Οξαζιριδίνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Οξαζιριδίνη
Oxaziridine.svg
Oxaziridine skeletal.svg
Oxaziridine Ball and Stick.png
Oxaziridine Space Fill.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Οξαζιριδίνη
Άλλες ονομασίες Αζοξακυκλοπροπάνιο
Εποξυμεθαναμίνη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος CH3NO
Μοριακή μάζα 45,04 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
Oxaziridine skeletal.svg
SMILES C1ON1
PubChem CID 15817734
ChemSpider ID 10614170
Δομή
Μοριακή γεωμετρία τριγωνική ως προς C-O-N.
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 4
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η οξαζιριδίνη[1] (αγγλικά oxaziridine) είναι οργανική ετεροκυκλική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο CH3NO. Το μόριό της αποτελείται δομικά από έναν τριμελή ετεροκυκλικό δακτύλιο που περιέχει τρία (3) διαφορετικά άτομα, ένα (1) άνθρακα, ένα (1) οξυγόνου, και ένα (1) αζώτου. Η μεγαλύτερη εφαρμογή της είναι ως πρόδρομη ένωση για τη βιομηχανική παραγωγή υδραζίνης. Οι «θυγατρικές» οξαζιριδίνες χρησιμοποιούνται, ακόμη, ως εξειδικευμένα αντιδραστήρια στην οργανική χημεία, για μια ποικιλία οξειδώσεων, που συμπεριλαμβάνουν α-υδροξυλίωση ενολών, εποξείδωση και αζιριδίνωση αλκενίων, καθώς και άλλες αντιδράσεις μεταφοράς ετεροατόμων. Οι οξαζιριδίνες επίσης εξυπηρετούν ως πρόδρομες ενώσεις για αμίδια, ενώ λαμβάνουν μέρος σε αντιδράσεις [3+2] κυκλοπροσθήκης. Οι χειρόμορφες «θυγατρικές» οξαζιριδίνες προκαλούν ασύμμετρη μεταφορά οξυγόνου, σε προχειρόμορφες ενόλες αλλά και σε άλλου είδους (προχειρόμορφες) ενώσεις. Κάποιες «θυγατρικές» οξαζιριδίνες έχουν επίσης την ιδιότητα να έχουν υψηλό «εμπόδιο» αντιστροφής αζώτου, επιτρέποντας έτσι την πιθανότητα να σχηματιστεί χειρομορφία με κέντρο το άτομο αζώτου.

Ισομέρεια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με βάση το χημικό τύπο του (CH3NO) έχει τα ακόλουθα τέσσερα (4) ισομερή θέσης:

  1. Μεθαναμίδιο με σύντομο συντακτικό τύπο HCONH2.
  2. Νιτρωδομεθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3NO.
  3. Ιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο HOCH=NH.
  4. Μεθανυδροξυλιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=NOH.

«Μητρική» και «θυγατρικές» οξαζιριδίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο γενικός γραμμικός τύπος των οξαζιριδινών. Όπου Ri υδρογόνα, αλογόνα, υδροκαρβύλια και άλλες μονοσθενείς ρίζες, αν και μπορούν επίσης να αντικατασταθούν δύο από τα R με δισθενή ρίζα, οπότε προκύπτει και δεύτερος δακτύλιος.

Η οξααζιριδίνη είναι η «μητρική ένωση» για μια σειρά «θυγατρικών» του παραγώγων, που μαζί με τη «μητρική ένωση», ονομάζονται συλλήβδην «οξαζιριδίνες».

Ιστορία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα πρώτα παράγωγα οξαζιρίνης (που ονομάζονται γενικά «οξαζιρίνες») συνθέθηκαν στα μέσα της δεκαετίας του 1950 από τον Γουΐλλιαμ Έμμονς (William D. Emmons)[2] και μεταγενέστερα από τους Krimm, Horner και Jürgens[3][4].

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από μεθανιμίνη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με οξείδωση μεθανιμίνης από καρβοξυλικό υπεροξύ (RCO3H), παράγεται οξαζιρίνη:

Oxaziridine skeletal.svg

Από μεθανάλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλαμίνης (NH2X) σε μεθανάλη, παράγεται οξαζιρίνη:

Oxaziridine skeletal.svg

Χημική συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στην οξαζιριδίνη, τόσο το οξυγόνο όσο και το άζωτο δρουν τυπικά ως πυρηνόφιλα, εξαιτίας της υψηλής τους ηλεκτραρνητικότητας. Αυτό επιτρέπει την ηλεκτρονιόφιλη μεταφορά και των δυο ετεροατόμων. Επιπλέον έχει ασυνήθιστα υψηλή δραστικότητα, επειδή περιέχει έναν τριμελή δακτύλιο, αλλά και γιατί επιλέον διαθέτει ένα σχετικά ασθενή δεσμό N-O. Τα πυρηνόφιλα αντιδραστήρια τείνουν να αντιδρούν πιο συχνά με το άζωτο της οξαζιριδίνης. Η πρώτη χρήση οξαζιριδίνης για τη μεταφορά αζώτου καταγράφηκε το 1964 από τους Ohme και Schmitz[5]. Η οξαζιριδίνη παρεμβάλλει την αμινομάδα σε μια σειρά πυρηνόφιλα, όπως για παράδειγμα τα ακόλουθα[6]:

Επίδραση σε αλκόλες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Η επίδραση της οξαζιριδίνης σε κορεσμένες αλκοόλες (ROH) παράγει αλκοξυαμίνες (RONH2):

Oxaziridine skeletal.svg

2. Η επίδραση της οξαζιριδίνης σε ενόλες (RCH=C(OH)R), όπου τα R όχι απαραίτητα τα ίδια, παράγει α-αμινοκετόνες (ή α-αμιναλδεΰδες αν το δεύτερο R είναι υδρογόνο):

Oxaziridine skeletal.svg
Oxaziridine skeletal.svg

Επίδραση σε θειόλες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η επίδραση της οξαζιριδίνης σε θειόλες (RSH) παράγει αλκυλοθειαμίνες (RSNH2):

Oxaziridine skeletal.svg

Επίδραση σε θειαιθέρες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η επίδραση της οξαζιριδίνης σε θειαιθέρες (RSR), όπου τα R όχι απαραίτητα τα ίδια, παράγει θειιμίδια (R2S=NH):

Oxaziridine skeletal.svg

Επίδραση σε σεληναιθέρες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η επίδραση της οξαζιριδίνης σε σεληναιθέρες (RSeR), όπου τα R όχι απαραίτητα τα ίδια, παράγει σεληνιμίδια (R2Se=NH):

Oxaziridine skeletal.svg

Επίδραση σε αμίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η επίδραση της οξαζιριδίνης σε αμίνες (RNH2), παράγει αλκυλυδραζίνες (RNHNH2):

Oxaziridine skeletal.svg

Επίδραση σε αλκένια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η επίδραση της οξαζιριδίνης σε αλκένια τύπου (-CH=CH-), παράγει αζιριδινες. Π.χ. με αιθένιο:

Oxaziridine skeletal.svg Aziridine.svg

Πηγές πληροφόησης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Παπαγεωργίου, Β.Π., Εφαρμοσμένη Οργανική Χημεία, Εκδόσεις Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 2005, ISBN 960-260-342-7
  2. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  3. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
  4. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  5. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση Θεσσαλονίκη 1991
  6. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  7. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
  8. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
  9. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  10. Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».

Παραπομπές και παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  2. Emmons, W. D. (1956). J. Am. Chem. Soc. 78 (23): 6208. doi:10.1021/ja01604a072. 
  3. Krimm, H. (1957). Chem. Abstr. 256. 
  4. Horner, L.; Jürgens, E. (1957). «Notiz Über Darstellung und Eigenschaften Einiger Isonitrone (Oxazirane)». Chemische Berichte 90 (10): 2184. doi:10.1002/cber.19570901010. 
  5. Schmitz, E.; Ohme, R. (1964). «Isomere Oxime mit Dreiringstruktur». Chem. Ber. 97 (9): 2521. doi:10.1002/cber.19640970916. 
  6. Andreae, S.; Schmitz, E. (1991). «ChemInform Abstract: Electrophilic Aminations with Oxaziridines». ChemInform 22 (46): 327. doi:10.1002/chin.199146339. 
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Oxaziridine της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).