Войти
 | |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название IUPAC Оксазиридин | |
| Систематическое название ИЮПАК 1-окса-2-азациклопропан | |
| Другие названия Оксаазиридин Оксазациклопропан | |
| Идентификаторы | |
| Количество CAS | |
| 3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| PubChem CID | |
| Панель управления CompTox ( EPA) | |
ИнЧИ
| |
Улыбки
| |
| Характеристики | |
| Химическая формула | C H 3 N O |
| Молярная масса | 45,041 г моль -1 |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Общее производное оксазиридина. Оксазиридин является органической молекулой, которая имеет три - членный гетероцикл, содержащий кислород, азот и углерод. В своем наиболее широком применении оксазиридины являются промежуточными продуктами промышленного производства гидразина. Производные оксазиридина также используются в качестве специализированных реагентов в органической химии для различных окислений, включая альфа-гидроксилирование енолатов, эпоксидирование и азиридинирование олефинов и другие реакции переноса гетероатомов. Оксазиридины также служат предшественниками амидов и участвуют в [3 + 2] циклоприсоединениях с различными гетерокумуленами с образованием замещенных пятичленных гетероциклов. Производные хирального оксазиридина осуществляют асимметричный перенос кислорода к прохиральным енолятам, а также к другим субстратам. Некоторые оксазиридины также обладают свойством высокого барьера для инверсии азота, что делает возможным хиральность в азотном центре.
О производных оксазиридина впервые сообщили в середине 1950-х годов Эммонс, а затем Кримм, Хорнер и Юргенс. В то время как кислород и азот обычно действуют как нуклеофилы из-за их высокой электроотрицательности, оксазиридины допускают электрофильный перенос обоих гетероатомов. Эта необычная реакционная способность обусловлена наличием сильно напряженного трехчленного кольца и относительно слабой связи NO. Нуклеофилы имеют тенденцию атаковать азиридиновый азот, когда заместитель азота мал (R 1 = H), и атом кислорода, когда заместитель азота имеет большую стерическую массу. Необычные электроники системы оксазиридин может быть использована для выполнения ряда кислорода и переноса азота реакций, включая, но не ограничиваясь ими: a-гидроксилирования енолятов, эпоксидирования алкенов, селективного окисления сульфидов и селенидов, аминирование из N -nucleophiles и N- ациламидирование.
Пероксид процесс для промышленного производства гидразина, в результате окисления аммиака с перекисью водорода в присутствии кетонов был разработан в начале 1970 - х.
Хиральные камфорсульфонилоксазиридины оказались полезными в синтезе сложных продуктов, таких как таксол, который продается как химиотерапевтический агент. И полный синтез таксола Холтон и полный синтез таксола Вендер функция асимметричная α-гидроксилирование с camphorsulfonyloxaziridine.
Два основной подход к синтезу NH, N-алкил и N-aryloxaziridines является окислением иминов с перкислотой (А) и аминированием карбонильных (B).
Кроме того, окисление хиральных иминов и окисление иминов хиральными надкислотами может давать энантиочистые оксазиридины. Некоторые оксазиридины обладают уникальным свойством конфигурационно стабильных атомов азота при комнатной температуре из-за барьера инверсии от 100 до 130 кДж / моль. Сообщается о энантиочистых оксазиридинах, стереохимия которых полностью обусловлена конфигурационно стабильным азотом.
В конце 1970-х и начале 1980-х годов Франклин А. Дэвис синтезировал первые N- сульфонилоксазиридины, которые действуют исключительно как реагенты переноса кислорода и сегодня являются наиболее часто используемым классом оксазиридинов. Первоначально синтезированный с использованием mCPBA и катализатора фазового переноса хлорида бензилтриметиламмония, в настоящее время наиболее распространен улучшенный синтез с использованием оксона в качестве окислителя.
Сегодня используется много N-сульфонилоксазиридинов, каждый из которых обладает немного разными свойствами и реакционной способностью. Эти реагенты приведены в таблице ниже.
Обладая перфторалкильными заместителями с высокой степенью акцептирования электронов, оксазиридины проявляют реакционную способность, более похожую на реакционную способность диоксиранов, чем типичные оксазиридины. В частности, перфторалкилоксазиридины гидроксилируют определенные связи CH с высокой селективностью. Перфторированные оксазиридины могут быть синтезированы путем воздействия на перфторированный имин перфторметилфторкарбонилпероксидом и фторидом металла, которые действуют как поглотитель HF.
Оксазиридины являются промежуточными продуктами перекисного процесса производства гидразина. Многие миллионы килограммов гидразина производятся ежегодно этим методом, который включает стадию, на которой аммиак окисляется в присутствии метилэтилкетона с образованием оксазиридина:
На последующих этапах оксазиридин превращается в гидразон, который незамедлительно превращается в гидразин:
α-гидроксикетоны, или acyloins, является важными синтетическими мотивы присутствуют во многих натуральных продуктах. α-Гидроксикетоны были синтезированы многими способами, включая восстановление α-дикетонов, замещение гидроксила уходящей группы и прямое окисление енолята. Оксодипероксимолибден (пиридин) - (гексаметилфосфорный триамид) (MoOPH) и N- сульфонилоксазиридины являются наиболее распространенными электрофильными источниками кислорода, используемыми в этом процессе. Одним из преимуществ использования N- сульфонилоксазиридинов является то, что почти всегда наблюдается более высокая хиральная индукция по сравнению с MoOPH и другими окислителями. Сообщается о высоком выходе (77–91%) и dr (95: 5–99: 1) для α-гидроксилирования хиральным вспомогательным веществом Эванса с N- сульфонилоксазиридином в качестве электрофила. Хиральная индукция была продемонстрирована для многих других хиральных кетонов и кетонов с хиральными вспомогательными веществами, включая SAMP и RAMP.
Сообщается об обширной работе по асимметричному гидроксилированию прохиральных енолятов производными камфорсульфонилоксазиридина с достижением энантиомерного избытка от умеренного до высокого. Общепринятое предлагаемое переходное состояние, которое оправдывает этот стереохимический результат, включает открытое переходное состояние, в котором стерическая масса R 1 определяет грань подхода.
Селективность некоторых гидроксилирований может быть значительно улучшена в некоторых случаях добавлением координирующих групп альфа к оксазиридиновому кольцу, таких как оксазиридины 3b и 3c в таблице выше. В этих случаях предполагается, что реакция протекает через закрытое переходное состояние, в котором оксианион металла стабилизируется хелатированием сульфатных и координирующих групп на скелете камфоры.
α-Гидроксилирование оксазиридинами широко применяется в полном синтезе. Это ключевой этап как в полном синтезе таксола Холтона, так и в полном синтезе таксола Вендера. Кроме того, Форсайт осуществил трансформацию в своем синтезе системы C3-C14 (замещенный 1,7-диоксаспиро [5.5] ундец-3-ен) окадаевой кислоты.
Эпоксидирование алкенов - обычная реакция, поскольку эпоксиды можно дериватизировать множеством полезных способов. Обычно лабораторное эпоксидирование проводят с mCPBA или другими надкислотами. Было обнаружено, что оксазиридины полезны для образования высокочувствительных к кислоте эпоксидов. (-) - Хетоминин был синтезирован путем эпоксидирования оксазиридина на поздней стадии превращения, как показано ниже.
Еще одно важное преобразование в синтетике - асимметричное эпоксидирование. Целый ряд асимметричных эпоксидирования существует: Шарплесс эпоксидирования, в эпоксидирование Джекобсен-Katsuki, и эпоксидирование Júlia-Колонна. Эти методы требуют определенных функций для достижения селективности. Эпоксидирование по Шарплесу специфично для аллильных спиртов, эпоксидирование Якобсена требует цис- дизамещенных арилалкенов, а эпоксидирование Жюлиа требует α-β ненасыщенных кетонов. Хиральные оксазиридины действуют стереоспецифично на многие нефункционализированные алкены. Возможно даже каталитическое стереоспецифическое эпоксидирование в хиральном звене оксазиридина. Может потребоваться дальнейшее исследование этих реакций, прежде чем уровни энантиометрического избытка станут практичными для крупномасштабного синтеза. Lusinichi et al. исследовали асимметричное эпоксидирование хиральной солью оксазиридиния с использованием оксона в качестве стехиометрического окислителя, показанного ниже.
Известно, что перфторированные оксазиридины гидроксилируют неактивированные углеводороды с замечательной регио- и диастереоспецифичностью. Это очень желанная трансформация, и подобная реакционная способность и специфичность редко соперничают, особенно с учетом неметаллической природы окислителя. Перфторированные оксазиридины проявляют высокую селективность по отношению к третичным водородам. Гидроксилирование первичных углеродов и дигидроксилирование соединения с двумя окисляемыми участками никогда не наблюдались. Сохранение стереохимии очень высокое, часто от 95 до 98%. (Сохранение стереохимии может быть дополнительно усилено добавлением фторидной соли).
Оксазиридины с незамещенными или ацилированными атомами азота способны переносить атом азота, хотя этой реакционной способности уделяется значительно меньше внимания.
Аминирование нуклеофилов N- незамещенными оксазиридинами весьма разнообразно в отношении множества возможных нуклеофилов и соответствующих продуктов. Гидразины могут быть получены аминированием вторичных или третичных аминов, гидроксиламин и тиогидроксамины могут быть образованы из их соответствующих спиртов и тиолов, сульфимиды могут быть образованы из тиоэфиров, а α-аминокетоны могут быть образованы путем воздействия соответствующих енолятов.
Перенос ацилированных аминов сложнее, чем перенос незамещенных аминов, хотя, в отличие от переноса амина оксазиридинами, нет альтернативных методов, которые непосредственно переносят ацилированные амины. Перенос ациламина в основном осуществляли с использованием аминов и гидразинов в качестве нуклеофилов. Было успешно выполнено очень мало случаев переноса ацилированных атомов азота в углеродные нуклеофилы, хотя некоторые из них существуют в литературе.
Oxaziridines Было обнаружено, что подвергаются реакции перегруппировки с помощью радикального механизма при облучении УФ - светом или в присутствии одного электронного переноса реагента, такого как Cu I. спироциловые оксазиридины подвергаются расширению цикла до соответствующего лактама. Мигрирующий заместитель определяется стереоэлектронным эффектом, когда группа, трансформированная в неподеленную пару на азоте, всегда будет преобладающим продуктом миграции. В свете этого эффекта можно использовать хиральный азот из-за высокого барьера инверсии, чтобы направить перегруппировку. Это явление демонстрируется наблюдаемой селективностью в перегруппировках ниже. В перегруппировке слева наблюдается исключительно термодинамически неблагоприятный продукт, в то время как в реакции справа предпочтение отдается продукту, полученному из менее стабильного радикального промежуточного соединения.
Обе использует эту перестройку в качестве ключевого шага в своем синтезе (+) - йохимбина, природного лекарства, классифицированного NIH как возможно эффективное при лечении эректильной дисфункции и сексуальных проблем, вызванных селективными ингибиторами обратного захвата серотонина.
Также примечательно, что оксазиридины термически перегруппируются в нитроны. Цис-транс- селективность полученного нитрона низкая, однако выходы от хороших до отличных. Считается, что некоторые оксазиридины со временем рацемизируются через промежуточный нитрон.
Оксазиридины подвергаются реакциям циклоприсоединения с гетерокумуленами с образованием ряда уникальных пятичленных гетероциклов, как показано на рисунке ниже. Эта реакционная способность обусловлена напряженным трехчленным кольцом и слабой связью NO.
Y Ключ: SJGALSBBFTYSBA-UHFFFAOYSA-N 