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2021-07-21T18:37:03Z

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{{Chembox
| Name = 氮丙环
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| IUPACName = Aziridine
| OtherNames = 环乙亚胺 氮杂环丙烷 吖丙啶 乙基亚胺 环乙胺 氮三环 乙撑亚胺 环氮乙烷 氮丙啶 乙烯亚胺 环丙啶
| Section1 = {{Chembox Identifiers
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| ChemSpiderID = 8682
| KEGG_Ref = {{keggcite|correct|kegg}}
| KEGG = C11687
| InChI = 1/C2H5N/c1-2-3-1/h3H,1-2H2
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| CASNo = 151-56-4
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| SMILES = C1CN1
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| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = | C=2 | H=5 | N=1
| MolarMass =
| Appearance = 无色有强烈[[氨]]味的液体
| Density = 0.832 g/mL, 24/4&nbsp;°C
| MeltingPt =
| BoilingPt = 55~56&nbsp;°C
| Solubility = 混溶
| SolubleOther = 可溶于[[醇]]和[[醚]]
| Solvent = 其他溶剂
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| Section3 = {{Chembox Hazards
| MainHazards = 有毒
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| ExploLimits = 3.6–46%
}}
}}

'''氮丙环'''，也称'''环乙亚胺'''、'''氮杂环丙烷'''、'''吖丙啶'''、'''环乙胺'''、'''氮丙啶'''、'''乙烯亚胺'''，是氮原子取代[[环丙烷]]的一个碳原子形成的[[杂环化合物]]，分子式为C2H5N。<ref>''Heterocyclic chemistry'' T.L. Gilchrist ISBN 0-582-01421-2</ref><ref>''Epoxides and aziridines - A mini review'' Albert Padwaa and S. Shaun Murphreeb Arkivoc (JC-1522R) pp 6-33 [http://www.arkat-usa.org/ark/journal/2006/I03_Coxon/1522/JC-1522R.asp Online article]</ref>氮丙环在室温下是无色易流动的液体，有强烈的氨味，有毒。它用作有机合成的中间体，也是很多合成药物的[[前体]]。

氮丙环在国际[[癌症]]研究机构(IARC)的分类中属于2B类[[致癌物质]]，可能会造成癌症。

广义上，'''氮丙环'''指任何含有简单环丙啶环系（[[三元]]氮杂环丙烷环系）的[[化合物]]，即简单氮丙环的[[衍生物]]。

== 结构 ==

与其他三元环体系如环丙烷、[[环氧乙烷]]类似，氮丙环中的键角约为60°，与sp3杂化碳的109°28'相差较大，含有[[香蕉]]键。它有[[碱性]]，但不如非环系[[脂肪族化合物|脂肪族]]胺化合物强，pKa为7.9。氮丙环中的角张力还能增高氮反转的能垒(能量障壁)。这个能垒的高度允许分隔其衍生物的反转[[异构体]]的分离，例如''N''-氯-2-甲基氮丙环的''顺-''和''反-''反转异构体。

== 合成 ==

氮丙环可通过多种方法[[有机合成|合成]]。

=== 卤代胺及[[氨基醇]]的环化 ===

α-卤代胺或β-氨基醇都可发生[[分子]]内亲核取代反应生成氮丙环环，分别称为Wenker合成(1935)及Gabriel氮丙环合成(1888)。用氨基醇[[反应时]]，需要先将羟基转化为一个较好的离去基团。<ref>[http://www.drugfuture.com/OrganicNameReactions/ONR153.htm Gabriel Ethylenimine Method]</ref>

=== 氮烯加成 ===

先由[[叠氮化物]]光解或热解制得氮烯，再让其与烯烃加成，可以很顺利地制得氮丙环环。氮烯也可由[[二乙酸碘苯]]与[[磺胺]]反应，或由下图中的化合物裂解制得乙氧羰基氮烯：<ref>''Addition reactions of ethoxycarbonylnitrene and ethoxycarbonylnitrenium ion to allylic ethers'' M. Antonietta Loreto, Lucio Pellacani, Paolo A. Tardella, and Elena Toniato Tetrahedron Letters, Volume 25, Issue 38, '''1984''', Pages 4271-4274 [http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_aset=V-WA-A-W-AV-MsSAYZW-UUW-U-AAWZCZYECB-AAWVAVEDCB-WYWCZUAZV-AV-U&_rdoc=11&_fmt=summary&_udi=B6THS-42H2CKG-1YM&_coverDate=12%2F31%2F1984&_cdi=5290&_orig=search&_st=13&_sort=d&view=c&_acct=C000051225&_version=1&_urlVersion=0&_userid=1065764&md5=781fe50f70e6397001e321945b9fd3db Abstract]</ref>

: [[File:Nitreneaddition.png|氮烯加成|440px]]

=== [[三唑]]啉热解 ===

烯烃与叠氮化物发生环加成反应生成三唑啉，再让三唑啉热分解生成氮气及氮丙环。

=== 由[[环氧化合物]]制取 ===

在[[叠氮化钠]]作用下，环氧化合物[[开环反应|开环]]生成叠氮化物，再用[[三苯基膦]][[有机氧化还原反应|还原]]，放出氮气，也可得到氮丙环。<ref>Readily Available Unprotected Amino Aldehydes Ryan Hili and Andrei K. Yudin J. Am. Chem. Soc.; '''2006'''; 128(46) pp 14772 - 14773; (Communication) {{DOI|10.1021/ja065898s}}</ref>

: [[File:AziridineSynthesisFromEpoxide.png|500px|吖丙啶合成Hili 2006]]

=== 由肟制取 ===

也可由肟与格氏[[试剂]]反应制备某些氮丙环，称为“Hoch-Campbell氮丙环合成”：<ref>Hoch, Compt. rend., 196, 1865 ('''1934'''); (a), ibid., aOS, 799 (1936); (e), ibid., 204, 358 (1937).</ref><ref>''The action of Grignard reagents on oximes. i. The action of phenylmagnesium bromide on mixed ketoximes'' Kenneth N. Campbell, James F. Mckenna J. Org. Chem.; '''1939'''; 4(2); 198-205. {{DOI|10.1021/jo01214a012}}</ref><ref>''The reaction of Grignard reagents with oximes. ii. The action of aryl grignard reagents with mixed ketoximes'' Kenneth N. Campbell, Barbara Knapp Campbell, Elmer Paul Chaput J. Org. Chem.; '''1943'''; 8(1); 99-102. {{DOI|10.1021/jo01189a015}}</ref><ref>''The action of Grignard reagents on oximes. iii. The mechanism of the action of arylmagnesium halides on mixed ketoximes. A new synthesis of ethyleneimines'' Kenneth N. Campbell, Barbara K. Campbell, James F. Mckenna, and Elmer Paul Chaput J. Org. Chem.; '''1943'''; pp 103 - 109; {{DOI|10.1021/jo01189a016}}</ref>

: [[File:Hoch-Campbell Ethylenimine Synthesis.png|Hoch-Campbell氮丙环合成]]

== 反应 ==

氮丙环的氮类似于仲胺，可在不开环的情况下发生取代反应。与三聚氰氯的产物[[三乙烯三聚氰胺]]可在感光材料中用作坚[[膜剂]]：

: [[File:Aziridine Substitution.png|380px|吖丙啶的取代反应]]

氮丙环易与亲核试剂反应开环，其中醇解和氨解反应是相应制备反应的逆反应。与有机锂试剂和吉尔曼试剂等碳亲核试剂也可反应。此类的反应有很多应用，如在[[奥司他韦]]全合成中，有一步利用了氮丙环环在[[叠氮]]三甲基硅烷（TMSN3）和不对称[[配体]]作用下的[[不对称合成|不对称开环反应]]：<ref>''De Novo Synthesis of [[Tamiflu]] via a Catalytic Asymmetric Ring-Opening of meso-Aziridines with TMSN3'' Yuhei Fukuta, Tsuyoshi Mita, Nobuhisa Fukuda, Motomu Kanai, and Masakatsu Shibasaki J. Am. Chem. Soc.; '''2006'''; 128(19) pp 6312 - 6313; [http://dx.doi.org/10.1021/ja061696k Abstract] </ref>

: [[File:TamifluSynthesisII.png|750px|奥司他韦全合成中的氮丙环开环反应]]

一些''N''-取代且两个环碳原子都连有吸电子基的氮丙环光解电环化开环生成亚甲胺叶立德，并可被特定的亲偶[[极体]]捕集，发生1,3-偶极环加成反应。

很多氮丙环衍生物都是药物，包括[[噻替哌]]、三乙烯三聚氰胺和三乙烯亚胺[[苯醌]]。噻替哌是一种[[抗癌药物]]，可由三氯化磷与硫反应先制得三氯[[硫磷]]，再与三分子的氮丙环反应合成。

氮丙烯是在氮丙环分子中加上一个[[双键]]形成的化合物，有两种，双键为C=N键的称为“1-氮丙烯”，双键为C=C键的称为“2-氮丙烯”。氮丙烯母体尚未发现，1-氮丙烯的衍生物已有报导。另外，将氮丙环的氮换为氧和硫，则可分别得到环氧乙烷与环硫乙烷（噻丙环），性质与氮丙环有些相似。

== 参考资料 ==

{{reflist}}

{{环状化合物}}
[[Category:官能团]] [[Category:IARC第2B类致癌物质]] [[Category:氮丙环| ]]
==参考来源==
*[http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%AE%E4%B8%99%E7%8E%AF 维基百科-氮丙环]

氮丙啶 - 版本历史

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