Bispidin

Bispidin
Bispidine.svg
Namn
IUPAC-namn
3,7-diazabicyklo[3.3.1]nonan
Identifierare
3D-modell ( JSmol )
ChEMBL
ChemSpider
  • InChI=1S/C7H14N2/c1-6-2-8-4-7(1)5-9-3-6/h6-9H,1-5H2
    Nyckel: PTPQJKANBKHDPM-UHFFFAOYSA-N
  • C1C2CNCC1CNC2
Egenskaper
C7H14N2 _ _ _ _ _
Molar massa 126,203 g/mol
Smältpunkt 158-161°C
Kokpunkt 190-195 °C (9 torr)
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).

Bispidin (3,7-diazabicyklo[3.3.1]nonan) är en organisk förening som klassificeras som en bicyklisk diamin. Även om den är syntetisk, är den strukturellt relaterad till naturlig alkaloid spartein . Det är ett vitt kristallint fast ämne . Det har undersökts mycket som ett kelatbildande medel . Många derivat är kända.

Struktur och stereokemi

Bispidin har en bicyklisk ställning som består av två kondenserade piperidiner . Den osubstituerade bispidinryggraden kan anta tre konformationer : en stol-stol , en båt-stol och en båt-båt. I gasfasen dominerar stol-stol- konformationen

Syntes

En lämplig väg för att syntetisera bispidinmolekylen involverar en pent-1-en-3-on och en prop-2-en-1-amin som leder till en bis(karbetoxietyl)allylamin som omvandlas till 1-allylpiperidin-4-on med syra hydrolys och dekarboxylering . Därefter sker en Mannich-reaktion , i synnerhet en kondensation av ett 4-piperidonderivat med paraformaldehyd och allylamin i närvaro av ättiksyra bildar N,N'-diallylbispidin-9-on. Detta senare resulterar i den slutliga bispidinen efter behandling med etylklorformiat i närvaro av NaI , följt av alkalisk hydrolys .

Figur 1. Syntes av bispidinmolekyl.

Reaktioner

Reaktionen med formaldehyd ger diazaadamantan.

Figur 2. Bildning av diazaadamantan utgående från bispidin.

Bispidinligander

Bispidinenheten kan funktionaliseras kemiskt i flera positioner av dess stela bicykliska ställning, vilket leder till ett stort antal ligander av bispidintyp.

Syntes

De första bispidinbaserade liganderna går tillbaka till 1930, då Carl Mannich rapporterade syntesen av två olika substituerade bispidinmolekyler. Den vanliga vägen för att ge bispidinderivaten är en variation av Mannich-reaktionen, i synnerhet krävs två steg för att ge slutprodukten. Det första steget inkluderar en reaktion mellan en förening som innehåller sura CH-väten, en aldehyd och en primär amin , med användning av ett fördefinierat molförhållande på 1:2:1, respektive, vilket leder till en piperidon. Dessutom ger en andra kondensation mellan piperidonen, en alifatisk aldehyd och en primär amin, med användning av ett förhållande av 1:4:2, den önskade bispidinen. Reaktionsförhållandena måste kontrolleras för att undvika den konkurrerande aldolreaktionen . I själva verket bör reaktionslösningen vara så koncentrerad som möjligt för att ge maximalt utbyte, med användning av alkoholer, THF eller andra lösningsmedel listade i litteraturen. Medan höga temperaturer föredras för enstegskondensationer, utförs tvåstegsreaktionen i allmänhet vid 0°C för den första och återloppskokas under den andra.

Figur 3. Produktion av bispidinbaserade ligander.

Stereokemi

Kemiska substitutioner på bispidinskelettet kan påverka jämvikten mellan konformers. Många beräkningsstudier och andra baserade på kärnmagnetisk resonans (1H och 13C NMR), röntgenkristallografi och Ramanspektroskopi har gjorts för att undersöka de olika konformationsenheterna av bispidinderivat.

Koordinationskemi

Bispidinbaserade ligander har mestadels använts i koordinationskemi . Det första övergångsmetallkomplexet med bidentat bispidin går tillbaka till 1957. Genom tillägget av ytterligare metallbindningsställen i den grundläggande bispidinställningen, som redan har två alifatiska aminiska N-donatoratomer, kan effektiva stabila metallkomplex syntetiseras selektivt och på så sätt erhållas tetra-, penta-, hexa- och oktadanta arter.

Potentiella applikationer

På grund av den kemiska mångsidigheten hos bispidinställningen och på grund av metallselektiviteten och komplexstabiliteten hos denna typ av ligand, har de föreslagits för många tillämpningar, även om ingen har kommersialiserats

Katalys

Cu(II)-bispidinkomplex katalyserar aziridationer. Aminosyror -modifierad bispidin-ramverk stöder katalysatorer för den enantio-selektiva aldolreaktionen av funktionaliserade ketoner . Bispidinbaserade järnkomplex har undersökts för oxidation av olefin och oaktiverade CH-bindningar.

Farmaceutisk användning

Flera patent hänför sig till användningen av bispidinligander för deras antiarytmiska och analgetiska aktivitet . Det har också visat sig att de uppvisar hög affinitet och selektivitet till ĸ-opioidreceptorer och många studier angående påverkan av strukturell variation på deras biologiska aktivitet rapporterades också.

Medicin

Bispidinsystem användes också som bifunktionella kelatorer för PET-undersökningar . Snabb komplexbildning, tillgänglighet av olika funktioner för länkning till målvektorerna och ett kostnadseffektivt sätt att syntetisera dem i multigramskalan är bland dessa krav. Funktionalisering och optimering av pentadenta bispidinderivat och utvärdering av potentialen för radiokoppar-bispidinkomplex som PET-spårämnen har gjorts.

Övrig

Bispidinderivat har använts som ligander för att bygga nya endimensionella koordinationspolymerer , vilket visar ett intressant inflytande på det dynamiska beteendet hos dessa hybridsystem.

  1. ^ Mastryukov, VS; Osina, EL; Dorofeeva, OV; Popik, MV; Vilkov, LV; Belikova, NA (1979). "En elektrondiffraktionsstudie av molekylstrukturen hos gasformig bicyklo[3.3.1]nonan". J. Mol. Struktur. 52 (1): 211–224. Bibcode : 1979JMoSt..52..211M . doi : 10.1016/0022-2860(79)80119-2 .
  2. ^ Miyahara, Y.; Goto, K.; Inazu, T. (2001). "Bekväm syntes av 3,7-diazabicyklo[3.3.1]nonan (bispidin)". Syntes . 2001 (3): 364–366. doi : 10.1055/s-2001-11427 .
  3. ^ Galinovsky, F.; Langer, H. (1955). "Synthese des 1,3-Diaza-adamantans und des Bispidins". Monatshefte für Chemie . 86 (3): 449–453. doi : 10.1007/BF00903631 .
  4. ^ a b Comba, P.; Kerscher, M.; Schiek, W. (2005). "Bispidinkoordinationskemi". Framsteg i oorganisk kemi . 55 (kapitel 9): 613–704. doi : 10.1002/9780470144428.ch9 .
  5. ^ Mannich, C.; Mohs, P. (1930). "Över Derivate eines aus zwei Piperidinringen kondenserat bicyclischen Systems". Chem. Ber . 63 (3): 608–612. doi : 10.1002/cber.19300630314 .
  6. ^   Holzgrabe, U.; Ericyas, E. (1992). "Synthese und Stereochemie potentiell stark analgetischer 2,4‐m‐diarylsubstituierter 3,7‐Diazabicyclo[3.3.1]nonan‐9‐on‐1,5‐diester". Archiv der Pharmazie . 325 (10): 657–663. doi : 10.1002/ardp.19923251008 . PMID 1334646 .
  7. ^ Jeyaraman, R.; Avila, S. (1981). "Kemi för 3-azabicyklo[3.3.1]nonaner". Kemiska recensioner . 81 (2): 149–174. doi : 10.1021/cr00042a002 .
  8. ^ Stetter, H.; Merten, R. (1957). "Über Verbindungen mit Urotropin‐Struktur, IX. Zur Kenntnis des Bispidins". Chem. Ber . 90 (6): 868–875. doi : 10.1002/cber.19570900605 .
  9. ^ Comba, P.; Kanellakopulos, B.; Katsichtis, C.; Lienke, A.; Pritzkow, H.; Rominger, F. (1998). "Syntes och karakterisering av mangan(II)-föreningar med tetradentate ligander baserade på bispidin-ryggraden". Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (23): 3997–4002. doi : 10.1039/A805944F .
  10. ^   Comba, P.; Kerscher, M.; Lawrance, GA; Martin, B.; Wadepohl, H.; Wunderlich, S. (2008). "Stabila fem- och sexkoordinerade kobolt(III)-komplex med en pentadentat bispidinligand†". Angew. Chem. Int. Ed . 47 (25): 4740–4743. doi : 10.1002/anie.200800515 . PMID 18484579 .
  11. ^   Bleiholder, C.; Börzel, H.; Comba, P.; Ferrari, R.; Heydt, M.; Kerscher, M.; Kuwata, S.; Laurenczy, G.; Lawrance, GA; Lienke, A.; Martin, B.; Merz, M.; Nuber, B.; Pritzkow, H. (2005). "Koordinationskemi för en ny stel, hexadentat bispidin-baserad bis(amin)tetrakis(pyridin)ligand". Inorg. Chem . 44 (22): 8145–8155. doi : 10.1021/ic0513383 . PMID 16241165 .
  12. ^   Comba, P.; Jermilova, U.; Orvig, C.; Patrick, BO; Ramogida, CF; Reck, K.; Schneider, C.; Starke, M. (2017). "Oktadentat pikolinsyra-baserad bispidinligand för radiometalljoner". Chem. Eur. J . 23 (63): 15945–15956. doi : 10.1002/chem.201702284 . PMID 28815804 .
  13. ^ Comba, P.; Merz, M.; Pritzkow, H. (2003). "Katalytisk aziridering av styren med kopparkomplex av substituerade 3,7-diazabicyklo[3.3.1]nonanoner". Eur. J. Inorg. Chem . 2003 (9): 1711–1718. doi : 10.1002/ejic.200200618 .
  14. ^   Liu, J.; Yang, Z.; Wang, Z.; Wang, F.; Chen, X.; Liu, X.; Feng, X.; Su, Z.; Hu, C. (2008). "Asymmetrisk direkt aldolreaktion av funktionaliserade ketoner katalyserade av aminorganiska katalysatorer baserade på bispidin". J. Am. Chem. Soc . 130 (17): 5654–5655. doi : 10.1021/ja800839w . PMID 18380434 .
  15. ^   Bautz, J.; Comba, P.; Lopez de Laorden, C.; Menzel, M.; Rajaraman, G. (2007). "Biomimetiska High-Valent Non-Heme Järnoxidanter för cis-dihydroxylering och epoxidation av olefiner†". Angew. Chem. Int. Ed . 46 (42): 8067–8070. doi : 10.1002/anie.200701681 . PMID 17868164 .
  16. ^   Ruenitz, PC; Mokler, CM (1997). "Analoger av Sparteine. 5. Antiarytmisk aktivitet av utvalda, '-Disubstituerade bispidiner". J. Med. Chem . 20 (12): 1668–1671. doi : 10.1021/jm00222a026 . PMID 592332 .
  17. ^   Samhammer, A.; Holzgrabe, U.; Haller, R. (1989). "Synthese, Stereochemie und analgetische Wirkung von 3,7‐Diazabicyclo[3.3.1]nonan‐9‐onen und 1,3‐Diazaadamantan‐6‐onen)". Archiv der Pharmazie . 322 (9): 551–555. doi : 10.1002/ardp.19893220908 . PMID 2610588 .
  18. ^ Siener, T.; Holzgrabe, U.; Drosihn, S.; Brandt, W. (1999). "Konformations- och konfigurationsbeteende hos κ-agonistiska 3,7-diazabicyklo[3.3.1]nonan-9-oner—syntes, studier av kärnmagnetisk resonans och semiempiriska PM3-beräkningar". Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2 . 2 (9): 1827–1834. doi : 10.1039/A806641H .
  19. ^   Comba, P.; Kubeil, M.; Pietzsch, J.; Rudolf, H.; Stephan, H.; Zarschler, K. (2014). "Bispidine Dioxotetraaza Macrocycles: A New Class of Bispidines for 64Cu PET Imaging". Oorganisk kemi . 53 (13): 6698–6707. doi : 10.1021/ic500476u . PMID 24906110 .
  20. ^   Rossetti, A.; Lippi, M.; Marti-Rujas, J.; Sacchetti, A.; Canetti, M. (2018). "Mycket dynamiskt och avstämbart beteende hos 1D-koordinationspolymerer baserat på bispidinliganden". Chem. Eur. J . 24 (72): 19368–19372. doi : 10.1002/chem.201804782 . PMID 30325090 .
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bispidine&oldid=991670845 "