กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

อิมีน

ในเคมีอินทรีย์อิมิน ( / ɪ ˈ m iː n /หรือ/ ˈ ɪ m ɪ n / ) คือหมู่ฟังก์ชันหรือสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคู่คาร์บอน - ไนโตรเจน ( C=N ) อะตอมไนโตรเจนสามารถเชื่อมต่อกับไฮโดรเจน...

อิมีน

โครงสร้างทั่วไปของอิมิน

ในเคมีอินทรีย์อิมิน ( / ɪ ˈ m 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 ]

เอ็น-ซัลฟินิลอิมินส์คือ ชิฟฟ์อะไมด์ของกรดซัลฟินิ

เอซีนคือไดอิมีนที่ได้จากไฮดราซีน

การสังเคราะห์อิมิน

การสังเคราะห์อิมินจากเอมีนปฐมภูมิและสารประกอบคาร์บอนิล

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

ปฏิกิริยา

เฮกซาฟลูออโรอะซีโตนอิมินเป็นคีติมินหลักที่ไม่ธรรมดาซึ่งสามารถแยกได้ง่าย[ 18 ]

ไฮโดรไลซิส

ปฏิกิริยาหลักของอิมิน ซึ่งมักไม่พึงประสงค์ คือการไฮโดรไลซิสกลับไปเป็นอะมีนและสารตั้งต้นคาร์บอนิล

R C=NR' + H O R C=O + R'NH

สารตั้งต้นของเฮเทอโรไซเคิล

อิมินถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารตัวกลางในการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก

ปฏิกิริยาของกรด-เบส

เช่นเดียวกับเอมีนซึ่งเป็นสารตั้งต้น อิมีนมีฤทธิ์เป็นเบสอ่อนๆ และสามารถรับโปรตอนได้แบบผันกลับได้เพื่อให้ได้เกลืออิมิเนียม :

R C=NR' + H +{\displaystyle {\ce {<=>>}}} [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-อิมิ

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 ]

การเติมไฮโดรเจนของอิมิน

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- ไดเอมี[ 41 ]

อิมินจะถูกออกซิไดซ์ด้วยกรดเมตา-คลอโรเปอร์ออกซีเบนโซ อิก (mCPBA) เพื่อให้ได้ออกซิริดี

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 ]

ขั้นตอนในปฏิกิริยาของอะลานีนและซิสเทอีน ที่เกิดจากการเร่งปฏิกิริยาโดยไพริดอกซาลฟอสเฟต แสดงให้เห็นถึงบทบาททางชีวภาพอย่างหนึ่งของอัลดิมีน

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Imine&oldid=1349247162 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อิมีน

ในเคมีอินทรีย์อิมิน ( / ɪ ˈ m iː n /หรือ/ ˈ ɪ m ɪ n / ) คือหมู่ฟังก์ชันหรือสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคู่คาร์บอน - ไนโตรเจน ( C=N ) อะตอมไนโตรเจนสามารถเชื่อมต่อกับไฮโดรเจน...

โครงสร้าง

ในอิมิน อะตอมหลักทั้งห้า (C C=NX, คีติมีน; และ C(H)C=NX, อัลดิมีน; X = H หรือ C) อยู่ในระนาบเดียวกัน ความเป็นระนาบเกิดจากการผสมแบบ sp 2 ของคาร์บอนและไนโตรเจน ที่มีพันธะคู่ ร่วมกัน ระยะห่าง C=N คือ 1.29–1.31 Å สำหรับอิมินที่ไม่เกิดการคอนจูเกต และ 1.

การตั้งชื่อและการจำแนกประเภท

คำว่า "imine" ถูกบัญญัติขึ้นในปี พ.ศ. 2426 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน Albert Ladenburg [ 6 ]

การสังเคราะห์อิมิน

การสังเคราะห์อิมินจากเอมีนปฐมภูมิและสารประกอบคาร์บอนิล