Pirimidin

Pirimidin
A Pyrimidin cikk illusztráló képe
A pirimidin szerkezete
Azonosítás
IUPAC név Pirimidin
Szinonimák

1,3-diazin

N o CAS 289-95-2
N o ECHA 100,005,479
N o EC 206-026-0
PubChem 9260
Mosolyok C1 = CN = CN = C1
PubChem , 3D nézet
InChI InChI: 3D nézet
InChI = 1 / C4H4N2 / c1-2-5-4-6-3-1 / h1-4H
Kémiai tulajdonságok
Brute formula C 4 H 4 N 2   [izomerek]
Moláris tömeg 80,088 ± 0,0039  g / mol
C 59,99%, H 5,03%, N 34,98%, 80,08966
pKa 1.2
Dipoláris pillanat 2,334  ± 0,010  D
Molekuláris átmérő 0,529  nm
Fizikai tulajdonságok
Oldhatósági paraméter δ 24,5  J 1/2 · cm -3/2 ( 25  ° C )
Elektronikus tulajdonságok
1 re ionizációs energia 9,23 eV (gáz)
Optikai tulajdonságok
Törésmutató 1,499
Óvintézkedések
WHMIS

Ellenőrizetlen termékEzt a terméket a WHMIS osztályozási kritériumai szerint nem ellenőrzik.
Szállítás
33
   1993   
Kemler-kód:
33  : nagyon gyúlékony folyékony anyag (lobbanáspont 21  ° C alatt )
ENSZ-szám  :
1993  : Tűzveszélyes folyadék  , NSA
osztály:
3
Címke: 3 : Gyúlékony folyadékok
ADR-piktogram 3
Egység SI és STP hiányában.

A pirimidin (vagy 1,3- diazin ) egy molekula nitrogéntartalmú heterociklusos aromás (C 4 H 4 N 2 ) szomszédos a piridin , és amelynek két atom nitrogén. Ez is egy helyzeti izomert a piridazin (1,2-diazin) és pirazin (1,4-diazin). Tágabb értelemben pirimidin-alapú származékait pirimidineknek is nevezik . Különösen a DNS- és RNS- molekulákat alkotó nukleáris bázisokban találhatók meg  : citozin , timin , uracil .

A DNS-t ezek a bázisok képeznek hidrogénkötéseket azok komplementer purinok :

Az RNS-ben az A ( adenin ) komplementje a timin helyett uracil:

A pirimidinek szintézise

A legtöbb élő szervezet képes a pirimidinek természetes szintézisére. Jelenleg csak egy közös bioszintetikus út ismert; ez az út az aszpartáttól indul, amelyet három egymást követő reakció alakít át orotáttá (maga egy pirimidin), amely két további reakció után UMP -vé válik . Ezután a többi pirimidin- nukleotid létrehozható az UMP-ből.

Embereknél a pirimidinek szintézise a sejtek citoplazmájában, és különösen a májban vagy akár az agysejtekben történik, de kisebb mértékben. Ez a bioszintetikus út számos farmakológiai inhibitor célpontja .

Pirimidinek állíthatók elő szintetikusan közötti reakcióval egy β-dikarbonil- származékot (pl: β-diketon) és egy amidin (vagy egy hasonló vegyület, például karbamid , tiokarbamid vagy guanidin ) alkalmazásával savas vagy bázikus katalízissel , ha a nukleofil - elektrofil kombinációk nem reaktív elég. Ezen kombinációk némelyike pirimidonok , a piridonok analógjainak képződéséhez vezethet .

A metil-pirimidinek érdekes szintetikus útja a nátrium-amid hozzáadása a 2-bróm-piridinhez. Míg a körülmények hasonlóak a Chichibabin reakcióhoz , a 4. helyzetben történő hozzáadás, a gyűrű kinyílása a bromid eltávolításával, átrendeződés és a gyűrű bezárása 4-metil-pirimidint eredményez 80% -os hozammal. Alkalmazva 2-bróm-pirimidint, ezt a reakciót vezet egy 1,3,5- triazin . Ugyanakkor az azonos körülmények között kezelt 2,6-dibróm-piridin nem triazint ad, mint azt elképzelhetjük, hanem egy diazolt ad ciklus-összehúzódással.

Dimer

A DNS-ben, ha két pirimidin-bázist ( citozint vagy timint ) egymás után halmoznak ugyanazon szálon, az UV-sugarak hatására kovalens dimert képezhetnek. Ez a pirimidin-dimer az 5. és 6. szénatom közötti kettős kötések ciklikus addíciójával jön létre . A két egymást követő bázis között ciklobután gyűrű képződik .

Ez a fotokémiai módosítás a DNS kettős spirál deformálódását és merevedését idézi elő, ami zavarja a replikációt . Ez a mechanizmus mutációkat indukálhat a kitett sejtekben, és ez képezi az UV sugárzás karcinogén hatásának alapját. Valamennyi élő sejt rendelkezik egy speciális helyreállítási mechanizmussal erre a károsodásra, a fotolázoknak nevezett enzimek alapján .

Kémiai reakcióképesség

A diazinkarikák, beleértve a pirimidint, Pi-hiányos aromás gyűrűk, mivel a nem kötő nitrogén-dublett nem vesz részt az aromás rendszerben. Tekintettel a nitrogénatomok magasabb elektronegativitására, a ciklusban lévő szénatomok ezért hiányosak lesznek az elektronokban. A pirimidinek ezért elektronszegény ciklusúak lesznek, lúgosak és érzékenyek a komplexképződésre a nem megkötő nitrogén dublett elérhetősége miatt. A szénatomok elektronhiányos jellege miatt a diazinkarikák legtöbbször nem túl érzékenyek az elektrofil reagensek támadásaira. Ugyanakkor egy elektron-donor csoport jelenléte a ciklusban kompenzálhatja ezt a hatást. A pirimidin 5-ös helyzete, amelyet "aromás" helyzetnek is neveznek, mivel kevésbé elektronhiányos, mint a 2-es, 4-es vagy 6-os helyzet, bizonyos esetekben elektrofil támadásokon mehet át.

Ezzel szemben a nukleofil támadások könnyen lejátszódhatnak addíció vagy szubsztitúció formájában, akár nitrogén-, oxigén-, kéntartalmú, akár halogénezett nukleofilekkel. Bizonyos redukálószerek a diazin gyűrű és az oxidánsok, például a H2O2 redukciójához vezethetnek, a savak N-oxidokhoz vezethetnek. A benzol- és piridin-sorozatban nagyon hatékony halogén-fémcsere lítiumozott származékokkal csak ritkán alkalmazható a pirimidinben az alkillitiumok nukleofil addíciójának aromás struktúrához való parazita reakciója miatt . Az irodalomban szereplő legtöbb példa a pirimidin 5-ös helyzetére vonatkozik. Nemrégiben kifejlesztettek egy halogén-fémcsere módszert a lítium-tri-n-butil-magnézium diazinsorozatban történő alkalmazásával.

A pirimidin metallizálási reakcióval történő funkcionalizálását az 1990-es években kezdték meg, mivel a diazinek üres, alacsony orbitáláinak alacsony energiája miatt a nukleofil addíciós reakciók párhuzamosan zajlanak le a metallizálási reakcióban. Az alkillitiumok használata ezért általában nem hatékony a diazinok fémezésére. A két nitrogénatom erőteljesen vonzó hatása azonban savasabbá teszi a ciklus hidrogénjeit, ami lehetővé teszi gyengébb, de kevésbé nukleofil bázisok, például lítium-alkilamidok, például LDA (Lithium di-i-propylamide) vagy LTMP (Lithium) alkalmazását. 2,2,6,6-tetrametil-piperidid). Meg kell jegyezni, hogy a benzollal vagy a piridinnel ellentétben az orto-irányító csoport jelenléte nem mindig szükséges.

A pirimidin keresztkötési reakciókon is áteshet, amelyeket átmenetifémek, például palládium katalizálnak. Leggyakrabban a pirimidint használják elektrofilként (halogénezett pirimidinek). A diazinkarikák sajátossága, hogy a keresztkötéseket leggyakrabban klórozott származékokon hajthatjuk végre, hagyományos katalizátorként hagyományos tetrakisz (trifenil-foszfin) palládium (0) alkalmazásával. Valójában a diazin gyűrű Pi-hiányos jellege miatt a szén-klór kötés aktiválódik, és lehetővé teszi a palládium oxidatív hozzáadását. Így Suzuki, Stille és Negishi reakciókat hajthatunk végre klorodiazinokon, Pd (PPh3) 4 katalizátorként. A Sonogashira kloropirimidineken történő kapcsolásának néhány példáját az irodalom ismerteti, de általában alacsonyabb hozamokkal, mint a brómozott, jódozott vagy trifluorált származékok esetében. Meg kell jegyezni, hogy a pirimidinnel történő kapcsolási reakció során a 4-es helyzetben lévő klór reaktívabb, mint a 2-es helyzetű klór, maga reaktívabb, mint az 5-ös helyzetű klór. A pirimidin alkalmazható nukleofilként fémorganikus úton származékokat, így bizonyos pirimidin-szerves cink- és sztanil-származékokat írtak le. Néhány borylált diazin-származékot elsősorban a pirimidin 5. helyzetében írtak le.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (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 ) , p.  9-50
  2. (en) Yitzhak Marcus, Az oldószerek tulajdonságai , vol.  4, Anglia, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239  o. ( ISBN  978-0-471-98369-9 )
  3. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
  4. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , p.  10-205
  5. "  Pyrimidin  " a vegyi termékek adatbázisában Reptox of the CSST (quebeci szervezet, amely a munkavédelemért felelős), hozzáférés: 2009. április 24.
  6. Sylvain Achelle, Doktori Szakdolgozat, 2007, INSA Rouen
  7. Buron, F.; Plé, N. Turck, A.; Marsais, F.; Synlett 2006, 10, 1586-1588
  8. Turck, A.; Plé, N .; Mongin, F.; Quéguiner, G.; Tetrahedron 2001, 57, 4489-4505
  9. Plé, N. Turck, A.; Couture, K.; Quéguiner, G.; J. Org. Chem. 1995, 60, 3781-3786
  10. Littke, AF; Fu, GC; Angew. Chem. Int. Ed., 41, 4176-4211, 2002
  11. a) Molander, GA; Katona, BW; Machrouhi, FJ Org. Chem. 2002, 67, 8416-8423. B) Qing, F.-L. Wang, R.; Li, B.; Zheng, X.; Meng, W.-DJ Fluorine Chem. 2003, 120, 21–24. C) Achelle, S.; Ramondenc, Y. Marsais, F.; Plé, N. Eur. J. Org. Chem. 2008, 3129-3140 d) Achelle, S.; Plé, N. Kreher, D.; Attias, A.-J. Arfaoui, I.; Charra, F. Tetrahedron Lett. 2009, 50, 7055-7058.
  12. a) Olivera, R.; Pascual, S.; Herrero, M.; San Martin, R.; Dominguez, E. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 7155-7158. b) Gazivoda, T.; Kristafor, S.; Cetina, M.; Nagl, A.; Raic-Malic, S. Struct. Chem. 2008, 19, 441-449.
  13. a) Stanetty, P.; Hattinger, G.; Schnuerch, M.; Mihovilovic, MDJ Org. Chem. 2005, 70, 5215-5220. b) Stanetty, P.; Roehrling, J.; Schnuerch, M.; Mihovilovic, MD Tetrahedron 2006, 62, 2380-2387. c) Achelle, S.; Ramondenc, Y. Dupas, G.; Plé, N. Tetrahedron 2008, 64, 2783-2791.
  14. a) Edo, K.; Yamanaka, H. Sakamoto, T. Heterocycles, 1978, 9, 271-274. b) Kim, CS; Russell, KCJ Org. Chem. 1998, 63, 8229-8234. c) Berg, TC; Bakken, V.; Gundersen, LL; Petersen, D. Tetrahedron 2006, 62, 6121-6131. d) Benderitter, P.; szerző: Araujo Junior JX; Schmitt, M.; Bourguignon, J.-J. Tetrahedron, 2007, 63, 12465-12470. e) Hocková, D. Szent, A. Masojídková, M.; Votruba, I. Tetrahedron, 2004, 60, 4983-4987.
  15. a) Solberg, J.; Undheim, K.; Acta Chem. Scand. 1989, 43, 62-68. B) Kondo, Y. Watanabe, R.; Sakamoto, T.; Yamanaka, H. Chem. Pharm. Bika. 1989, 37, 2814-2816
  16. Darabantu, M.; Boully, L.; Turck, A.; Plé, N. Tetrahedron 2005, 61, 2897-2905
  17. a) Gronowitz, S.; Hoernfeldt, AB; Krisjansson, V.; Musil, T.; Chemica Scripta 1986, 26, 305-309. b) Tyrrell, E.; Brookes, P. Synthesis 2003, 4, 469

Lásd is