Aziridin

Aziridin
Aziridine.svg Aziridine3d.png
Azonosítás
IUPAC név aziridin
Szinonimák

azaciklopropán-
etilén-imin-
dimetilén- imin

N o CAS 151-56-4
N o ECHA 100,005,268
N o EC 205-793-9
PubChem 9033
ChEBI 30969
Mosolyok C1CN1
PubChem , 3D nézet
InChI InChI: 3D nézet
InChI = 1 / C2H5N / c1-2-3-1 / h3H, 1-2H2
Megjelenés színtelen és tiszta olajos folyadék
Kémiai tulajdonságok
Brute formula C 2 H 5 N   [-izomer]
Moláris tömeg 43,0678 ± 0,0022  g / mol
C 55,78%, H 11,7%, N 32,52%,
Dipoláris pillanat 1,90  ± 0,01  D
Fizikai tulajdonságok
T ° fúzió -78  ° C
T ° forráspontú 56  ° C
Térfogat 0,8321  g · cm -3 hogy 20  ° C-on
Öngyulladási hőmérséklet 320  ° C
Lobbanáspont -13  ° C
Robbanási határok a levegőben 3,6 - 46  térfogat%
64 - 820  g · cm -3
Telített gőznyomás 213  mbar át 20  ° C-on
333  mbar nyomáson át 30  ° C-on
780  mbar át 50  ° C-on
Termokémia
Δ f H 0 folyadék 91,9  kJ · mol -1
C o

egyenlet:
Hőkapacitása gáz J · mol -1 · K -1 és hőmérséklet kelvinben, 150-től 1500 K.
Számított értékek:
54,404 J · mol -1 · K -1 25 ° C-on

T
(K)
T
(° C)
C o
C o
150 −123.15 32 311 750
240 −33.15 45 634 1,060
285 11.85 52,420 1 217
330 56.85 59,197 1375
375 101.85 65,907 1,530
420 146,85 72,494 1,683
465 191.85 78,908 1,832
510 236,85 85 107 1 976
555 281.85 91,054 2,114
600 326,85 96 716 2 246
645 371,85 102,067 2,370
690 416,85 107 089 2487
735 461.85 111 765 2,595
780 506,85 116,089 2,695
825 551,85 120,056 2,788
T
(K)
T
(° C)
C o
C o
870 596,85 123,671 2 872
915 641.85 126,941 2 947
960 686,85 129,883 3,016
1,005 731,85 132,515 3,077
1,050 776,85 134,865 3 131
1,095 821.85 136,964 3 180
1140 866,85 138,851 3,224
1,185 911,85 140,568 3 264
1,230 956,85 142 165 3 301
1275 1,001,85 143,698 3,337
1320 1046.85 145,227 3 372
1,365 1 091,85 146,820 3,409
1,410 1136.85 148,548 3,449
1,455 1,181,85 150,490 3 494
1500 1 226,85 152,730 3,546
PCI -1 591,36  kJ · mol -1
Óvintézkedések
WHMIS
B2: Gyúlékony folyadékD1A: Nagyon mérgező anyag, súlyos azonnali hatássalE: Maró anyag
B2, D1A, D2A, E,
NFPA 704

NFPA 704 szimbólum.

3 4 3  
67/548 / EGK irányelv
Nagyon mérgező
T + Tűzveszélyes
F Környezetre veszélyes
NEM Indexszám  :
613-001-00-1

Besorolás  :
F; R11 - Carc. Macska. 2; R45 - Muta. Macska. 2; R46 - T +; R26 / 27/28 - C; R34 - N; R51-53

Jelképek  :
T +  : Nagyon mérgező
F  : Tűzveszélyes
N  : Környezetre veszélyes

R mondatok  :
R11  : Tűzveszélyes.
R34  : Égési sérülést okoz.
R45  : Rákot okozhat.
R46  : Örökletes genetikai károsodást okozhat.
R26 / 27/28  : Belélegezve, bőrrel érintkezve és lenyelve nagyon mérgező.
R51 / 53  : Mérgező a vízi szervezetekre, hosszan tartó károsodást okozhat a vízi környezetben.

S-mondatok  :
S45  : Baleset vagy rosszullét esetén azonnal orvoshoz kell fordulni (ha lehetséges, meg kell mutatni a címkét).
S53  : Kerülje az expozíciót - használat előtt szerezzen be külön utasításokat.
S61  : Kerülje a környezetbe jutást . Olvassa el a speciális utasításokat / biztonsági adatlapot.

R mondatok  :  11, 26/27/28, 34, 45, 46, 51/53,
S-mondatok  :  45, 53, 61,
Szállítás
663
   1185   
Kemler-kód:
663  : nagyon mérgező és gyúlékony anyag (lobbanáspontja legfeljebb 60  ° C )
ENSZ-szám  :
1185  : ETILENEIMIN, STABILIZÁLT
Osztály:
6.1
Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok Csomagolás: I. csomagolási csoport  : nagyon A veszélyes anyagok;
ADR 6.1 piktogram

ADR-piktogram 3



IARC osztályozás
2B. Csoport: Lehetséges, hogy rákkeltő az emberre
Ökotoxikológia
DL 50 15  mg · kg -1 (patkány, orális )
3,5  mg · kg -1 (patkány, ip )
4  mg · kg -1 (egerek, ip )
Szagküszöb alacsony: 2  ppm
Egység SI és STP hiányában.

A aziridint (NF) vagy azacyclopropane a szerves vegyület gyűrűs tapasztalati képlete C 2 H 5 N. Ez is az eredeti vegyület és aziridinek funkciós csoport megfelel egy heterociklus a három oldalán áll egy amin és két metilén- csoport .

Gyártás és szintézis

Az aziridineket a szerves kémiában sokféleképpen lehet előállítani .

Halogén-aminok és amino-alkoholok ciklizálása

Egy amincsoport egy szomszédos halogenidet (β-nál) kiszoríthat egy intramolekuláris nukleofil szubsztitúciós reakcióban aziridinné. Az amino-alkoholok reakcióképessége azonos, de a hidroxidcsoportokat először jobban távozó csoportokká, például tozilátokká kell átalakítani . Az amino-alkohol ciklizálását Wenker  (in) (1935) és a haloamin egyikének, Gabriel (1888) etilén- imin -módszerének szintézisének nevezzük .

Hozzáadásával nitrén

A hozzáadása nitrén egy alkén egy jól megalapozott eljárás a szintézisét aziridinek. Az azidok fotolízise vagy termolízise jó módszer a nitrének előállítására. Ezeket in situ is elő lehet állítani jodobenzol-diacetátból és szulfonamidokból vagy szulfamátokból , vagy N-szulfonil-oxi-prekurzor etoxikarbonil-nitrénjéből:

Nitreneaddition.gif

Triazolinok bomlása

Hőkezeléssel vagy egy triazolin fotolízisével a nitrogén kiürül , és aziridin marad. A szükséges triazolint az azid és az alkén ciklikus addíciós reakciójával nyerjük .

Triazolinedecompo.png

Epoxi nyílásán keresztül

Az egyik eljárás egy epoxid gyűrűnyitási reakciójából áll nátrium-aziddal, majd az azid trifenil-foszfinnal kapott nitrogéngáz kiürítésével történő szerves redukcióját követi :

AziridineSynthesisFromEpoxide.png

Egy másik módszer abból áll, hogy egy epoxid kinyílik egy aminon, majd a gyűrűt visszazárják egy Mitsunobu-reakcióval .

Egy oxim reakciója Grignard-reagenssel

Hoch-Campbell etilénimin szintézisét ismerteti a szintézisét aziridinek által a reakció bizonyos oximok a Grignard-reagensekkel :

Hoch-Campbell Ethylenimine Synthesis.svg

Fizikokémiai jellemzők

Szerkezet

Az aziridinben a kötések szöge 60  ° körül van, ami lényegesen kisebb, mint a lineáris és kötetlen szénhidrogénekben vagy aminokban szokásos 109,5  ° -os szög . Ezek a szögek azonban összehasonlíthatók a ciklopropán- vagy oxirángyűrűk szögeivel, és ugyanazoknak a szögkorlátoknak felelnek meg a gyűrűben: az ilyen típusú gyűrűkben lévő kötések banánkötési modell meghívásával magyarázhatók. Aziridin kevesebb az alap , mint egy aciklusos és alifás amin egy pKa 7,9 a konjugált sav , amely annak köszönhető, hogy növekszik a s karakter a szabad pár a nitrogén . Az aziridin megnövekedett szögfeszültségei szintén felelősek a nitrogén inverzió megnövekedett energiagátjáért . Ez az akadály elég magas aziridinben ahhoz, hogy képes legyen szétválasztani az invertomereket , például az N-klór-2-metilaziridin cisz- és transz-invertomerjeit.

Reakciók

A nukleofil gyűrű megnyílása

Az aziridinek olyan szubsztrátok, amelyek a gyűrű molekuláris korlátai miatt sok nukleofillel rendelkeznek a gyűrűnyitási reakciókra . Az alkoholizátorok és az ammónia-analízisek általában a ciklizációk fordított reakciói. További hatékony nukleofilek a nukleofil szénatomok, például szerves lítium- reagensekben, vagy szerves szuprátok , például Gilman-reagens .

A gyűrűnyitási reakció fontos alkalmazása aszimmetrikus szintézisben az, hogy a trimetil-szililazid TMSN 3 és aszimmetrikus ligandum esetén

TamifluSynthesisII.png

A katalizátor ittriumra és három izopropil-oxi-szubsztituensre épül , a ligandum egy foszfin-oxid. 91% ee enantiomerfelesleggel ez a reakció lehetővé teszi az oseltamivir ( Tamiflu ) teljes szintézisét .

Egyéb reakciók

A szubsztituálatlan aziridineket alkének képesek megnyitni egy erős Lewis-sav, például B (C 6 F 5 ) 3 jelenlétében. Néhány N-szubsztituált aziridin és mindkét szénatomon elektront kivonó csoportokkal az azometil-ilidek az elektrociklusos  (en) gyűrűnyitással . Ezek az ilidek megfelelő dipolarofillel csapdába eshetnek egy 1,3-dipoláris ciklusterdícióval .

Biztonság

Az egyes specifikus aziridin toxikológiája saját szerkezetétől és aktivitásától függ, amely részt vesz az aziridin-csoport általános jellemzőiben. Mivel az aziridinek elektrofilek , képesek támadni és ciklusukat endogén nukleofilek, például DNS nukleáris bázisok nyitják meg , ami megfelel egy mutagén potenciálnak, és bizonyos esetekben tumorellenes aktivitást is kiválthat.

Így az inhaláció és aziridinekkel való közvetlen érintkezés tilos. Egyes jelentések megjegyzik, hogy még a kémia során általában használt kesztyűk sem akadályozzák az aziridinek bőrbe való behatolását. Ezért fontos, hogy a felhasználók ellenőrizzék a kesztyű áztatási idejét, és nagyon vigyázzanak a szennyeződés elkerülésére a kesztyű eltávolításakor.

A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség (IARC ) áttekintette az aziridin-vegyületeket, és lehetséges humán rákkeltő anyagként osztályozta őket (2B csoport). Az átfogó értékelés során az IARC munkacsoportja figyelembe vette, hogy az aziridinek közvetlen alkilező ágensek, amelyek a tesztrendszerek széles körében mutagének és promutagén DNS-adduktokat képeznek.

Az aziridinek irritáló hatást váltanak ki a nyálkahártyákon, mint például a szem, az orr, a légzőrendszer és még a bőr is. Az aziridinek érintkezéskor gyorsan behatolnak a bőrbe. Allergiás bőrbetegségeket és csalánkiütést okozhatnak, vagy foglalkozási asztmához vezethetnek .

Megjegyzések

  1. Aziridine.pdf az IARC-n
  2. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008. június 16, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 és 1-4200-6679-X ) , p.  9-50
  3. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
  4. (en) "Ethylenimine" , a NIST / WebBook oldalon , hozzáférés: 2009. július 22.
  5. CRC Kémiai és Fizikai Kézikönyv, 59. kiadás ( ISBN  978-0-8493-0549-8 )
  6. "Ethyleneimine" bejegyzés az IFA (a munkavédelemért felelős német testület) GESTIS kémiai adatbázisába ( német , angol ), 2009. július 22. (JavaScript szükséges)
  7. (a) Carl L. yaws, Handbook of Termodinamikai diagramok , Vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
  8. IARC munkacsoportja az embert érintő rákkeltő kockázatok értékelésével , „  Evaluations Globales de la Carcinogenicité pour l'Homme, Groupe 2B: Esetleg rákkeltő az emberre  ” , http://monographs.iarc.fr , IARC,2009. január 16(megtekintés : 2009. augusztus 22. )
  9. „etilénimin” az adatbázis a vegyi anyagok Reptox a CSST (Quebec szervezet felelős a munkahelyi biztonság és egészségvédelem), elérhető 22 július 2009
  10. UCB Colorado Egyetem
  11. (in) "  aziridin  " a ChemIDplus- on , hozzáférés: 2009. július 22
  12. "  Ethyleneimine  ", a hazmap.nlm.nih.gov címen (hozzáférés : 2009. november 14. )
  13. Heterociklusos kémia , TL Gilchrist. ( ISBN  0-582-01421-2 )
  14. Epoxidok és aziridinek - Mini áttekintés , Albert Padwaa és S. Shaun Murphreeb; Arkivoc (JC-1522R), p.  6-33 . cikk online
  15. Gabriel Ethylenimine Method
  16. etoxikarbonil-nitrén és etoxi-karbonil-nitrén-ion addíciós reakciói allil-éterekkel M. Antonietta Loreto és mtsai; Tetrahedron Letters, 1984, vol. 25. (38), o.  4271-4274 . összefoglaló
  17. Triazolin fotodompozíció: Aziridinek előállítása , P. Scheiner; Tetrahedron, 1968, vol. 24. (6), o.  2757-2765 . DOI : 10.1016 / S0040-4020 (01) 82547-3 .
  18. Könnyen elérhető, nem védett Amino Aldehydes , Ryan Hili és Andrei K. Yudin; J. Am. Chem. Soc. , 2006. évf. 128. (46), o.  14772-14773 . DOI : 10.1021 / ja065898s .
  19. Aravinda B. Pulipaka, Stephen C. Bergmeier. Synthesis, 2008, vol. 9. o.  1420-1430
  20. Hoch, Compt. rend., 1965, 1865 (1934); (a), ugyanott, aOS, 799 (1936); (e), uo., 204, 358 (1937).
  21. A Grignard-reagensek hatása az oximokra. I. A fenil-magnézium-bromid vegyes ketoximokra gyakorolt ​​hatása , Kenneth N. Campbell, James F. Mckenna; J. Org. Chem., 1939, vol. 4. (2), o.  198-205 . DOI : 10.1021 / jo01214a012 .
    A Grignard-reagensek reakciója oximokkal. II. Az aril-grignard-reagensek vegyes ketoximokkal , Kenneth N. Campbell, Barbara Knapp Campbell, Elmer Paul Chaput; J. Org. Chem., 1943, vol. 8. (1), o.  99-102 . DOI : 10.1021 / jo01189a015 .
    A Grignard-reagensek hatása az oximokra. III. Az aril-magnézium-halogenidek vegyes ketoximokra gyakorolt ​​hatásmechanizmusa. Az etilén- iminek új szintézise , Kenneth N. Campbell, Barbara K. Campbell, James F. Mckenna és Elmer Paul Chaput; J. Org. Chem., 1943, p.  103-109 . DOI : 10.1021 / jo01189a016
  22. a Tamiflu De Novo szintézise a mezo-aziridinek katalitikus aszimmetrikus gyűrűnyitásával TMSN3-mal, Yuhei Fukuta és mtsai; J. Am. Chem. Soc. , 2006. évf. 128. (19), o.  6312-6313 . DOI : 10.1021 / ja061696k .
  23. Aravinda B. Pulipaka és Stephen C. Bergmeier. J. Org. Chem., 2008, vol. 73. o.  1462-1467
  24. polifunkcionális aziridin-keményítő által okozott munkahelyi légzőszervi és bőrszenzibilizáció , L. Kanerva és mtsai; Clinical & Experimental Allergy, 1995, t. 25. (5), o.  432–439 .
  25. polifunkcionális aziridin által okozott bőr- és légúti allergiás betegség , Sartorelli P és mtsai; Med Lav., 2003, 94. kötet (3), p.  285-95 .
  26. foglalkozási asztmát okozó régi és új szerek , Mapp CE; Foglalkozás. Ról ről. Med., 2001, vol. 58. o.  354-60
  27. Giorgi-Renault, S., Renault J., báró M., Gebel-Servolles, P., Delic, J., Cros S., Paoletti C., heterociklusos kinonok XIII. Dimerizálás az 5,8-kinazolinindionok sorozatában: A bisz (4-amino-5,8-kinazolinindionok) szintézise és tumorellenes hatása, Chem. Pharm. Bull., 36 (10), 3933-3947 (1988).
  28. kötet. Pdf, Néhány aziridin, ...


Külső hivatkozás