From Wikipedia, the free encyclopedia
Η αζετιδίνη[1] (αγγλικά azetidine) είναι οργανική χημική ένωση, με μοριακό τύπο C3H7N, αν και συνήθως παριστάνεται με το γραμμικό τύπο της, . Πιο συγκεκριμένα, ανήκει στις ετεροκυκλικές αμίνες. Το μόριό του αποτελείται από έναν τετραμελή δακτύλιο, με τρία (3) άτομα άνθρακα και ένα (1) άτομο αζώτου. Η χημικά καθαρή αζετιδίνη, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι υγρό με οσμή που μοιάζει με αυτήν της αμμωνίας. Εκτός από τη «μητρική» ένωση, ο όρος αζετιδίνη μπορεί, επίσης, να αναφέρεται (γενικότερα) σε μια σειρά «θυγατρικών» ή «υποκατεστημένων» παραγώγων ενώσεων, αρκεί να περιέχουν έναν (τουλάχιστον) αζετιδινικό δακτύλιο, δηλαδή τετραμελή δακτύλιο με τρία (3) άτομα άνθρακα, ένα (1) άτομο αζώτου και κανένα διπλό δεσμό (στο δακτύλιο).
Αζετιδίνη | |
---|---|
Γενικά | |
Όνομα IUPAC | Αζετιδίνη |
Άλλες ονομασίες | 1,3-επαζαπροπάνιο 1,3-προπυλενιμίνη Τριμεθυλενιμίνη Αζακυκλοβουτάνιο |
Χημικά αναγνωριστικά | |
Χημικός τύπος | C3H7N |
Μοριακή μάζα | 57,09 amu |
Σύντομος συντακτικός τύπος | |
Αριθμός CAS | 503-29-7 |
SMILES | N1CCC1 |
InChI | 1S/C3H7N/c1-2-4-3-1/h4H,1-3H2 |
ChemSpider ID | 9993 |
Ισομέρεια | |
Ισομερή θέσης | 11 |
Φυσικές ιδιότητες | |
Σημείο βρασμού | 61-62°C |
Πυκνότητα | 847 kg/m³ |
Διαλυτότητα στο νερό | Αναμείξιμο |
Χημικές ιδιότητες | |
pKa | 11,25 |
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). |
Με βάση το μοριακό τύπο του, C3H7N, η αζετιδίνη έχει τα ακόλουθα 11 ισομερή θέσης:
Οι αζετιδίνες, «μητρική» και «θυγατρικές», δεν βρίσκονται συχνά στη φύση και έχουν μελετηθεί πολύ λιγότερο από χημικά συγγενικές ενώσεις, όπως η πυρρολιδίνη και η β-λακτάμη. Η παρουσία τους είναι σπάνια σε φυσικά προϊόντα. Σημειώστε, όμως, ότι είναι κομβικό συστατικό των μουγκινεϊκών οξέων και των πεναρεσιδινών. Ίσως η πιο άφθονη αζετιδίνη που περιέχεται σε φυσικό προϊόν είναι η 2-καρβοξυαζετιδίνη, ένα μη πρωτεϊνικό ετεροκυκλικό αμινοξύ, ομόλογο της προλίνης.
Η μητρική αζετιδίνη παράγεται, συνήθως, με κυκλοποίηση 1,3-διβρωμοπροπάνιου με τοσυλαμίδιο (Ts-NH2)[2]:
Αρχικά παράγεται N-τοσυλαζετιδίνη, αλλά αυτή ανάγεται με υδρογόνο που παράγεται με την επίδραση μεταλλικού νατρίου σε αιθανόλη.
1. Η αζετιδίνη μπορεί να παραχθεί με φωτοχημική αντίδραση αιθενίου και μεθανιμίνης (Εφαρμογή αντίδρασης Paterno–Büch). Ουσιαστικά είναι η αντίστροφη αντίδραση της πυρόλυσης αζετιδίνης, που αναφέρεται παρακάτω[3][4]:
2. Η αζετιδίνη μπορεί να παραχθεί με επίδραση υδροχλώριου σε 1,3-προπανοδιαμίνη[5]:
Στο φάσμα NMR της αζετιδίνης οι πολλαπλές κορυφές για τα α- και β- άτομα υδρογόνου εμφανίζονται στα 3,5 και 2,3 δ, ενώ το ιμινικό άτομο υδρογόνου εμφανίζεται στα 4,0 δ. Στο φάσμα μαζών τα θραύσματα της αζετιδίνης είναι CH2=CH2ɿ+• και CH2=NH+• →CH≡NH++H•[6].
Η αζετιδίνη δρα ως μέτρια βάση, ισχυρότερη από τις περισσότερες άλλες δευτεροταγείς αμίνες, επειδή το μονήρες ηλεκτρονιακό ζεύγος του ατόμου του αζώτου σε αυτήν έχει μικρότερη στερεοχημική παρεμπόδιση[6], αλλά δίνει και αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης, όπως η αζιριδίνη.
Αντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας N-ακυλαζετιδίνη:
Αντιδρά με υπαλογονώδη άλατα (π.χ. NaOX), όπου X: Cl, Br ή I, παράγοντας N-αλαζετιδίνη:
Αντιδρά με το μεθυλολίθιο (CH3Li), παράγοντας N-λιθιαζετιδίνη και μεθάνιο:
Στην περίπτωση της αλκυλίωσης, με επίδραση (περίσσειας) αλκυλαλογονιδίων (RX), διανοίγεται ο τετραμελής δακτύλιος δίνοντας άκυκλη 2-αλο-Ν,Ν-διαλκυλo-1-προπαναμίνη ή και αλογονούχο 2-αλο-Ν,Ν-τριαλκυλο-1-προπαναμμώνιο:
Οι πιο ενδιαφέρουσες αντιδράσεις κυκλοδιάνοιξης με 1,4-προσθήκη υδροχλώριου (HCl) και η 1,4-προσθήκη βρωμοκυάνιου (BrCN)[7]:
Το τελευταίο παράγωγο, δηλαδή το 3-βρωμοπροπυλαμινομεθανονιτρίλιο, μπορεί να υδρολυθεί, παράγοντας 3-βρωμοπροπυλαμινομεθανικό οξύ. Με τη σειρά του, το τελευταίο, με αποκαρβοξυλίωση δίνει 3-βρωμο-1-προπαναμίνη:
Άλλες ενδιαφέρουσες αντιδράσεις 1,4-προσθήκης είναι οι ακόλουθες:
Με επίδραση υδρογόνου, παρουσία λευκοχρύσου, παράγεται 1-προπαναμίνη[8]:
Με επίδραση φαινόλης σε αζετιδίνη παράγεται 3-φαινοξυ-1-προπαναμίνη:
Με επίδραση 1,2-αιθανοδιαμίνης σε αζετιδίνη παράγεται N-(2-αμιναιθυλο)-1,3-προπανοδιαμίνη[9]:
Με πυρόλυση αζετιδίνης παράγεται αιθένιο και μεθανιμίνη:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.