アジリジン

有機化学において、アジリジンは、アジリジン官能基（化学構造(R−) ₄ C ₂ N−R）を含む有機化合物であり、 1つのアミン（>NR）と2つのメチレン架橋（>CR ₂）を持つ3員複素環である。 ^{[2] [3] [4]} 親化合物はアジリジン（またはエチレンイミン）で、分子式はC ₂ H ₄ NHです。マイトマイシンC、ポルフィロマイシン、アジノマイシンB（カルジノフィリン）など、アジリジン環を特徴とする薬剤はいくつかあります。 ^[5]

アジリジンの結合角は約 60° で、通常の炭化水素結合角 109.5° よりもかなり小さく、その結果、類似のシクロプロパン分子やエチレンオキシド分子と同様に角度の歪みが生じます。バナナ結合モデルは、このような化合物の結合を説明します。アジリジンは、窒素自由電子対のs 特性が増大しているため、共役酸のpKaが 7.9 であり、非環式脂肪族アミンよりも塩基性が低くなります。アジリジンの角度の歪みは、窒素反転に対する障壁も増大させます。この障壁の高さにより、 N -クロロ-2-メチルアジリジン のシスおよびトランス反転体などの別々の反転体の分離が可能になります。

アジリジンの合成（アジリジン化）にはいくつかの経路が開発されている。

アミン官能基は分子内求核置換反応で隣接するハロゲン化物を置換し、アジリジンを生成する。親アジリジンは、 2つの関連した経路を介してアミノエタノールから工業的に生成される。日本触媒法では、脱水を行うために酸化物触媒と高温が必要である。ウェンカー合成では、アミノエタノールは硫酸エステルに変換され、塩基誘導硫酸エステル脱離を受ける。^[6]

アルケンへのニトレン付加は、アジリジン合成の確立された方法である。有機アジドの光分解または熱分解は、ニトレンを生成するのに良い方法である。ニトレンは、ヨードソベンゼンジアセテートとスルホンアミドから、またはN-スルホニルオキシ前駆体からエトキシカルボニルニトレンからその場で調製することもできる。^[7]

トリアゾリンの熱分解または光分解により窒素が放出され、アジリジンが生成されます。

ブルーム・イッタのアジリジン合成では、アジ化ナトリウムが エポキシドを開き、続いて窒素ガスの排出を伴いアジ化物をトリフェニルホスフィンで還元する。^[8]

もう一つの方法は、エポキシドとアミンの開環反応と、それに続く光延反応による閉環反応である。^[9]

ホッホ・キャンベルエチレンイミン合成法は、特定のオキシムとグリニャール試薬を反応させてアジリジンを生成するものである。^[10]

アジリジンは、ロジウム触媒の存在下で、 一置換、二置換、三置換または四置換アルケン（オレフィン）をO-（2,4-ジニトロフェニル）ヒドロキシルアミン [de] （DPH）で処理することによって得られる。

アルケン + DPHアジリジン${\displaystyle {\ce {->[{} \atop {\ce {Rh2(CO2R)4}}]}}}$

例えば、2-フェニル-3-メチルアジリジンはこの方法で合成され、その後開環反応によって（D）-および（L）-アンフェタミン（アデロールの2つの有効成分）に変換される。^[11]

ド・キンペのアジリジン合成法では、α-クロロイミンと水素化物、シアン化物、グリニャール試薬などの求核剤を反応させてアジリジンを生成する。^{[12] [13]}

2-アジドアルコールはトリメチルホスフィンやトリブチルホスフィンなどのトリアルキルホスフィンを用いてアジリジンに変換することができる。^{[14] [15]}

アジリジンは環の歪みのため、多くの求核剤との開環反応において反応性の高い基質である。アルコール分解とアミノ分解は基本的に環化反応の逆反応である。有機リチウム試薬や有機銅酸塩などの炭素求核剤も効果的である。^{[16] [17]}

不斉合成における開環反応の応用例の一つは、トリメチルシリルアジド TMSNである。
₃スキーム2 ^[19]の非対称リガンド^{[18]を用いた}オセルタミビルの有機合成：

両炭素上に電子吸引基を持つ特定のN置換アジリンは、電子環式熱または光化学開環反応でアゾメチンイリドを形成する。^{[20] [21]これらのイリドは}、1,3-双極子環化付加反応で適切な双極子親和剤によって捕捉することができる。^[22]

N置換基がトシル基などの電子吸引基である場合、炭素-窒素結合が切断され、別の両性イオンTsNが形成される。 ⁻
–CH
₂–CH⁺
₂–R ^[23]

この反応には、三フッ化ホウ素などのルイス酸触媒が必要です。この方法では、2-フェニル-N-トシルアジリジンはアルキン、ニトリル、ケトン、アルケンと反応します。アゼチジンからは特定の1,4-双極子が形成されます。

ルイス酸、例えばB( C
₆ふ
₅）
₃は、環をカルボカチオンと線状アザニドに分解させ、次にそれらが同時に不飽和部分を攻撃する。^[24] N-オキシド への酸化は、代わりにニトロソ化合物の押し出しを誘導し、オレフィンを残す。^[25]

アジリジンは求電子剤として、DNA塩基対中の窒素塩基などの内因性求核剤による攻撃や開環を受けやすく、潜在的な変異原性を引き起こす可能性がある。^{[26] [27] [28]}

国際がん研究機関（IARC）は、アジリジン化合物をヒトに対して発がん性の可能性がある（IARCグループ2B）と分類している。^[29] 総合評価を行うにあたり、IARC作業部会は、アジリジンが直接作用するアルキル化剤であり、広範囲の試験系で変異原性を示し、変異誘発性を促進するDNA付加物を形成することを考慮した。変異原性の原因となる特徴は、その有益な薬効と関連している。^[5]

• 二量体エチレンイミン、アジリジンの二量体