イミンは、窒素が任意の基の炭素原子と二重結合を形成する有機化合物です。窒素がアルキル基に結合している場合、それはシッフ塩基と呼ばれます。ドイツの化学者 Albert Ladenburg は、1883 年にイミンという用語を作り出しました。イミンの一般式は R2C=NR です。アルジミンは、アルデヒドのイミン類似体です。式は R-CH=N-R’ です。同様に、ケチミンはケトンのイミン類似体です。アルジミンの重要なメンバーは、水素原子が結合していない窒素原子に結合したすべてのアルキル基またはアリール基を有するシッフ塩基です。イミンは、第一級アミンとアルデヒドから合成できます。イミンが関与するさまざまな反応があります。イミンは、アミン、アルデヒド、ケトンに変換できます。
イミン合成
イミンは、第一級アミン、アルデヒドなどのさまざまな化合物から合成できます。
- ケトン、アルデヒドとアンモニアまたは第一級アミンとの反応により、一般にシッフ塩基として知られるイミン誘導体が生成されます。これは、水分子が脱離する縮合反応です。反応は酸触媒であり、本質的に可逆的です。この反応は 5 の調整された pH で発生します。pH が上昇すると、OH は中間ステップでプロトン化されず、水の除去は行われません。 pHが低い場合、イミン抱合体は非求核性になり、反応は進行しません。この反応は求核付加反応です。ヘミアミナールである中間体が形成されます。その後、水の除去に進みます。
- 有機アジドを含む金属カルベノイドもイミンを形成します。
- 炭酸とニトロソ化合物との縮合により、イミンが形成されます。
- シュミット反応は、アルケンとアジ化水素酸が反応してイミンを形成する反応です。
- Hoesch 反応は、ニトリル、塩酸、およびアレーンが反応してイミンを形成する場所です。
イミン変換
イミンは、さまざまなプロセスでアルデヒド、ケトンなどに変換できます。
加水分解:イミンは水と反応して、アルデヒドまたはケトンを形成します。反応は酸触媒の存在下で行われます。まず、水の存在下でイミン窒素がプロトン化され、イミニウムイオンが形成されます。その後、イオンは水の 1,2 付加を受けます。形成された化合物は、その後プロトンの移動を受け、続いてアンモニアが 1,2 脱離し、オキソニウム イオンが形成されます。このオキソニウムイオンは脱プロトン化され、それぞれケトン化合物を形成します。
- 還元的アミノ化:イミンは、m-トリル ベンジル アミンの合成のように、還元的アミノ化のプロセスでアミンを形成できます。この反応で一般的に使用される還元剤は、水素化ホウ素ナトリウム (NaBH4) です。逐次的な還元的アミノ化により、第三級アミンが合成されます。分子内還元的アミノ化により、触媒 NaBH3CN の存在下で環状アミンが形成されます。
- イミンは、シアン化物の存在下で無金属の好気的酸化で芳香族アルデヒドからアミドに変換することができます。ここでは、シアン化物がイミンに付加され、続いてイミンの炭素から窒素へのプロトン移動が行われます。これにより、α-アミノニトリルのカルバニオンが形成され、酸化反応を経てアミドが形成されます。
イミンの使用
- イミンは染料の形成に使用されます。
- イミンは、配位ポリマーの製造にも使用できます。
- 酵素はその反応メカニズムでイミンを使用するため、イミンは生物学においても重要です。例えば、1つのアミノ酸のカルボニル基とリジンのアミンとの間のイミン結合の形成。
- イミンの形成は、化学および生物学の分野でも非常に重要な反応です。
結論
イミンは、窒素と炭素が共有結合二重結合で結合している有機化合物です。イミンの一般式は R2C=NR です。イミンはさらに一次イミンと二次イミンに分けることができます。アルデヒド由来のイミンはアルミジン、ケトン由来のイミンはケチミンと呼ばれます。イミンは一般にシッフ塩基として知られています。それらは一般に、触媒、顔料および染料、腐食防止剤、有機反応の中間体、およびポリマー安定剤として使用されます。また、抗菌性、抗ウイルス性、抗がん性があることも知られています。それらは、脱炭酸、アミノ基転移などの反応で重要な役割を果たします。イミンは加水分解反応を受けて、アルデヒドとケトンを形成します。イミンは、還元的アミノ化を受けてアミンを形成し、逐次還元的アミノ化を受けて 3 級アミンを形成します。また、分子内還元的アミノ化を受けて、環状アミンを形成します。
