디아지린

Diazirine
디아지리딘과 혼동하지 말자.
디아지린
Diazirin - Diazirine.svg
3H-Diazirine-3D-balls.png
식별자
3D 모델(JSmol)
605387
체비
켐스파이더
펍켐 CID
  • InChi=1S/CH2N2/c1-2-3-1/h1H2
    키: GKVDXXUXIAHWQIK-UHFFFAOYSA-N
  • 3H: C1N=N1
특성.
CH2N2
어금질량 42.041 g·192−1
관련 화합물
관련 화합물
 1H-디아지렌
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
제네릭 디아지린

디아지린은 두 개의 질소 원자에 결합한 탄소로 구성된 유기 분자의 일종으로, 서로 이중 결합되어 사이클로프로펜과 같은 고리인 3H-디아지렌을 형성하고 있다.그들은 디아조카본 그룹과 이등분자인데, 그것들과 마찬가지로 이등분자의 분자를 잃음으로써 카르벤의 전구체 역할을 할 수 있다.예를 들어 자외선으로 디아지린을 조사하면 카베인이 다양한 C-H, N-H, O-H 결합에 삽입된다.[1]따라서 디아지린은 소형 광반응 교차연동 시약으로 인기를 끌었다.[2]그것들은 종종 리간드-수용체, 리간드-엔자임, 단백질-단백질, 단백질-핵산 상호작용을 포함한 다양한 상호작용을 관찰하기 위해 광선호도 표지 연구에 사용된다.[3]

합성

문헌에는 다양한 시약에서 시작되는 디아지린 조제법에는 여러 가지 방법이 존재한다.[4]

케톤에서 합성

일반적으로 케톤으로 시작하는 합성 계획에는 원하는 대체 물질을 가진 케톤을 디아지리딘으로 변환하는 것이 포함된다.이 디아지리덴은 이후 산화되어 원하는 디아지린을 형성한다.

디아지리딘은 옥시메이션에 의해 케톤으로부터 준비될 수 있고, 토실레이션(또는 메실레이션)에 이어 암모니아로 치료할 수 있다.일반적으로 옥시화 반응은 피리딘과 같은 염기성분이 있는 곳에서 열을 받아 케톤과 염화수산화수산화수소(hydroxylammonium)를 반응시켜 이루어진다.[5][6]알파에 대한 후속 토실화 또는 메실화는 산소를 토실 또는 메실염으로 대체하여 토실 또는 메실 옥소임을 산출한다.[7]암모니아를 사용한 토실 또는 메실 옥사임을 마지막으로 처리하면 디아지리딘이 생성된다.[1][3][7][8]

옥시메이션, 토실화, 암모니아 치료 등에 의한 일반 디아지리딘 합성.

디아지리딘은 또한 모노클로로아민이나 히드록실 아민 오술폰산 같은 아민제가 있는 곳에서 암모니아와 케톤이 반응하여 직접 생성될 수도 있다.[9]

디아지리딘은 여러 가지 방법으로 디아지린으로 산화될 수 있다.여기에는 존스 산화와 같은 크롬 기반 시약에 의한 산화,[10] 요오드와 트리에틸아민에 의한 산화,[5] 은 산화물에 의한 산화,[11] 염화 옥살리에 의한 산화,[7] 심지어는 백금-티타늄 양극에 대한 전기화학적 산화 등이 포함된다.[12]

일반 디아지리딘을 디아지린에 산화시킨 존스.

그레이엄 반응에 의한 합성

디아지린은 아미딘에서 시작하여 그레이엄 반응을 이용하여 1배트 공정으로 대체적으로 형성될 수 있다.[13]이 반응은 할로겐화 디아지린을 생성하는데, 디아지린은 다양한 핵성 시약에 의해 대체될 수 있다.[14]

다이아지린 합성의 방법으로서의 Graham 반응, 여기서 X = Cl 또는 Br.
디아지린은 다양한 음이온과 반격 테트라-n-부티람모늄을 이용한 반응을 교환한다.

화학

자외선으로 조사하면 디아지린은 반응성 카르베네 종을 형성한다.카베네는 두 개의 자유 전자가 서로 다른 궤도에 있는 두 개의 비쌍체 전자가 같은 궤도, 즉 트리플트 형태를 차지하는 싱글릿 형태로 존재할 수 있다.

디아지린은 자외선을 이용해 분해할 수 있다.

트리플릿 대 싱클레트 카베네 제품

디아지린의 대체물은 방사선 조사와 후속 광분해 시 발생하는 카르베인 종에 영향을 미친다.자연에서 전자 기증을 하는 디아지린 대체물은 형성될 카베인의 빈 p-오르비탈에 전자 밀도를 기부할 수 있어 싱글렛 상태를 안정시킬 수 있다.예를 들어, 페닐디아지린은 싱글렛 카베네 상태에서[15] 페닐카르베네를 생성하는 반면, p-니트로페닐클로로디아지린 또는 트라이플루오페닐디아지린은 각각의 트리플트 카베네 제품을 생산한다.[16][17]

전자 기증 대체물은 또한 singlet carbene이 아닌 선형 diazo 화합물에 광 이소체화를 촉진할 수 있으며, 따라서 이러한 화합물은 생물학적 분석에서 사용하기에 불리하다.[18]한편, 특히 삼불화합물지린은 유리한 안정성과 광학적 특성을[18] 보이며 생물학적 용도에 가장 많이 사용된다.[1]

위에 세 개의 디아지린이 보인다.페닐디아지린은 싱글렛 카베네를 생산하고, 트리플루오로메틸펜실디아지린과 p-니트로페닐클로로디아지린은 트리플렛 주 카르베네를 생산한다.

디아지린에서 생성된 카르베네는 물 분자와의 반응에 의해 빠르게 가라앉고,[19] 따라서 광활성 교차 링크 측정의 수율은 종종 낮다.그러나 이 기능은 특정되지 않은 라벨링을 최소화하기 때문에 사실상 디아지린을 사용하는 장점이 있다.

Photoractive 크로스링크에 사용

디아지린은 자외선으로 조사 시 형성되는 반응성 카베네가 C-H, N-H, O-H 결합에 삽입될 수 있기 때문에 광활성 교차 연결 시약으로 자주 사용된다.이것은 화합물을 함유한 디아지린으로 다른 종에 대한 근접 의존적 라벨링을 야기한다.

디아지린은 크기가 작고, 조사 파장이 길고, 필요한 조사 기간이 짧으며, 다양한 핵물질이 존재하는 안정성과 산성과 기본 조건 모두에서 다른 광활성 교차 링크 시약보다 선호되는 경우가 많다.[20]조사 시 반응성 트리플트 카보닐 종을 형성하는 벤조페논은 종종 장기간 조사를 요구하는데, 이는 비특정 라벨링을 초래할 수 있고, 게다가 다양한 극성 용매에 불활성화되는 경우가 많다.[21]아릴 아지드화물은 조사 중인 생물학적 고분자를 손상시킬 수 있는 낮은 파장의 조사가 필요하다.

수용체 라벨링 연구의 예

디아지린은 수용체 라벨링 연구에 널리 사용된다.다양한 리간드의 디아지린을 함유한 아날로그를 합성해 각각의 수용체와 배양한 다음, 이후 빛에 노출시켜 반응성 카르베네를 만들 수 있기 때문이다.카베인은 수용체 결합 부위의 잔류물에 균일하게 결합된다.카르베네 화합물은 관심 단백질을 분리할 수 있는 생체 직교 태그 또는 손잡이를 포함할 수 있다.그런 다음 리간드를 포함한 카베네가 어떤 잔류물과 결합되는지를 확인하기 위해 단백질은 질량 분광법에 의해 소화되고 염기서열화될 수 있으며, 따라서 수용체 내 결합 부위의 정체성을 확인할 수 있다.

수용체 라벨링 연구에 사용되는 디아지린의 예는 다음과 같다.

  • 키노시타 외 연구진에 의한 브라시노스테로이드 식물 호르몬용 브라시노스테로이드 수용체 발견.연구자들은 새로운 수용체를 식별하기 위해 디아지린 교차연결 모이에티와 비오틴 태그를 포함한 식물 호르몬 아날로그를 사용했다.[22]이 연구는 다른 식물 호르몬과 관련하여 수행된 많은 유사한 연구들로 이어졌다.
Brassinosteroid diazirine analog.jpg
프로포폴(왼쪽)과 그것의 디아지린 아날로그인 m-아지프로포폴(m-azipropofol)

효소-하향 연구의 예

수용체 라벨링과 유사한 방식으로, 천연 기질 유사 성분인 화합물을 함유한 디아지린이 효소의 결합 주머니를 확인하는 데도 사용되었다.예를 들면 다음과 같다.

  • 에토포사이드 결합 부위의 식별을 약속하는 Topoisomerase II를 대상으로 널리 사용되는 암 치료제인 에토포사이드의 아날로그가 함유된 디아지린의 합성.[25]
    1-s2.0-S0968089611005062-gr27.png
  • 카프로락탐 타입의 감마시크레이트 억제제가 알츠하이머병에 관계된 감마시크레이즈의 SPP 하위 단위를 목표로 한다는 사실이 밝혀졌다.[26]

핵산 연구의 예

디아지린은 핵산을 포함한 광선호도 표시 실험에도 사용되었다.예를 들면 다음과 같다.

  • DNA 중합체의 뉴클레오사이드 설탕에 디아지린 모이티를 결합하여 DNA와 DNA 중합체의 작은 그루브 사이의 상호작용을 조사한다.[27]
1-s2.0-S0968089611005062-gr39.jpg
  • DNA 중합체 내의 뉴클레오사이드 베이스에 디아지린 모이테를 결합하여 단백질에 의한 DNA 복구 방식을 조사한다.[28]
    1-s2.0-S0968089611005062-gr40.jpg

디아지린은 단백질 지질 상호작용을 연구하는데도 사용되었는데, 예를 들어 다양한 스핑골리피드와 체내 단백질과의 상호작용을 들 수 있다.[29]

참조

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