Nitrozacija
Nitrozacija i nitrozilacija su dva naziva za proces pretvaranja organskih spojeva ili metalnih kompleksa [1] u nitrozo-derivate, tj. spojeve koji sadrže R−NO funkcionalnost. Sinonimija nastaje jer se R-NO funkcionalnost može interpretirati na dva različita načina, ovisno o fizičko-hemijskom okruženju:
- Nitrozilacija interpretira proces kao dodavanje nitrozil radikala NO•. Nitrozilacija se obično javlja u kontekstu metala (npr. željeza) ili tiola, što dovodi do nitrozil željeza Fe−NO (npr. u nitroziliranom hemu = nitrozilhemu) ili S-nitrozotiola (RSNO).
- Nitrozacija interpretira proces kao dodavanje nitrozonij-ona NO+
. Nitrozacija se obično javlja s aminima (–NH
2), što dovodi do nitrozamina.
Postoji više hemijskih mehanizama kojima se ovo može postići, uključujući enzime i hemijsku sintezu.
U biohemiji
[uredi | uredi izvor]Biološke funkcije dušik-oksida uključuju S-nitrozilaciju, konjugaciju NO sa cistein-tiolima u proteinima, što je važan dio ćelijske signalizacije.[2]
Organska sinteza
[uredi | uredi izvor]Nitrozacija se obično izvodi sa dušičnom kiselinom, koja nastaje zakiseljavanjem rastvora natrij-nitrita. Dušična kiselina je nestabilna, a visoki prinosi zahtijevaju brzu reakciju. Prijenos NO+ sintona katalizira jak nukleofil, kao što su (po redoslijedu rastuće efikasnosti) hlorid, bromid, tiocijanat ili tiourea. Zaista, (meta)stabilni produkti nitrozacije (alkil-nitriti ili nitrozamini) također mogu nitrozirati pod takvim uvjetima; ravnoteža može se usmjeriti u bilo kojem željenom smjeru. U odsustvu pokretačke sile, tionitrozosi nastaju iz nitrozamina, koji nastaju iz nitritnih estera, od dušične kiseline.[3]
Neki oblici Lewisove kiseline također pojačavaju elektrofilnost NO+ nosača, ali kiselina ne mora biti Brønsted: nitroprusid, naprimjer, nitrozati najbolje reagiraju u neutralno-baznim uvjetima. Roussinove soli mogu reagirati slično, ali nije jasno oslobađaju li NO+ ili NO•.[4] Općenito, dušik-oksid je slab nitrozant, uprkos Traubeovim reakcijama. Ali atmosferski kisik može oksidirati dušik-oksid u dušik-dioksid, koji nitrozira. Alternativno, bakarni ioni kataliziraju disproporcionaciju u NO+ i NO−.[5]
Na ugljikovom skeletu
[uredi | uredi izvor]Nitrozo-spojevi, kao što je nitrozobenzen, obično se pripremaju oksidacijom hidroksilamina:
- RNHOH + [O] → RNO + H2O
U principu, NO+ može direktno supstituirati na aromatskom prstenu, ali prsten mora biti značajno aktiviran, jer je NO+ oko 14 bel manje elektrofilan od NO+
2.[6] Neobično za elektrofilnu aromatsku supstituciju, oslobađanje protona u rastvarač obično ograničava brzinu reakcije, a reakcija se može suzbiti u superkiselim uslovima.[7]
Višak NO+ obično oksidira početni nitrozo-produkt u nitro spoj ili diazonijevu so.[8]
Od heteroatoma halkogena
[uredi | uredi izvor]S-nitrozotioli se obično pripremaju kondenzacijom tiola i dušične kiseline:[9]
- RSH + HONO → RSNO + H2O
Skloni su disproporcioniranju sa disulfidom i dušik-oksidima.[10] Iako takvi kationi nisu izolovani, nitrozirajući reagensi vjerovatno koordiniraju sa sulfidima bez vodik-supstituenta.[11]
Sulfinati i sulfinske kiseline se dva puta dodaju na dušičnu kiselinu, tako da se početni nitrozo-proizvod (iz prvog dodavanja) reducira na disulfonil-hidroksilamin. Varijanta ovog procesa sa bisulfitom je Raschigova tehnika proizvodnje hidroksilamina.[12]
O-Nitrozo-spojevi slični su S-nitrozo spojevima, ali su manje reaktivni jer je atom kisika manje nukleofilan od atoma sumpora. Formiranje alkil-nitrita iz alkohola i dušikaste kiseline je čest primjer:[13]
- ROH + HONO → RONO + H2O
Od amina
[uredi | uredi izvor]
N-nitrozamini nastaju reakcijom izvora nitrita sa amino spojevima. Tipično, ova reakcija se dešava kada nukleofilni azot sekundarnog amina napadne dušik elektrofilnog nitrozonij-iona:[14]
- NO2− + 2 H+ → NO+ + H2O
- R2NH + NO+ → R2N-NO + H+
Ako je amin sekundarni, onda je proizvod stabilan, ali primarni amini se razgrađuju u kiselini do odgovarajućeg diazonijum kationa, a zatim napadaju bilo koji obližnji nukleofil. Nitrozacija primarnog amina se stoga ponekad naziva deaminacija.[15]
Stabilni sekundarni nitrozamini su kancerogeni kod glodara. Spojevi vjeruje se da nitroziraju primarne amine tokom kiselog okruženja želuca, a rezultirajući diazonij-ioni alkiliraju DNK, što dovodi do kancera.
Reference
[uredi | uredi izvor]- ↑ Hayton, T. W.; Legzdins, P.; Sharp, W. B. (2002). "Coordination and Organometallic Chemistry of Metal-NO Complexes". Chem. Rev. 102 (1): 935–991. doi:10.1021/cr000074t. PMID 11942784.
- ↑ Mannick, Joan B.; Schonhoff, Christopher M. (7 July 2009). "Review: NO Means No and Yes: Regulation of Cell Signaling by Protein Nitrosylation". Free Radical Research. 38 (1): 1–7. doi:10.1080/10715760310001629065. PMID 15061648. S2CID 21787778.
- ↑ Williams 1988.
- ↑ Williams 1988, str. 202, 206–207.
- ↑ Williams 1988, pp. 27–28, 209. Williams refers to Traube products as "Drago complexes"; note the typo on p. 27, which should refer to "2:1 complexes".
- ↑ Smith, Michael B. (2020). March's Organic Chemistry (8th izd.). Wiley. str. 634.
- ↑ Williams 1988, str. 63–70.
- ↑ Williams, D. L. H. (1988). Nitrosation. Cambridge, UK: Cambridge University Press. str. 59, 61. ISBN 0-521-26796-X.
- ↑ Wang, P. G.; Xian, M.; Tang, X.; Wu, X.; Wen, Z.; Cai, T.; Janczuk, A. J. (2002). "Nitric Oxide Donors: Chemical Activities and Biological Applications". Chemical Reviews. 102 (4): 1091–1134. doi:10.1021/cr000040l. PMID 11942788.
- ↑ Williams 1988, str. 174–175.
- ↑ Williams 1988, str. 182–183.
- ↑ Williams 1988, str. 186, 191–2.
- ↑ Williams 1988, str. 150–151, 177.
- ↑ López-Rodríguez, Rocío; McManus, James A.; Murphy, Natasha S.; Ott, Martin A.; Burns, Michael J. (2020-09-18). "Pathways for N -Nitroso Compound Formation: Secondary Amines and Beyond". Organic Process Research & Development (jezik: engleski). 24 (9): 1558–1585. doi:10.1021/acs.oprd.0c00323. ISSN 1083-6160. S2CID 225483602.
- ↑ Williams 1988, str. 81–83.
Vanjski linkovi
[uredi | uredi izvor]