디메틸화

Demethylation

데메틸화는 분자에서 메틸 그룹(CH3)을 제거하는 화학적 과정이다.[1][2]데메틸화의 일반적인 방법은 수소 원자에 의해 메틸 그룹을 대체하여 탄소 1개와 수소 원자 2개를 순손실로 만드는 것이다.

데메틸화의 상대방은 메틸화다.

생화학에서

생화학적 시스템에서 데메틸화 과정은 데메틸화제에 의해 촉매화된다.이러한 효소는 히스톤과 일부 형태의 DNA에서 발생하는 N-메틸 그룹을 산화시킨다.

RN-CH23 + O → RN-H2 + CHO2

그러한 산화 효소 계열 중 하나는 시토크롬 P450이다.[3]알파-케토글루타레이트 의존 히드록실라제는 DNA의 디메틸화를 위해 활성화되며 유사한 경로로 작용한다.이러한 반응은 아민에 인접한 약한 C-H 결합을 이용한다.

TET 효소와 a-케토글루타레이트 & Fe(II)에 의한 5-메틸시토신 5-히드록시메틸시토신 전환

특히 DNA에 들어있는 5메틸시토신은 그림에서와 같이 TET 효소에 의해 데메틸화 될 수 있다.생쥐에서 발생되는 동안 5메틸시토신 약 2000만 개가 정자에 의해 난자가 수정되어 지고테를 형성한 직후 6시간 동안 데메틸화된다.[citation needed]TET 효소는 알파-케토글루타레이트 의존 히드록실라아제 계열의 이산화질소다.TET 효소는 분자산소(O2)의 산소원자를 기질, DNA(5mC)의 5메틸시토신(Methylcytosine)에 통합해 산화반응을 촉진하는 알파케토글루타레이트(α-KG) 의존성 이산화효소다.이 변환은 굴복하기 위한 α-KG의 산화 및 이산화탄소와 결합된다(그림 참조).

첫 번째 단계는 TET 효소 활성 부위에 α-KG와 5-메틸시토신을 결합하는 것이다.TET 효소는 각각 Fe(II)/α-KG 의존 산소화합물 제품군에서 발견되는 중요한 금속 결합 잔류물을 포함하는 이중 가닥 β-헬릭스 접힌 핵심 촉매 영역을 가지고 있다.[4]α-KG는 비동결력에 의해 근접하게 유지되는 반면, 5mC는 2점 리간드로 좌표(두 점으로 연결) Fe(II)에 위치한다(그림 참조).TET 활성 사이트는 매우 보존성이 높은 삼합체 모티브를 포함하며, 촉매적으로 필수적인 Fe(II)가 두 개의 히스티딘 잔류물과 한 개의 아스파르트산 잔류물로 고정된다(그림 참조).삼합창은 Fe 중앙의 한 면에 결합되어 α-KG와 O를2 결합할 수 있는 세 개의 실험 부지가 있다(그림 참조).그 후 TET는 5-메틸시토신을 5-하이드록시메틸시토신(hydroxymethylcytosine)으로 변환하는 작용을 하고, α-케토글루타레이트(α-케토글루타레이트)는 굴복과 CO로2 변환한다.

유기화학에서

클레이빙 메틸 에테르

데메틸화는 종종 에테르, 특히 아릴 에테르가 갈라지는 것을 말하는데, 예를 들어 cf와 같은 예외가 있다."데시프라민"이야

아릴 메틸 에테르들은 리닌과 많은 파생 화합물에 퍼져있다.[5]이 재료들의 디메틸화는 많은 노력의 대상이 되어 왔다.그 반응은 일반적으로 가혹한 조건이나 가혹한 시약을 필요로 한다.예를 들어 바닐린의 메틸에테르를 강한 염기로 250℃ 가까이 가열하면 제거할 수 있다.[6]디오르가노인산화물(LiPPh2)과 같은 강한 핵물질도 아릴 에테르를 온화한 조건에서 분쇄한다.[7]다른 강력한 핵물질로는 EtSNA와 같은 티올레이트 염이 있다.[8]

산성 조건도 사용할 수 있다.역사적으로, 코데인(O-메틸모핀)과 같은 천연물을 포함한 아릴 메틸 에테르들은 Zeisel-Prey 에테르 갈라비지라고 알려진 과정에서, 때로는 과잉 염화수소로 용융된 피리딘 염산염산염(m.p. 144 °C)에서 물질을 가열하여 데메틸화시켜왔다.[9][10]방향족 메틸 에테르에 대한 정량적 분석은 형성된 N-메틸피리듐 염화물의 항산화학적 결정에 의해 수행될 수 있다.[11]이 반응의 메커니즘 pyridinium 이온의 아릴기 메틸 에테르, 거친 조건 필요한 설명하는 매우 불리한 단계(K<>10–11), pyridinium(pKa)5.2)의protonated 아릴 메틸 에테르( arylmethyloxonium 이온, 아릴의 pKa)–6.7)박사 경우에는 12에 비해 많은 약한 산성으로 나온 양성자 이동으로 시작한다.뻗는다).이는 피리딘 또는 염화이온(기질에 따라 달라짐)에 의해 메틸 그룹에서 아릴메틸로옥소늄 이온의 S2N 공격에 의해 페놀이 자유로워지고, 궁극적으로는 염화 메틸에서 피리딘으로의 후속 메틸 전달에 의해 N-메틸피리듐이 공격된다.[11]

Prey ether cleavage.png

아릴메틸에테르 메틸군을 제거하는 또 다른 고전적인 방법(그러나 다시, 가혹한)은 아세트산(b.p. 118 °C)이나 농축 수력브로믹 또는 수력다이오드산(hydrobromic acid)에서 브롬화수소나 요오드화수소의 용액에서 에테르를 가열하여 환류시키는 것이다.[13]하이드로브롬산이나 수다이오드산에 의한 에테르 분열은 매우 유사한 메커니즘에 의해 진행되는데, 이 메커니즘에서 고산성 HBr이나 HI는 에테르를 양성하는 역할을 하고, 그 다음으로는 브롬화나 요오드화물에 의한 변위가 뒤따르며, 두 가지 모두 우수한 핵물질이다.약간 온화한 조건 세트는 N,N-디메틸포름아미드의 사이클로헥실 요오드화(CyiI, 10.0 equiv)를 사용하여 현장에서 소량의 요오드화 수소를 생성한다.[14]상온 이하에서 사용할 수 있는 보론트리브로미드는 아릴메틸에테르 디메틸화에 더욱 특화된 시약이다.에테르 탈킬화의 메커니즘은 강한 루이스 산성 BBr과3 루이스 기초 에테르 사이의 루이스 산 기반 유도체의 초기 가역성 형성을 통해 진행된다.이 루이스 인덕트는 역방향으로 분리되어 디브로모릴 옥소늄을 주입하고 Br을– 투여할 수 있다.에테르 연결의 파열은 아릴록시디브로모보란과 메틸브로미드를 산출하기 위해 Br이– 옥소늄 종에 대한 후속 핵포질 공격을 통해 발생한다.반응 완료 후 페놀은 수용성 작업 중 디브로모보란 유도체의 가수 분해 시 붕산(HBO33) 및 하이드로브롬산(aq. HBr)과 함께 해방된다.[15]

BBr3demethylation.png

메틸에스테르 역시 데메틸화에 취약하며, 보통 사포화(saponization)에 의해 달성된다.Krapcho decarboxylation과 같이 고도로 전문화된 demethylation이 풍부하다.

Krapcho reaction.svg

아네트홀, KOH, 그리고 알코올의 혼합물이 오토클레이브에 가열되었다.이러한 반응의 산물이 기대되는 아놀이었지만, 디아놀이라는 모주류의 반응성이 높은 조광화 제품도 찰스 도즈(Charles Dodds)에 의해 발견되었다.

N-데메틸화

3° 아민의 N-데메틸화는 폰 브라운 반응에 의한 것으로, BrCN을 시약으로 사용하여 상응하는 노르-파생물을 제공한다.BrCN이 에틸 클로로포름산염으로 대체된 곳에서 폰 브라운 반응의 현대적인 변화가 개발되었다.아레콜린에서 팍실의 조제는 이 반응을 응용한 것으로, 예를 들어 GSK-372,475의 합성이 그것이다.

참고 항목

참조

  1. ^ Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S.; Wothers, P. (2001). Organic Chemistry. Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
  2. ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1
  3. ^ Roland Sigel; Sigel, Astrid; Sigel, Helmut (2007). The Ubiquitous Roles of Cytochrome P450 Proteins: Metal Ions in Life Sciences. New York: Wiley. ISBN 978-0-470-01672-5.
  4. ^ Kohli RM, Zhang Y (October 2013). "TET enzymes, TDG and the dynamics of DNA demethylation". Nature. 502 (7472): 472–9. doi:10.1038/nature12750. PMC 4046508. PMID 24153300.
  5. ^ W. Boerjan; J. Ralph; M. Baucher (June 2003). "Lignin biosynthesis". Annu. Rev. Plant Biol. 54 (1): 519–549. doi:10.1146/annurev.arplant.54.031902.134938. PMID 14503002.
  6. ^ Irwin A. Pearl (1949). "Protocatechulic Acid". Organic Syntheses. 29: 85.; Collective Volume, vol. 3, p. 745
  7. ^ Robert E. Ireland; David M. Walba (1977). Organic Syntheses. Vol. 56. p. 44. doi:10.1002/0471264180.os056.11. ISBN 978-0471264224.
  8. ^ "ORCINOL MONOMETHYL ETHER". orgsyn.org. Retrieved 2019-02-23.
  9. ^ Lawson, J. A.; DeGraw, J. I. (1977). "An improved method for O-demethylation of codeine". Journal of Medicinal Chemistry. 20 (1): 165–166. doi:10.1021/jm00211a037. ISSN 0022-2623. PMID 833817.
  10. ^ Hassner, Alfred; Stumer, C. (2002). Organic syntheses based on name reactions (2nd ed.). Amsterdam: Pergamon. ISBN 9780080513348. OCLC 190810761.
  11. ^ a b Burwell, Robert L. (1954-08-01). "The Cleavage of Ethers". Chemical Reviews. 54 (4): 615–685. doi:10.1021/cr60170a003. ISSN 0009-2665.
  12. ^ Vollhardt, Peter; Schore, Neil (2014-01-01). Organic chemistry : structure and function (Seventh ed.). New York, NY. ISBN 9781464120275. OCLC 866584251.
  13. ^ Streitwieser, Andrew; Heathcock, Clayton H.; Kosower, Edward M. (1992). Introduction to organic chemistry (4th ed.). Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall. ISBN 978-0139738500. OCLC 52836313.
  14. ^ Zuo, Li; Yao, Shanyan; Wang, Wei; Duan, Wenhu (June 2008). "An efficient method for demethylation of aryl methyl ethers". Tetrahedron Letters. 49 (25): 4054–4056. doi:10.1016/j.tetlet.2008.04.070.
  15. ^ J. F. W. McOmie, D. E. West (1969). "3,3'-Dihydroxybiphenyl". Organic Syntheses. 49: 13.; Collective Volume, vol. 5, p. 412