Reazioni di addizioneaddizione-eliminazione di
composti carbonilici
Ammine primarie reagiscono con composti carbonilici
per dare immine
immine,, anche denominate basi di Schiff
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Ugo Shiff (1834
(1834--1915)
Professore di Chimica Istituto di Studi Superiodi a Firenze
26 Aprile 1915, 81° compleanno
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Sintesi di Immine – effetto pH
La reazione di formazione delle immine viene
facilitata dall’ambiente acquoso. Comunque, essendo
le ammine delle basi, la loro protonazione può
diminuire la concentrazione di reagente rallentando la
velocità del processo. pH ottimale: 66-7
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Reazione con idrazine. Sintesi di idrazoni
Si ottengono gli idrazioni come composti
solidi e con un punto di fusione netto.
Riconoscimento di composti organici
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Reazione con idrossilammine. Sintesi di ossime
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Idrolisi delle immine,
immine, idrazoni e ossime
1.
2.
3.
4.
5.
Protonazione dell’azoto, intermedio cationico
Reazione con una molecola d’acqua
Deprotonazione per formare un’ idrossilammina
Protonazione all’azoto
Rigenerazione della funzione carbonilica con eliminazione
dell’ammina
dell ammina (X
((X=R
X=R)
X R)
R) idazina (X=NH
(X NH2) o idrossilammina (X
((X=OH
X=OH)
X OH)
OH)
Immine
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Deidratazione delle ossime – diasteroisomeri E (anti
o trans) o Z (cis
(cis o sin)
Deidratazione delle ossime
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Riarrangiamento di Beckmann (condizioni fortemente acide)
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Riarrangiamento di Beckmann
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La reazione di Wolff
Wolff--Kishner
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Compatibilità con gruppi funzionali: non selettiva con
aldeidi – tollera la presenza di funzioni carbossiliche
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Immine:: amminazione riduttiva
Immine
Un’immina
Un’
immina viene ridotta ad ammina in presenza di idruri
Si può partire direttamente dal composto carbonilico e l’ammina con
un riducente più blando e meno nucleofilo (NaBH3CN)
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Si deve lavorare a pH debolmente acidi in modo da sfavorire la
riduzione del composto carbonilico ad alcol.
Si p
può anche ridurre un’ossima
un’ossima con LiAlH4 ottenendo l’ammina p
primaria
selettivamente
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Immine in biologia strutturale
La funzione imminica viene usata in modo estensivo in biologia.
biologia. La sua
formazione è fondamentale in trasformazioni coinvolte con il
metabolismo dei carboidrati e degli ammino acidi e serve anche a
strutturare biomolecole.
biomolecole. In proteine che svolgono un ruolo strutturale
d ll’
dell’organismo
i
( ll peli,
(pelle,
li ossa..
ossa..)) la
l presenza di questi
ti legami
l
i covalenti
l ti
assicura strutture stabili anche in presenza di stress.
stress.
Collagene: filamenti composti da tre catene proteiche
elicoidali avvolti che poi si aggregano ulteriormente formando
delle fibrille. Questi aggregati si formano anche grazie alla
presenza di legami imminici
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Formazione di legami imminici tra catene proteiche
Formazione dell’
dell’allisina
allisina
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Elastina: è un tessuto connettivo elastico che si trova nei
polmoni, legamenti, vasi sanguigni come le aorte.
Diversamente dal collagene ha una struttura tridimensionale, è
un network di fibre, che fornisce elasticità al tessuto.
Nell’elastina le funzioni imminiche vengono ridotte ad ammine
secondarie (dal NADH). Per cui la formazione del legame C
C--N
non è più reversibile (non è più idrolizzabile)
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Immine nel metabolismo degli ammino acidi:
Il coenzima utilizzato è piridossalpiridossal-5’
5’--forfato (PLP) un derivato
della vitamina B6. Durante il processo metabolico il PLP viene
convertito a piridossamminapiridossammina-5’
5’--fosfato (PMP) che poi viene
riciclato nuovamente a PLP)
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Il PLP si lega, via legame imminico a una lisina all’interno del
sito attivo dell’enzima. Il PLP viene tenuto nella posizione
anche da altre interazioni (elettrostatiche, forse dispersive) ma
è covalentemente legato al sito attivo
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L’immina
L’
immina si protona rendendo il carbonio del gruppo imminico più elettrofilo
(siamo a pH=7)
Reazione con l’amminoacido ((transamminazione
transamminazione))
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Reazione con l’amminoacido ((transamminazione
transamminazione))
Deprotonazione (ossidazione) la piridina protonata accetta il flusso di elettroni
stabilizzando il sistema (meccanismo simile a quello del NAD+)
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Protonazione e conseguente riduzione del carbonio in alfa alla piridina
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Idrolisi e conseguente liberazione dell’alfa chetoacido e del PMP
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Schema generale del metabolismo degli ammino acidi a chetoacidi
Il PMP viene riconvertito a PLP ad opera dell’alfa cheto glutarrato che viene
trasformato in glutammato, la base coniugata dell’acido glutammico. Il
glutammato viene deamminato mediante un meccanismo indipendente
rigenerando l’alfa chetoglutammato
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Enammine:: si ottengono per reazione di un’ammina
Enammine
secondaria con un composto carbonilico in ambiente acido
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Enammine:: si utilizzano generalmente ammine cicliche
Enammine
(meno ingombrate)
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Enammine:: si comportano da basi e da nucleofili
Enammine
Enammine come basi: idrolisi
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Enammine come nucleofili
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Ilidi del fosforo e dello zolfo
Un’ilide
Un’
ilide è una sostanza con un centro carbanionico
legato ad un eteroatomo (fosforo o zolfo) che porta
una carica positiva
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Ilidi del fosforo: reazione di un sale di fosfonio con
una base (sodio idruro, butil litio) in solventi polari
aprotici (etere, THF, DMSO)
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La reazione di Wittig
Si utilizza un’ilide del fosforo e un derivato carbonilico per
ottenere un alchene
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La reazione di Wittig
Consente di ottenere un alchene con il doppio legame nella
posizione voluta ( a differenza delle reazioni di eliminazione)
eliminazione
reazioni di Wittig
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La retrosintesi è semplice
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La reazione di Wittig non è stereospecifica
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La reazione di HornerHorner-Emmons
Si utilizzano ilidi fosfonate che si ottengono via reazione di Arbuzov
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La reazione di HornerHorner-Emmons
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Ilidi dello Zolfo: conversione di aldeidi e chetoni in epossidi
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Ilidi dello Zolfo: conversione di aldeidi e chetoni in epossidi
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