WikiDer > Биспидин

Bispidine
Биспидин
Биспидин.svg
Имена
Название ИЮПАК
3,7-диазабицикло [3.3.1] нонан
Идентификаторы
3D модель (JSmol)
ЧЭМБЛ
ChemSpider
Характеристики
C7ЧАС14N2
Молярная масса126,203 г / моль
Температура плавления158–161 ° С
Точка кипения190-195 ° C (9 торр)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Биспидин (3,7-диазабицикло [3.3.1] нонан) является органическое соединение который классифицируется как бициклический диамин. Хотя он синтетический, он структурно родственен натуральному. алкалоид спартеин. Это белый кристаллическое твердое вещество. Это было широко исследовано как хелатирующий агент. Известно много производных.

Структура и стереохимия

Биспидин имеет бициклический подмости, состоящие из двух уплотненных пиперидины. Незамещенный биспидиновый остов может принимать три конформации: а стул-стул, лодка-кресло и лодка-лодка. В газовой фазе стул-стул экстерьер преобладает[1]

Синтез

Удобный способ синтеза молекулы биспидина включает пент-1-ен-3-он и проп-2-ен-1-амин, приводящий к бис (карбэтоксиэтил) аллиламин, который превращается в 1-аллилпиперидин-4-он посредством кислотный гидролиз и декарбоксилирование. Затем Реакция Манниха происходит, в частности конденсация из 4-пиперидон производное с параформальдегидом и аллиламином в присутствии уксусная кислота образует N, N’-диаллилбиспидин-9-он. Последнее приводит к получению окончательного биспидина после лечения этилхлорформиат в присутствии NaI, с последующим щелочной гидролиз.[2]

Рисунок 1. Синтез молекулы биспидина.

Реакции

Реакция с формальдегидом дает диазаадамантан.[3]

Фигура 2. Образование диазаадамантана из биспидина.

Биспидиновые лиганды

Биспидиновая единица может быть химически функционализирована в нескольких положениях ее жесткого бициклического каркаса, что приводит к большому количеству лигандов биспидинового типа.[4]

Синтез

Первые лиганды на основе биспидина относятся к 1930 году, когда Карл Манних сообщили о синтезе двух различных замещенных молекул биспидина.[5]Обычным способом получения производных биспидина является разновидность реакции Манниха, в частности, для получения конечного продукта требуются две стадии. Первая стадия включает реакцию между соединением, содержащим кислые атомы водорода C-H, и альдегид и первичный амин, используя предопределенный молярное соотношение 1: 2: 1 соответственно, что приводит к пиперидону. Кроме того, вторая конденсация между пиперидоном, алифатический альдегид и первичный амин при соотношении 1: 4: 2 дают желаемый биспидин. Условия реакции необходимо контролировать, чтобы избежать конкуренции альдольная реакция.[6] Действительно, реакционный раствор должен быть как можно более концентрированным, чтобы обеспечить максимальный выход, с использованием спиртов, ТГФ или других растворителей, перечисленных в литературе. В то время как для одностадийной конденсации предпочтительны высокие температуры, двухстадийную реакцию обычно проводят при 0 ° C для первой и кипятят с обратным холодильником во время второй.

Рисунок 3. Производство лигандов на основе биспидина.

Стереохимия

Химические замещения в основной цепи биспидина могут влиять на равновесие конформеров. Многие вычислительные и другие исследования, основанные на ядерный магнитный резонанс (1H и 13C ЯМР), Рентгеновская кристаллография и Рамановская спектроскопия были проведены для исследования различных конформационных единиц производных биспидина.[7]

Координационная химия

Лиганды на основе биспидина в основном используются в координационная химия.[4] Первый переходный металл комплекс с бидентатным биспидином восходит к 1957 г.[8] Действительно, путем добавления дополнительных сайтов связывания металлов в основной биспидиновый каркас, который уже имеет два алифатических аминных донорных атома азота, можно эффективно стабильно металлические комплексы могут быть селективно синтезированы с получением тетра-,[9] пента-,[10] гекса-[11] и окта[12] зубчатые виды.

Возможные приложения

Из-за химической универсальности биспидинового каркаса и из-за селективности по металлу и стабильности комплексов этого типа лиганда, они были предложены для многих приложений, хотя ни одно из них не было коммерциализировано.

Катализ

Комплексы Cu (II) -биспидин катализируют азиридирование.[13]Аминокислоты-модифицированные биспидиновые каркасные носители катализаторы для энантиоселективной альдольной реакции функционализированных кетоны.[14] Комплексы железа на основе биспидина исследованы на предмет окисление из олефин и неактивированные связи C-H.[15]

Фармацевтическое использование

Несколько патентов относятся к использованию биспидиновых лигандов для антиаритмический[16] и анальгетическая активность.[17] Также было обнаружено, что они обладают высоким сродством и селективностью к ĸ-опиоидные рецепторы также сообщалось о многих исследованиях, касающихся влияния структурных изменений на их биологическую активность.[18]

Лекарство

Биспидиновые системы также использовались как бифункциональные хелаторы за ПЭТ экзамены.[19] Среди этих требований - быстрое комплексирование, доступность различных функций для связывания с векторами таргетинга и экономичный способ их синтеза в многограммном масштабе. Была проведена функционализация и оптимизация производных пентадентатного биспидина и оценка потенциала комплексов радиомеди-биспидин в качестве индикаторов ПЭТ.

Другой

Производные биспидина использовались в качестве лигандов для создания новых одномерных координационные полимеры, показывая интересное влияние на динамическое поведение этих гибридных систем.[20]

Рекомендации

  1. ^ Мастрюков, В.С .; Осина, Э. Л .; Дорофеева, О. В .; Попик, М. В .; Вилков, Л. В .; Беликова, Н. А. (1979). «Электронографическое исследование молекулярной структуры газообразного бицикло [3.3.1] нонана». J. Mol. Struct. 52 (1): 211–224. Bibcode:1979JMoSt..52..211M. Дои:10.1016/0022-2860(79)80119-2.
  2. ^ Miyahara, Y .; Goto, K .; Иназу, Т. (2001). «Удобный синтез 3,7-диазабицикло [3.3.1] нонана (биспидина)». Синтез. 2001 (3): 364–366. Дои:10.1055 / с-2001-11427.
  3. ^ Галиновский, Ф .; Лангер, Х. (1955). "Synthese des 1,3-Diaza-adamantans und des Bispidins". Monatshefte für Chemie. 86 (3): 449–453. Дои:10.1007 / BF00903631.
  4. ^ а б Comba, P .; Кершер, М .; Шик, В. (2005). "Биспидиновая координационная химия". Прогресс в неорганической химии. 55 (Глава 9): 613–704. Дои:10.1002 / 9780470144428.ch9.
  5. ^ Mannich, C .; Моос, П. (1930). "Über Derivate eines aus zwei Piperidinringen kondensierten bicyclischen Systems". Chem. Бер. 63 (3): 608–612. Дои:10.1002 / cber.19300630314.
  6. ^ Holzgrabe, U .; Ericyas, E. (1992). «Synthese und Stereochemie Potentiell Stark analgetischer 2,4-m-diarylsubstituierter 3,7-Diazabicyclo [3.3.1] nonan-9-on-1,5-diester». Archiv der Pharmazie. 325 (10): 657–663. Дои:10.1002 / ardp.19923251008. PMID 1334646.
  7. ^ Jeyaraman, R .; Авила, С. (1981). «Химия 3-азабицикло [3.3.1] нонанов». Химические обзоры. 81 (2): 149–174. Дои:10.1021 / cr00042a002.
  8. ^ Stetter, H .; Мертен, Р. (1957). "Über Verbindungen mit Urotropin ‐ Struktur, IX. Zur Kenntnis des Bispidins". Chem. Бер. 90 (6): 868–875. Дои:10.1002 / cber.19570900605.
  9. ^ Comba, P .; Kanellakopulos, B .; Katsichtis, C .; Lienke, A .; Pritzkow, H .; 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.
  10. ^ Comba, P .; Кершер, М .; Lawrance, G.A .; Martin, B .; Wadepohl, H .; Вундерлих, С. (2008). «Стабильные пяти- и шестикоординатные комплексы кобальта (III) с пентадентатным биспидиновым лигандом †». Энгью. Chem. Int. Эд. 47 (25): 4740–4743. Дои:10.1002 / anie.200800515. PMID 18484579.
  11. ^ Bleiholder, C .; Börzel, H .; Comba, P .; Ferrari, R .; Heydt, M .; Кершер, М .; Kuwata, S .; Laurenczy, G .; Lawrance, G.A .; Lienke, A .; Martin, B .; Merz, M .; Nuber, B .; Прицков, Х. (2005). "Координационная химия нового жесткого, гексадентатного биспидинового бис (амин) тетракис (пиридин) лиганда". Неорг. Chem. 44 (22): 8145–8155. Дои:10.1021 / ic0513383. PMID 16241165.
  12. ^ Comba, P .; Джермилова У .; Орвиг, С .; Патрик, Б.О .; Ramogida, C.F .; Reck, K .; Schneider, C .; Старке, М. (2017). «Биспидиновый лиганд на основе октадентата пиколиновой кислоты для ионов металлов». Chem. Евро. J. 23 (63): 15945–15956. Дои:10.1002 / chem.201702284. PMID 28815804.
  13. ^ Comba, P .; Merz, M .; Прицков, Х. (2003). «Каталитическое азиридирование стирола медными комплексами замещенных 3,7-диазабицикло [3.3.1] нонанонов». Евро. J. Inorg. Chem. 2003 (9): 1711–1718. Дои:10.1002 / ejic.200200618.
  14. ^ Liu, J .; Ян, З .; Wang, Z .; Wang, F .; Чен, X .; Лю, X .; Feng, X .; Вс, З .; Ху, К. (2008). «Асимметричная прямая альдольная реакция функционализированных кетонов, катализируемая аминными органокатализаторами на основе биспидина». Варенье. Chem. Soc. 130 (17): 5654–5655. Дои:10.1021 / ja800839w. PMID 18380434.
  15. ^ Bautz, J .; Comba, P .; Lopez de Laorden, C .; Menzel, M .; Раджараман, Г. (2007). «Биомиметические высоквалентные негемовые оксиданты железа для цис-дигидроксилирования и эпоксидирования олефинов †». Энгью. Chem. Int. Эд. 46 (42): 8067–8070. Дои:10.1002 / anie.200701681. PMID 17868164.
  16. ^ Ruenitz, P.C .; Моклер, К. (1997). «Аналоги спартеина. 5. Антиаритмическая активность выбранных, -изамещенных биспидинов». J. Med. Chem. 20 (12): 1668–1671. Дои:10.1021 / jm00222a026. PMID 592332.
  17. ^ Samhammer, A .; Holzgrabe, U .; Халлер, Р. (1989). «Synthese, Stereochemie und analgetische Wirkung von 3,7-Diazabicyclo [3.3.1] nonan-9-onen und 1,3-Diazaadamantan-6-onen)». Archiv der Pharmazie. 322 (9): 551–555. Дои:10.1002 / ardp.19893220908. PMID 2610588.
  18. ^ Siener, T .; Holzgrabe, U .; Дросин, 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.
  19. ^ Comba, P .; Кубейл, М .; Pietzsch, J .; Рудольф, H .; Стефан, H .; Заршлер, К. (2014). «Макроциклы биспидина диоксотетраазы: новый класс биспидинов для ПЭТ-визуализации с 64Cu». Неорганическая химия. 53 (13): 6698–6707. Дои:10.1021 / ic500476u. PMID 24906110.
  20. ^ Россетти, А .; Lippi, M .; Marti-Rujas, J .; Sacchetti, A .; Канетти, М. (2018). «Высокодинамичное и настраиваемое поведение одномерных координационных полимеров на основе биспидинового лиганда». Chem. Евро. J. 24 (72): 19368–19372. Дои:10.1002 / chem.201804782. PMID 30325090.