «Асимметричная прямая альдольная реакция функционализированных кетонов, катализируемая аминными органокатализаторами на основе биспидина». Дж. Ам. хим. Соц . 130 (17): 5654–5655. дои : 10.1021/ja800839w . ПМИД 18380434 .
- ^ Баутц, Дж.; Комба, П.; Лопес де Лаорден, К.; Мензель, М.; Раджараман, Г. (2007). «Биомиметические высоковалентные оксиданты негемового железа для цис-дигидроксилирования и эпоксидирования олефинов †». Энджью. хим. Межд. Эд . 46 (42): 8067–8070. дои : 10.1002/anie.200701681 . ПМИД 17868164 .
- ^ Руениц, ПК; Моклер, CM (1997). «Аналоги спартеина. 5. Антиаритмическая активность избранных '-дизамещенных биспидинов». Дж. Мед. Хим . 20 (12): 1668–1671. дои : 10.1021/jm00222a026 . ПМИД 592332 .
- ^ Самхаммер, А.; Хольцграбе, У.; Халлер, Р. (1989). «Синтез, стереохимия и анальгетические эффекты 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонан-9-онов и 1,3-диазаадамантан-6-онов)». Архив аптеки . 322 (9): 551–555. дои : 10.1002/ardp.19893220908 . ПМИД 2610588 .
- ^ Зинер, Т.; Хольцграбе, У.; Дросихн, С.; Брандт, В. (1999). «Конформационное и конфигурационное поведение κ-агонистических 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонан-9-онов - синтез, исследования ядерного магнитного резонанса и полуэмпирические расчеты PM3». Журнал Химического общества, Perkin Transactions 2 . 2 (9): 1827–1834. дои : 10.1039/A806641H .
- ^ Комба, П.; Кубейл, М.; Питч, Дж.; Рудольф, Х.; Стефан, Х.; Заршлер, К. (2014). «Макроциклы биспидина диоксотетраазы: новый класс биспидинов для ПЭТ-визуализации с 64Cu». Неорганическая химия . 53 (13): 6698–6707. дои : 10.1021/ic500476u . ПМИД 24906110 .
- ^ Россетти, А.; Липпи, М.; Марти-Рухас, Дж.; Саккетти, А.; Канетти, М. (2018). «Высокодинамическое и настраиваемое поведение одномерных координационных полимеров на основе биспидинового лиганда». хим. Евро. Дж . 24 (72): 19368–19372. дои : 10.1002/chem.201804782 . ПМИД 30325090 .