อิมีน

ในเคมีอินทรีย์อิมิน ( / ɪ ˈ m iː n /หรือ/ ˈ ɪ m ɪ n / ) คือหมู่ฟังก์ชันหรือสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคู่คาร์บอน - ไนโตรเจน ( C=N ) อะตอมไนโตรเจนสามารถเชื่อมต่อกับไฮโดรเจน หรือหมู่ฟังก์ชันอินทรีย์ (R) ได้ อะตอมคาร์บอนมีพันธะเดี่ยว เพิ่มเติมอีกสอง พันธะ[ 1 ] [ 2 ] อิมินพบได้ทั่วไปในสารประกอบสังเคราะห์และสารประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาหลายอย่าง[ 3 ]
บางครั้งมีการแยกความแตกต่างระหว่างอัลดิมีนและคีติมีน ซึ่งได้มาจากอัลดีไฮด์และคีโตนตามลำดับ
โครงสร้าง
ในอิมิน อะตอมหลักทั้งห้า (C C=NX, คีติมีน; และ C(H)C=NX, อัลดิมีน; X = H หรือ C) อยู่ในระนาบเดียวกัน ความเป็นระนาบเกิดจากการผสมแบบ sp 2ของคาร์บอนและไนโตรเจนที่มีพันธะคู่ ร่วมกัน ระยะห่าง C=N คือ 1.29–1.31 Å สำหรับอิมินที่ไม่เกิดการคอนจูเกต และ 1.35 Å สำหรับอิมินที่เกิดการคอนจูเกต ในทางตรงกันข้าม ระยะห่าง C−N ในเอมีนและไนไตรล์คือ 1.47 และ 1.16 Å ตามลำดับ[ 4 ] การหมุนรอบพันธะ C=N เป็นไปอย่างช้าๆ การใช้สเปกโทรสโกปี NMR ทำให้ตรวจพบ ไอโซเมอร์EและZของอัลดิมีนได้ เนื่องจากผลกระทบทางสเตอริก ไอ โซเมอร์ Eจึงเป็นที่นิยมมากกว่า[ 5 ]
การตั้งชื่อและการจำแนกประเภท
คำว่า "imine" ถูกบัญญัติขึ้นในปี พ.ศ. 2426 โดยนักเคมีชาวเยอรมันAlbert Ladenburg [ 6 ]
โดยทั่วไป อิมินหมายถึงสารประกอบที่มีสูตรทั่วไป R C=NR ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง[ 7 ]ในเอกสารเก่า อิมินหมายถึงอะซาอะนาล็อกของอีพอกไซด์ดังนั้นเอทิลีนอิมินจึงเป็นสารประกอบวงแหวนสามสมาชิกอะซิริดีน C H NH [ 8 ]ความสัมพันธ์ของอิมินกับอะมินที่มีพันธะคู่และพันธะเดี่ยวสามารถเชื่อมโยงได้กับอิมิดและอะมิดเช่นซัคซินิมิดเทียบกับ อะเซตาไมด์
อิมินมีความเกี่ยวข้องกับคีโตนและอัลดีไฮด์โดยการแทนที่ออกซิเจนด้วยหมู่ NR เมื่อ R = H สารประกอบจะเป็นอิมินปฐมภูมิ เมื่อ R เป็นไฮโดรคาร์บิลสารประกอบจะเป็นอิมินทุติยภูมิ หากหมู่ดังกล่าวไม่ใช่ไฮโดรเจนอะตอม สารประกอบนั้นบางครั้งอาจเรียกว่าชิฟฟ์เบส[ 9 ] เมื่อ R 3เป็น OH อิมินจะเรียกว่าออกซิมและเมื่อ R 3เป็น NH อิมินจะเรียกว่าไฮดราโซน
อิมีนปฐมภูมิที่ C ติดอยู่กับทั้งไฮโดรคาร์บิลและ H (ที่ได้มาจากอัลดีไฮด์) เรียกว่าอัลดิมีน ปฐมภูมิ อิมีนทุติยภูมิที่มีหมู่ดังกล่าวเรียกว่าอัล ดิ มีนทุติยภูมิ[ 10 ]อิมีนปฐมภูมิที่ C ติดอยู่กับไฮโดรคาร์บิลสองตัว (ที่ได้มาจากคีโตน) เรียกว่าคีติมีนปฐมภูมิอิมีนทุติยภูมิที่มีหมู่ดังกล่าวเรียกว่าคีติมีนทุติยภูมิ[ 11 ]
- อัลดิมีนปฐมภูมิไอโซเมอร์อี
- อัลดีมีนรอง ไอโซเมอร์อี
- คีติมีนหลัก
- คีติมีนรอง
เอ็น-ซัลฟินิลอิมินส์คือ ชิฟฟ์อะไมด์ของกรดซัลฟินิก
การสังเคราะห์อิมิน
การควบแน่นของคาร์บอนิล-อะมีน
โดย ทั่วไป อิมินจะถูกเตรียมโดยการควบแน่นของเอมีนปฐมภูมิและอัลดีไฮด์[ 12 ] [ 13 ]คีโตนจะเกิดปฏิกิริยาที่คล้ายกัน แต่พบได้น้อยกว่าอัลดีไฮด์ ในแง่ของกลไก ปฏิกิริยาดังกล่าวจะดำเนินไปโดยการเติมแบบนิวคลีโอฟิลิกทำให้เกิด ตัวกลาง เฮมิอะมินอล−C(OH)(NR )−ตามด้วยการกำจัดน้ำเพื่อให้ได้อิมิน (ดูalkylimino-de-oxo-bisubstitutionสำหรับกลไกโดยละเอียด) สมดุลในปฏิกิริยานี้มักจะเอื้อต่อ สารประกอบ คาร์บอนิลและเอมีน ดังนั้นการกลั่นแบบอะซีโอโทรปิกหรือการใช้สารดูดความชื้น เช่นตะแกรงโมเลกุลหรือแมกนีเซียมซัลเฟตจึงจำเป็นเพื่อส่งเสริมการเกิดอิมิน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พบว่ารีเอเจนต์หลายชนิด เช่นTris(2,2,2-trifluoroethyl)borate [B(OCH CF ) ], [ 14 ] pyrrolidine [ 15 ]หรือtitanium ethoxide [Ti(OEt) ] [ 16 ] สามารถเร่งปฏิกิริยาการก่อตัวของอิมินได้
การใช้แอมโมเนียเพื่อให้ได้อิมินปฐมภูมิเกิดขึ้นได้ยากกว่าเอมีนปฐมภูมิ[ 17 ]ในกรณีของเฮกซาฟลูออโรอะซีโตนสามารถแยกสารตัวกลางเฮมิอะมินอล ได้ [ 18 ]
จากไนไตรล์
คีติมีน ปฐมภูมิสามารถสังเคราะห์ได้ผ่านปฏิกิริยา Grignardกับไนไตรล์วิธีนี้เรียกว่าการสังเคราะห์คีติมีน Moureu-Mignonac [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]ตัวอย่างเช่นเบนโซฟีโนนอิมีนยังสามารถสังเคราะห์ ได้ โดยการเติมฟีนิลแมกนีเซียมโบรไมด์ลงในเบนโซไนไตรล์ตามด้วยการไฮโดรไลซิสอย่างระมัดระวัง (เพื่อป้องกันไม่ให้อิมีนถูกไฮโดรไลซิส): [ 22 ]
- C H CN + C H MgBr → (C H ) C=NMgBr
- (C H ) C=NMgBr + H O → (C H ) C=NH + MgBr(OH)
วิธีการเฉพาะทาง
นอกจากนี้ยังมีวิธีการสังเคราะห์อิมินอีกหลายวิธี
- ปฏิกิริยาของอะไซด์อินทรีย์กับคาร์เบนอยด์โลหะ (ที่ผลิตจากสารประกอบไดอะโซคาร์บอนิล) [ 23 ]
- ปฏิกิริยาระหว่างอิมิโนฟอสโฟเรนและอะไซด์อินทรีย์ในปฏิกิริยาอะซา-วิตทิก
- การควบแน่นของกรดคาร์บอนกับสารประกอบไนโตรโซ
- การจัดเรียงตัวใหม่ของไตรทิล เอ็น-ฮาโลเอมีนในปฏิกิริยาการจัดเรียงตัวใหม่ของสติกลิตซ์
- โดยปฏิกิริยาของแอลคีนกับกรดไฮดราโซอิกในปฏิกิริยาชมิดท์
- โดยปฏิกิริยาระหว่างไนไตรล์กรดไฮโดรคลอริกและอะรีน ในปฏิกิริยาโฮเอช (Hoesch reaction )
- การสังเคราะห์ 3-ไทอะโซลีนแบบหลายองค์ประกอบในปฏิกิริยาAsinger
- การสลายตัวทางความร้อนของออกซิม[ 24 ]
ปฏิกิริยา

ไฮโดรไลซิส
ปฏิกิริยาหลักของอิมิน ซึ่งมักไม่พึงประสงค์ คือการไฮโดรไลซิสกลับไปเป็นอะมีนและสารตั้งต้นคาร์บอนิล
- R C=NR' + H O ⇌ R C=O + R'NH
สารตั้งต้นของเฮเทอโรไซเคิล
อิมินถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารตัวกลางในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก
- ในปฏิกิริยา Povarovนั้นอิมินที่มีกลิ่นหอมจะทำปฏิกิริยากับอีโนลอีเทอร์เพื่อให้ได้ควินอลีน
- อิมินทำปฏิกิริยากับ คีทีนด้วยความร้อนในปฏิกิริยาไซโคลแอดดิชัน [2+2] เพื่อสร้างเบต้า-แลคแทมในการสังเคราะห์ของสเตาดิงเกอร์[ 25 ] มีการอธิบายตัวแปรหลายแบบ[ 26 ] [ 27 ]
- อิมินทำปฏิกิริยากับไดอีนในปฏิกิริยาอิมิน-ดีลส์-อัลเดอร์เพื่อให้ได้เตตระไฮโดรไพริดีน
- โทซิลลิมีนทำปฏิกิริยากับสารประกอบคาร์บอนิล α,β-ไม่อิ่มตัวเพื่อให้ได้ อะ ลิลิกเอมีนในปฏิกิริยา Aza-Baylis– Hillman
ปฏิกิริยาของกรด-เบส
เช่นเดียวกับเอมีนซึ่งเป็นสารตั้งต้น อิมีนมีฤทธิ์เป็นเบสอ่อนๆ และสามารถรับโปรตอนได้แบบผันกลับได้เพื่อให้ได้เกลืออิมิเนียม :
- R C=NR' + H + [R C=NHR'] +
อีกทางเลือกหนึ่ง อิมินหลักมีความเป็นกรดเพียงพอที่จะทำให้เกิด N-อัลคิเลชันได้ ดังที่แสดงให้เห็นด้วยเบนโซฟีโนนอิมิน : [ 28 ]
- (คชั่วโมง ) C=NH + CH Li → (คชั่วโมง ) C=NLi + CH
- (C H ) C=NLi + CH I → (C H ) C=NCH + LiI
ปฏิกิริยาของกรด-เบสแบบลูอิส
อิมินเป็นลิแกนด์ ที่พบได้ทั่วไป ในเคมีเชิงโคออร์ดิเนชันตัวอย่างที่ได้รับความนิยมเป็นพิเศษคือลิแกนด์ชิฟฟ์เบสที่ได้จากซาลิซิลอัลดี ไฮด์ หรือลิแกนด์ ซาเลน ปฏิกิริยาของอิมินที่เร่งด้วยโลหะจะดำเนินไปผ่านสารประกอบเชิงซ้อนดังกล่าว ใน สารประกอบเชิงซ้อนแบบคลาสสิกอิมินจะจับกับโลหะผ่านทางไนโตรเจน สำหรับโลหะที่มีวาเลนซ์ต่ำจะพบลิแกนด์ η²-อิมิน
การเติมนิวคลีโอฟิลิก
คล้ายคลึงกับคีโตนและอัลดีไฮด์มาก อิมินปฐมภูมิไวต่อการโจมตีโดยเทียบเท่าคาร์บานไอออน วิธีนี้ช่วยให้สามารถสังเคราะห์เอมีนทุติยภูมิได้: [ 29 ] [ 30 ]
- R C=NR' + R"Li → R R"CN(Li)R'
- R R"CN(Li)R' + H O → R R"CNHR' + LiOH
สิ่งนี้สามารถขยายให้รวมถึง คาร์บอน ที่สามารถเกิดเอนอลได้ในปฏิกิริยา Mannichซึ่งเป็นแนวทางที่ตรงไปตรงมาและใช้กันทั่วไปในการผลิตสารประกอบ β-อะมิโนคาร์บอนิล: [ 31 ]
หากหมู่ฟังก์ชันที่อยู่ใกล้เคียงทำให้ประจุลบที่อะตอมคาร์บอนมีเสถียรภาพ อิมินสามารถเพิ่มคาร์บานไอออนเทียบเท่าที่ไนโตรเจนได้ เช่น[ 32 ]
- (NC) C=NR + R'Li → (NC) C(Li) ‑ NRR'
- MeN= C(CH ) C H + RLi → MeRN ‑ C H Li
การลดอิมีน
อิมินจะถูกลดลงผ่านการรีดิวซ์อะมิเนชันอิมินสามารถถูกลดลงเป็นอะมีนได้ผ่านการไฮโดรจีเนชันตัวอย่างเช่น ในการสังเคราะห์m-โทลิลเบนซิลอะมีน: [ 33 ]
สารลดแรงอื่นๆ ได้แก่ลิเธียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์และโซเดียมโบโรไฮไดรด์[ 34 ]
การ ลดอิมิน แบบไม่สมมาตรได้สำเร็จโดยไฮโดรซิลิเลชัน โดยใช้ ตัวเร่งปฏิกิริยาโรเดียม-DIOP [ 35 ]ตั้งแต่นั้นมาได้มีการศึกษาระบบต่างๆ มากมาย[ 36 ] [ 37 ]
เนื่องจากคุณสมบัติความเป็นอิเล็กโทรฟิลที่สูงขึ้น อนุพันธ์ของอิมิเนียมจึงไวต่อการรีดิวซ์เป็นเอมีนเป็นพิเศษ การรีดิวซ์ดังกล่าวสามารถทำได้โดยการถ่ายโอนไฮโดรจิเนชันหรือโดยการใช้โซเดียมไซยาโนโบโรไฮไดร ด์ในปริมาณที่เหมาะสม เนื่องจากอิมินที่ได้จากคีโตนที่ไม่สมมาตรเป็นโปรไครัลการรีดิวซ์ของอิมินเหล่านี้จึงเป็นเส้นทางไปสู่เอมีนไครัล
การเกิดพอลิเมอร์
อัลดีมีนที่ไม่มีสิ่งกีดขวางมักจะเกิดการสร้างวงแหวน ดังเช่นการควบแน่นของเมทิลอะมีนและฟอร์มาลดีไฮด์ซึ่งให้เฮกซาไฮโดร-1,3,5-ไตรอะซีน
พอลิเมอร์อิมิน ( พอลิอิมิน ) สามารถสังเคราะห์ได้จากอัลดีไฮด์และเอมีนที่มี วาเลนซ์หลายตัว [ 38 ]ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันดำเนินไปโดยตรงเมื่อผสมโมโนเมอร์อัลดีไฮด์และเอมีนเข้าด้วยกันที่อุณหภูมิห้อง ในกรณีส่วนใหญ่ อาจยังคงต้องใช้ตัวทำละลายในปริมาณเล็กน้อย พอลิอิมินเป็นวัสดุที่น่าสนใจเป็นพิเศษเนื่องจากสามารถนำไปใช้เป็นไวทริเมอร์ได้ เนื่องจากลักษณะพันธะโควาเลนต์แบบไดนามิกของพันธะอิมิน พอลิอิมินจึงสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ค่อนข้างง่าย นอกจากนี้ พอลิอิมินยังเป็นที่รู้จักในด้านพฤติกรรมการซ่อมแซมตัวเอง[ 39 ] [ 40 ]
ปฏิกิริยาอื่นๆ
เช่นเดียวกับการเชื่อมต่อพินาคอลอิมินไวต่อการเชื่อมต่อแบบรีดักชันซึ่งนำไปสู่ 1,2- ไดเอมีน [ 41 ]
อิมินจะถูกออกซิไดซ์ด้วยกรดเมตา-คลอโรเปอร์ออกซีเบนโซ อิก (mCPBA) เพื่อให้ได้ออกซิริดีน
อิมินเป็นสารตัวกลางในปฏิกิริยาอัลคิเลชันของเอมีนกับกรดฟอร์มิกในปฏิกิริยา Eschweiler– Clarke
การจัดเรียงตัวใหม่ในทางเคมีของคาร์โบไฮเดรตที่เกี่ยวข้องกับอิมิน เรียกว่าการจัดเรียงตัวใหม่แบบอะมาโดริ (Amadori rearrangement )
ปฏิกิริยาการถ่ายโอนหมู่เมทิลีนของอิมินโดยซัลโฟเนียมไยไลด์ ที่ไม่เสถียร สามารถให้ ระบบ อะซิริดีนได้อิมินทำปฏิกิริยากับไดอัลคิลฟอสไฟต์ในปฏิกิริยาพูโดวิกและปฏิกิริยาคาบาชนิก-ฟิลด์ส
บทบาททางชีววิทยา
อิมินพบได้ทั่วไปในธรรมชาติ[ 42 ] [ 43 ] เอนไซม์ ที่ขึ้นอยู่กับ ไพริดอกซัลฟอสเฟต (เอนไซม์ PLP) เร่งปฏิกิริยามากมายที่เกี่ยวข้องกับอัลดิมิน (หรือเบสชิฟฟ์) [ 44 ]อิมินแบบวงแหวนยังเป็นสารตั้งต้นสำหรับเอนไซม์อิมินรีดักเทส หลายชนิดอีกด้วย [ 45 ]

ดูเพิ่มเติม
- เอนามีน
- ฐานทัพเรือ
- คาร์บอกซิมิเดต
- ออกซาโซลิดีน
- หมู่ฟังก์ชันอื่นๆ ที่มีพันธะคู่ C=N ได้แก่ออกซิมและไฮดราโซน
- หมู่ฟังก์ชันอื่นๆ ที่มีพันธะสาม C≡N ได้แก่ไนไตรล์และไอโซไนไตรล์
