Μετατροπή Imines

Οι ιμίνες είναι οργανικές ενώσεις όπου το άζωτο σχηματίζει διπλό δεσμό με το άτομο άνθρακα οποιασδήποτε ομάδας. Εάν το άζωτο συνδέεται με αλκυλομάδες, ονομάζεται βάση Schiff. Ο Γερμανός χημικός Albert Ladenburg επινόησε τον όρο ιμίνη το 1883. Ο γενικός τύπος των ιμινών είναι R2C=NR. Η αλδιμίνη είναι ένα ανάλογο ιμίνης της αλδεΰδης. Ο τύπος είναι R-CH=N-R’. Ομοίως, οι κετιμίνες είναι ανάλογα ιμίνης των κετονών. Ένα σημαντικό μέλος των αλδιμινών είναι η βάση Schiff η οποία έχει όλες τις ομάδες αλκυλίου ή αρυλίου συνδεδεμένες με το άτομο αζώτου χωρίς συνδεδεμένο άτομο υδρογόνου. Οι ιμίνες μπορούν να συντεθούν από πρωτοταγείς αμίνες και αλδεΰδες. Υπάρχουν διάφορες αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχουν οι ιμίνες. Οι ιμίνες μπορούν να μετατραπούν σε αμίνες, αλδεΰδες και κετόνες.

Σύνθεση ιμίνης

Οι ιμίνες μπορούν να συντεθούν από διάφορες ενώσεις όπως πρωτοταγείς αμίνες, αλδεΰδες κ.λπ.

• Η αντίδραση κετόνης, αλδεΰδων με αμμωνία ή πρωτοταγείς αμίνες παράγει ένα παράγωγο ιμίνης κοινώς γνωστό ως βάση Schiff. Αυτή είναι μια αντίδραση συμπύκνωσης όπου ένα μόριο νερού εξαλείφεται. Η αντίδραση είναι καταλυόμενη από οξύ και αναστρέψιμη φύση. Αυτή η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε ρυθμισμένο pH 5. Εάν το pH αυξηθεί, το ΟΗ δεν θα πρωτονιωθεί στο ενδιάμεσο στάδιο και η απομάκρυνση του νερού δεν θα πραγματοποιηθεί. Εάν το pH είναι χαμηλό, τότε το συζυγές ιμίνης θα γίνει μη πυρηνόφιλο και η αντίδραση δεν θα προχωρήσει. Αυτή η αντίδραση είναι μια πυρηνόφιλη αντίδραση προσθήκης. Σχηματίζεται ένα ενδιάμεσο, το οποίο είναι ημιαμινικό. Στη συνέχεια προχωρά στην απομάκρυνση του νερού.

• Τα μεταλλικά καρβενοειδή με οργανικά αζίδια σχηματίζουν επίσης ιμίνες.
• Η συμπύκνωση οξέων άνθρακα με νιτροζοενώσεις σχηματίζει ιμίνες.
• Η αντίδραση Schmidt είναι όπου τα αλκένια και το υδραζοϊκό οξύ αντιδρούν για να σχηματίσουν ιμίνες.
• Η αντίδραση Hoesch είναι όπου το νιτρίλιο, το υδροχλωρικό οξύ και ένα αρένιο αντιδρούν για να σχηματίσουν ιμίνες.

Μετατροπή Imine

Οι ιμίνες μπορούν να μετατραπούν σε αλδεΰδη, κετόνες κ.λπ., με διαφορετικές διεργασίες.

Υδρόλυση:Οι ιμίνες αντιδρούν με το νερό για να σχηματίσουν είτε αλδεΰδη είτε κετόνες. Η αντίδραση λαμβάνει χώρα παρουσία ενός όξινου καταλύτη. Αρχικά, παρουσία νερού, το άζωτο της ιμίνης πρωτονιώνεται, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό ενός ιόντος ιμινίου. Το ιόν στη συνέχεια υφίσταται προσθήκη νερού 1,2. Η σχηματισμένη ένωση υφίσταται στη συνέχεια μεταφορά πρωτονίου που ακολουθείται από 1,2 αποβολή αμμωνίας, η οποία οδηγεί στο σχηματισμό ενός ιόντος οξωνίου. Αυτό το ιόν οξωνίου αποπρωτονιώνεται για να σχηματίσει μια ένωση κετόνης αντίστοιχα.

• Αναγωγική αμίνωση:Οι ιμίνες μπορούν να σχηματίσουν αμίνες με τη διαδικασία της αναγωγικής αμίνωσης, όπως στη σύνθεση της μ-τολυλοβενζυλαμίνης. Ο συνήθως χρησιμοποιούμενος αναγωγικός παράγοντας σε αυτή την αντίδραση είναι το βοροϋδρίδιο του νατρίου (NaBH4). Η διαδοχική αναγωγική αμίνωση έχει ως αποτέλεσμα τη σύνθεση τριτοταγών αμινών. Η ενδομοριακή αναγωγική αμίνωση έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό κυκλικών αμινών παρουσία ενός καταλύτη NaBH3CN.

• Οι ιμίνες μπορούν να μετατραπούν σε αμίδια από αρωματικές αλδεΰδες σε αερόβια οξείδωση χωρίς μέταλλα παρουσία κυανίου. Εδώ, κυανίδιο προστίθεται στην ιμίνη, ακολουθούμενη από μεταφορά πρωτονίων από άνθρακα σε άζωτο στην ιμίνη. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό καρβανιόντων αλφα-αμινο νιτριλίων που στη συνέχεια υφίστανται αντιδράσεις οξείδωσης για να σχηματίσουν αμίδια.

Χρήσεις ιμινών

• Οι ιμίνες χρησιμοποιούνται για τον σχηματισμό βαφών.
• Οι ιμίνες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή πολυμερών συντονισμού.
• Οι ιμίνες έχουν επίσης σημασία στη βιολογία καθώς τα ένζυμα χρησιμοποιούν ιμίνες στους μηχανισμούς αντίδρασής τους. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός ενός δεσμού ιμίνης μεταξύ της καρβονυλικής ομάδας 1 αμινοξέος και της αμίνης της λυσίνης.
• Ο σχηματισμός ιμίνης είναι επίσης μια πολύ σημαντική αντίδραση στον τομέα της χημείας και της βιολογίας.

Συμπέρασμα

Οι ιμίνες είναι οργανικές ενώσεις όπου το άζωτο και ο άνθρακας συνδέονται ομοιοπολικά με ομοιοπολικό διπλό δεσμό. Ο γενικός τύπος των ιμινών είναι R2C=NR. Οι ιμίνες μπορούν περαιτέρω να χωριστούν σε πρωτογενείς και δευτερογενείς ιμίνες. Οι ιμίνες που προέρχονται από αλδεΰδη είναι γνωστές ως αλμιδίνη και οι ιμίνες που προέρχονται από κετόνες είναι γνωστές ως κετιμίνες. Οι Imines είναι κοινώς γνωστές ως βάσεις Schiff. Χρησιμοποιούνται γενικά ως καταλύτες, χρωστικές και βαφές, αναστολείς διάβρωσης, ενδιάμεσα σε οργανικές αντιδράσεις και επίσης ως σταθεροποιητές πολυμερών. Είναι επίσης γνωστό ότι έχουν αντιμικροβιακές, αντιικές και αντικαρκινικές ιδιότητες. Παίζουν σημαντικό ρόλο σε αντιδράσεις όπως η αποκαρβοξυλίωση, η τρανσαμίνωση κ.λπ. Οι ιμίνες υφίστανται αντιδράσεις υδρόλυσης για να σχηματίσουν αλδεΰδη και κετόνη. Οι ιμίνες υφίστανται αναγωγική αμίνωση για να σχηματίσουν αμίνες και διαδοχική αναγωγική αμίνωση για να σχηματίσουν τριτοταγείς αμίνες. Επίσης υφίσταται ενδομοριακή αναγωγική αμίνωση για να σχηματίσει κυκλικές αμίνες.