Азетидин

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} 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.

Из 3-хлорпропиламина.

Из 1,3-дибромпропана и тозиламида.

Из 1,3-диаминпропана под действием соляной кислоты:

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{HCl}{\to }{\mathrm{C}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{7}}\mathrm{N}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}.$

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:

$2(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}+\mathrm{C}\mathrm{S}{\phantom{A}}_2⟶(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{C}\mathrm{S}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{-}\cdot (\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{+}$.

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:

$(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}+\mathrm{H}\mathrm{X}⟶\mathrm{X}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$,

$\mathrm{X}$ — галоген или гидроксильная группа $\mathrm{O}\mathrm{H}$.

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.

При взаимодействии азетидина с перекисью водорода образуются акролеин и аммиак:

$(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2=\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$.

Биологическое значение производных

1 — пенициллины,
2 — цефалоспорины.
β-лактамное кольцо выделено красным

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.

2-Оксоазетидиновый фрагмент (β-лактамный цикл) входит в состав β-лактамных антибиотиков — пенициллинов, цефалоспоринов, карбапенемов и монобактамов.

Ссылки

• Pubchem Шаблон:Wayback
• ChemSynthesis Шаблон:Wayback

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.