Азетидин
| Азетидин | |
|---|---|
| | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
азетидин — предпочительное, также — азетан |
| Традиционные названия | азациклобутан, триметиленимин, 1,3-пропиленимин |
| Хим. формула | C3H7N |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 57,09 г/моль |
| Плотность | 0,8436 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | -83 °C |
| • кипения | 63 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 503-29-7 |
| PubChem | 10422 |
| Рег. номер EINECS | 207-963-8 |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChEBI | 30968 |
| ChemSpider | 9993 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
| Медиафайлы на Викискладе | |
Азетиди́н (1,3-пропиленими́н, азета́н, азациклобута́н, триметиленими́н, 1,3-пропиленимин) — насыщенный четырёхчленный гетероцикл с одним атомом азота.
При нормальных условиях — легкокипящая жидкость с аммиачным запахом, смешивается с водой и спиртами.
Методы синтеза
Из монопропаноламина и этилакрилата[1].
Из 3-хлорпропиламина[2].
Из 1,3-дибромпропана и тозиламида[2].
Из 1,3-диаминпропана под действием соляной кислоты[3]:
Реакционная способность
Азетидин проявляет типичные для алифатических аминов свойства: является сильным основанием (рКа 11,29 при 25°С), алкилируется, ацилируется и нитруется по атому азота, реагирует с сероуглеродом с образованием дитиокарбамата:
- .
![{\displaystyle {2\,(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {NH} {}+{}\mathrm {CS} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {NCS} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{-}\,{\cdot }\,(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{+}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7568009afdff379bee4e993cccc569db920ee54c.svg)
Вместе с тем, из-за напряжённости четырёхчленного кольца, при действии нуклеофилов для азетидина характерны реакции с раскрытием цикла. Так, под действием галогеноводородов он образует соответствующие γ-галогенпропиламины, а в кислой среде присоединяет воду с образованием γ-аминопропанола:
- ,
![{\displaystyle {(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {NH} {}+{}\mathrm {HX} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {X} (\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/413229989c08d678096b3d4682f3da0006cd1d9e.svg)
- — галоген или гидроксильная группа .
Азетидиновое кольцо может быть раскрыто другими нуклеофилами. В результате этой реакции возможен синтез веществ с амногруппами на концах молекулы. Например, реакция этилендиамина с азетидином на палладиевом катализатор с раскрытием цикла с получением триамина[4].
При взаимодействии азетидина с перекисью водорода образуются акролеин и аммиак:
- .
![{\displaystyle {(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {NH} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{=}\mathrm {CHCHO} {}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9536d29c7f8c577640c39e3ccd2f5c1d6e7f0ead.svg)
Биологическое значение производных
Азетидин и его производные редко встречаются в природных биохимических соединениях. Наиболее часто в организмах находится азетидин-2-карбоновая кислота — ядовитый аналог аминокислоты пролина, содержащаяся в существенной концентрации в корнях и листьях некоторых растений семейства спаржевых, например, в майском ландыше, чем в основном и обусловлены ядовитые свойства этих растений, особенно для животных семейства кошачьих. Следы азетидин-2-карбоновой кислоты также находятся в сахарной свёкле и в столовой свёкле[5].
2-Оксоазетидиновый фрагмент (β-лактамный цикл) входит в состав β-лактамных антибиотиков — пенициллинов, цефалоспоринов, карбапенемов и монобактамов.
Примечания
- ↑ Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p. 75, 1988 (Online (недоступная ссылка))
- ↑ 1 2 Химия. Справочное руководство. Пер. с нем. Л., Химия 1975, с. 359.
- ↑ Ladenburg, Sieber in: Chem. Ber. 1890, 23, 2727.
- ↑ S.-I. Murahashi, N. Yoshimura, T. Tsumiyama, T. Kojima in: J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 15, 5002-5011.
- ↑ Seigler, David S. Plant secondary metabolism (англ.). — Kluwer Academic, 1998. — P. 222. — ISBN 0-412-01981-7.
Ссылки
- Pubchem Архивная копия от 1 марта 2014 на Wayback Machine
- ChemSynthesis Архивная копия от 26 октября 2020 на Wayback Machine
Литература
Cromwell N. H., Phillips В. "Chem. Rev.", 1979, v. 79, № 4, p. 332; Comprehensive heterocyclic chemistry, pt. 5, v. 8, L., 1984, p. 238.