Cycleen

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Cycleen
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van cycleen
Structuurformule van cycleen
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
C8H20N4
IUPAC-naam 1,4,7,10-tetra-azacyclododecaan
Andere namen cycleen
Molmassa 172,271 g/mol
SMILES
C1CNCCNCCNCCN1
CAS-nummer 294-90-6
EG-nummer 425-450-9
PubChem 64963
Vergelijkbaar met Cyclam
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Corrosief Schadelijk Milieugevaarlijk
Gevaar
H-zinnen H302 - H312 - H314 - H410
EUH-zinnen geen
P-zinnen P273 - P280 - P305+P351+P338 - P310 - P501
EG-Index-nummer 612-225-00-7
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vast
Kleur wit tot lichtgeel
Smeltpunt 108-113 °C
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Cycleen is de triviale naam voor 1,4,7,10-tetra-azacyclododecaan. Dit is een macrocyclische verbinding die bestaat uit vier (-CH2CH2NH-)-eenheden, dus een cyclisch polyamine. Het is tevens het stikstofanaloog van de kroonether 12-kroon-4 (1,4,7,10-tetraoxacyclododecaan): cycleen heeft stikstofatomen daar waar 12-kroon-4 zuurstofatomen heeft.

Synthese[bewerken]

Richman en Atkins publiceerden in 1974 een syntheseroute voor cycleen en verwante macrocyclische polyamines.[1][2] De procedure gaat uit van di-ethyleentriamine en di-ethanolamine en gebruikt tosylgroepen als beschermende groep voor de stikstofatomen en leaving group tijdens de synthese:

Synthese van cycleen

Di-ethyleentriamine (1) reageert met drie equivalenten p-tolueensulfonylchloride in pyridine tot het tritosylaat (3). In natriumethanolaat wordt daarna van beide primaire amines een waterstofion vervangen door een natrium-ion, zodat men het natriumzout (4) bekomt. Diethanolamine (2) wordt eveneens met drie equivalenten p-tolueensulfonylchloride omgezet in het tritosylaat (5). Beide verbindingen (4) en (5) worden dan, verdund in dimethylformamide om polymerisatie te vermijden, in reactie gebracht tot de macrocyclische verbinding (6). Hierbij worden de beide tosylaatestergroepen (de vertrekkende groepen) geëlimineerd uit het tritosylaat (5). Tenslotte worden de beschermende tosylgroepen aan de stikstofatomen met behulp van zwavelzuur verwijderd om, na neutralisatie met natriumhydroxide, het cycleen (7) te bekomen.

Door de noodzaak om de reactie van (4) en (5) bij sterke verdunning uit te voeren, is de reactiesnelheid laag en duurt de omzetting lang. Alternatieve syntheses die minder tijdrovend zijn en de vorming van tosylaatzouten als bijproduct vermijden, zijn gepubliceerd door Weisman en Reed in 1996[3] en door Athey en Kiefer in 2002.[4] Beide syntheses gaan uit van tri-ethyleentetramine (TETA).

Toepassingen[bewerken]

Cycleen kan, net zoals de kroonether, chelaten of complexen vormen met metaal-kationen. Cycleen en derivaten van cycleen worden gebruikt als ligand, bijvoorbeeld in therapeutische middelen[5] en contrastmiddelen voor MRI-scanners (onder meer gadobutrol, gadoteridol en gadomelitol).

Zie ook[bewerken]

Externe link[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. (en) J. E. Richman & T. J. Atkins (1974) - Nitrogen analogs of crown ethers, J. Am. Chem. Soc., 96, p. 2268
  2. (en) T.J. Atkins, J.E. Richman & W.F. Oettle (1978) - Macrocyclic polyamines: 1,4,7,10,13,16-hexaazacyclooctadecane, Organic Syntheses, Coll. Vol. 58, p. 86
  3. (en) G.R. Weisman & D.P. Reed (1996) - A New Synthesis of Cyclen (1,4,7,10-Tetraazacyclododecane), J. Org. Chem., 61, p. 5186; erratum in J. Org. Chem. (1997), 62, p. 4548
  4. (en) P.S. Athey & G.E. Kiefer (2002) - A New, Facile Synthesis of 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane: Cyclen, J. Org. Chem., 67, pp. 4081–4085
  5. U.S. Patent 4976950, "Bone marrow suppressing agents" van 11 december 1990 aan The Dow Chemical Company