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hidrazona

Estructura del grupo funcional hidrazona.

Las hidrazonas son una clase de compuestos orgánicos con la estructura R 1 R 2 C = N − NH 2 . [1] Están relacionados con las cetonas y los aldehídos mediante la sustitución del oxígeno =O por el grupo funcional = N− NH2 . Generalmente se forman por la acción de la hidracina sobre cetonas o aldehídos. [2] [3]

Síntesis

La hidracina, las organohidrazinas y las 1,1-diorganohidrazinas reaccionan con aldehídos y cetonas para dar hidrazonas.

Síntesis de hidrazona

La fenilhidrazina reacciona con azúcares reductores para formar hidrazonas conocidas como osazonas , que fue desarrollada por el químico alemán Emil Fischer como prueba para diferenciar monosacáridos . [4] [5]

Usos

Las hidrazonas son la base de diversos análisis de cetonas y aldehídos. Por ejemplo, la dinitrofenilhidrazina recubierta sobre un sorbente de sílice es la base de un cartucho de adsorción . Luego, las hidrazonas se eluyen y se analizan mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) utilizando un detector UV .

El compuesto cianuro de carbonilo- p- trifluorometoxifenilhidrazona (abreviado como FCCP) se utiliza para desacoplar la síntesis de ATP y la reducción de oxígeno en la fosforilación oxidativa en biología molecular .

Las hidrazonas son la base de las estrategias de bioconjugación . [6] [7] Los métodos de acoplamiento basados ​​en hidrazona se utilizan en biotecnología médica para acoplar fármacos a anticuerpos específicos (ver ADC ), por ejemplo, anticuerpos contra un determinado tipo de célula cancerosa. El enlace basado en hidrazona es estable a pH neutro (en la sangre), pero se destruye rápidamente en el ambiente ácido de los lisosomas de la célula. De este modo, el fármaco se libera en la célula, donde ejerce su función. [8]

Reacciones

Las hidrazonas son susceptibles a la hidrólisis:

R 2 C=N−NR' 2 + H 2 O → R 2 C=O + H 2 N−NR' 2

Las alquilhidrazonas son de 10 2 a 10 3 veces más sensibles a la hidrólisis que las oximas análogas . [9]

Cuando se derivan de la propia hidracina, las hidrazonas se condensan con un segundo equivalente de un carbonilo para dar azinas : [10]

R 2 C=N−NH 2 + R 2 C=O → R 2 C=N−N=CR 2 + H 2 O

Las hidrazonas son intermediarios en la reducción de Wolff-Kishner .

Las hidrazonas son reactivos en la yodación de hidrazona , la reacción de Shapiro y la reacción de Bamford-Stevens a compuestos vinílicos . Las hidrazonas también se pueden sintetizar mediante la reacción de Japp-Klingemann a través de β-cetoácidos o β-cetoésteres y sales de aril diazonio. Las hidrazonas se convierten en azinas cuando se usan en la preparación de 1H - pirazoles 3,5-disustituidos , [11] una reacción también bien conocida que utiliza hidrato de hidrazina . [12] [13] Con un catalizador de metal de transición , las hidrazonas pueden servir como sustitutos de reactivos organometálicos para reaccionar con varios electrófilos. [14]

N , N -dialquilhidrazonas

En N , N -dialquilhidrazonas [15] el enlace C=N se puede hidrolizar, oxidar y reducir, el enlace N-N se puede reducir a la amina libre. El átomo de carbono del enlace C=N puede reaccionar con nucleófilos organometálicos. El átomo de alfa-hidrógeno es 10 órdenes de magnitud más ácido en comparación con la cetona y, por lo tanto, más nucleofílico. La desprotonación con, por ejemplo, diisopropilamida de litio (LDA) da un azaenolato que puede alquilarse mediante haluros de alquilo. [16] Las hidracinas SAMP y RAMP funcionan como auxiliar quiral . [17] [18]

Auxiliares quirales SAMP RAMP

Recuperación de compuestos carbonílicos de N,N-dialquilhidrazonas.

Se conocen varios métodos para recuperar compuestos carbonílicos a partir de N,N-dialquilhidrazonas. [19] Los procedimientos incluyen condiciones de escisión oxidativa, hidrolítica o reductora y pueden ser compatibles con una amplia gama de grupos funcionales.

Galería

Ver también

Referencias

  1. ^ March, Jerry (1985), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura, tercera edición, Nueva York: Wiley, ISBN 9780471854722, OCLC  642506595
  2. ^ Cigüeña, G.; Benaim, J. (1977). "Monoalquilación de cetonas α, β-insaturadas mediante metaloenaminas: 1-butil-10-metil-Δ1 (9) -2-octalona". Síntesis orgánicas . 57 : 69; Volúmenes recopilados , vol. 6, pág. 242.
  3. ^ Día, aire acondicionado; Merlán, MC (1970). "Acetona hidrazona". Síntesis orgánicas . 50 : 3; Volúmenes recopilados , vol. 6, pág. 10.
  4. ^ Fischer, Emil (1908). "Schmelzpunkt des Phenylhidrazins und einiger Osazone". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 41 : 73–77. doi :10.1002/cber.19080410120.
  5. ^ Fischer, Emil (1894). "Ueber einige Osazone und Hydrazone der Zuckergruppe". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 27 (2): 2486–2492. doi :10.1002/cber.189402702249.
  6. ^ Kölmel, Dominik K.; Kool, Eric T. (2017). "Oximas e hidrazonas en bioconjugación: mecanismo y catálisis". Reseñas químicas . 117 (15): 10358–10376. doi : 10.1021/acs.chemrev.7b00090. PMC 5580355 . PMID  28640998. 
  7. ^ Algar, W. Russ; Prasuhn, Duane E.; Stewart, Michael H.; Jennings, Travis L.; Blanco-Canosa, Juan B.; Dawson, Philip E.; Medintz, Igor L. (2011). "La visualización controlada de biomoléculas en nanopartículas: un desafío adecuado a la química bioortogonal". Química de bioconjugados . 22 (5): 825–858. doi :10.1021/bc200065z. PMID  21585205.
  8. ^ Wu, Anna M.; Senter, Peter D. (7 de septiembre de 2005). "Armar anticuerpos: perspectivas y desafíos para los inmunoconjugados". Biotecnología de la Naturaleza . 23 (9): 1137–46. doi :10.1038/nbt1141. PMID  16151407. S2CID  27226728.
  9. ^ Kalia, J.; Raines, RT (2008). "Estabilidad hidrolítica de hidrazonas y oximas". Angélica. Química. En t. Ed . 47 (39): 7523–6. doi :10.1002/anie.200802651. PMC 2743602 . PMID  18712739. 
  10. ^ Día, aire acondicionado; Merlán, MC (1970). "Acetona Hidrazona". Síntesis orgánicas . 50 : 3. doi : 10.15227/orgsyn.050.0003.
  11. ^ Lasri, Jamal; Ismail, Ali I. (2018). "Síntesis de azinas y 3,5-difenil-1H-pirazol a partir de hidrazonas y/o cetonas catalizada por FeCl3 y sin metales monitoreada por ESI + -MS de alta resolución". Revista India de Química, Sección B. 57B (3): 362–373.
  12. ^ Outirita, Moha; Lebrini, Mounim; Lagrenée, Michel; Bentiss, Fouad (2008). "Nueva síntesis en un solo paso de pirazoles 3,5-disustituidos bajo irradiación con microondas y calentamiento clásico". Revista de química heterocíclica . 45 (2): 503–505. doi :10.1002/jhet.5570450231.
  13. ^ Zhang, Ze; Tan, Ya-Jun; Wang, Chun-Shan; Wu, Hao-Hao (2014). "Síntesis en un solo recipiente de 3,5-difenil-1 H -pirazoles a partir de chalconas e hidrazina bajo molienda de bolas mecanoquímica". Heterociclos . 89 (1): 103–112. doi :10.3987/COM-13-12867 (inactivo 2024-02-17).{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: DOI inactivo a partir de febrero de 2024 ( enlace )
  14. ^ Wang, H; Dai, X.-J.; Li, C.-J. (2017). "Aldehídos como equivalentes de alquilcarbanión para adiciones a compuestos carbonílicos". Química de la Naturaleza . 9 (4): 374–378. doi :10.1038/nchem.2677. PMID  28338683. S2CID  11653420.
  15. ^ Lazny, R.; Nodzewska, A. (2010). "N,N-dialquilhidrazonas en síntesis orgánica. Desde N,N-dimetilhidrazonas simples hasta auxiliares quirales soportados". Reseñas químicas . 110 (3): 1386-1434. doi :10.1021/cr900067y. PMID  20000672.
  16. ^ Enders, Dieter; Reinhold, Ulrich (1997). "Síntesis asimétrica de aminas mediante adición 1,2 nucleófila de reactivos organometálicos al doble enlace CN". Tetraedro: Asimetría . 8 (12): 1895-1946. doi :10.1016/S0957-4166(97)00208-5.
  17. ^ Enders, Dieter; Fey, Peter; Kipphardt, Helmut (1987). "( S )-(-)-1-amino-2-metoximetilpirrolidina (SAMP) y ( R )-(+)-1-amino-2-metoximetilpirrolidina (RAMP), auxiliares quirales versátiles". Síntesis orgánicas . 65 : 173. doi : 10.15227/orgsyn.065.0173. S2CID  260330996.
  18. ^ Enders, Dieter; Kipphardt, Helmut; Fey, Peter (1987). "Síntesis asimétricas utilizando el método SAMP-/RAMP-hidrazona: ( S )-(+)-4-metil-3-heptanona". Síntesis orgánicas . 65 : 183. doi : 10.15227/orgsyn.065.0183.
  19. ^ Enders, Dieter; Wortmann, Lars; Peters, René (2000). "Recuperación de compuestos carbonílicos de N, N-dialquilhidrazonas". Cuentas de la investigación química . 33 (3): 157–169. doi :10.1021/ar990062y. PMID  10727205.
  20. ^ Tameem, Abdassalam Abdelhafiz; Salhin, Abdussalam; Saad, Bahruddin; Rahman, Ismail Ab.; Saleh, Muhammad Idiris; Ng, Shea-Lin; Diversión, Hoong-Kun (2006). "Benzofenona 2,4-dinitrofenilhidrazona". Acta Crystallographica Sección E. 62 (12): o5686–o5688. doi :10.1107/S1600536806048112.