Hydrazone

Les hydrazines sont une classe de composés organiques de structure R ¹ R ² C=N−NH ₂ . Elles sont apparentées aux cétones et aux aldéhydes par le remplacement de l'oxygène =O par le groupe fonctionnel = N−NH ₂ . Elles sont généralement formées par l'action de l'hydrazine sur les cétones ou les aldéhydes.

L'hydrazine, les organohydrazines et les 1,1-diorganohydrazines réagissent avec les aldéhydes et les cétones pour donner des hydrazones.

La phénylhydrazine réagit avec les sucres réducteurs pour former des hydrazones appelées osazones , qui ont été développées par le chimiste allemand Emil Fischer comme test pour différencier les monosaccharides .

Les hydrazones sont à la base de diverses analyses de cétones et d'aldéhydes. Par exemple, la dinitrophénylhydrazine déposée sur un sorbant en silice constitue la base d'une cartouche d'adsorption . Les hydrazones sont ensuite éluées et analysées par chromatographie liquide haute performance (HPLC) à l'aide d'un détecteur UV .

Le composé carbonyl cyanure- p -trifluorométhoxyphénylhydrazone (abrégé en FCCP) est utilisé pour découpler la synthèse d'ATP et la réduction de l'oxygène dans la phosphorylation oxydative en biologie moléculaire .

Les hydrazones sont à la base des stratégies de bioconjugaison . Les méthodes de couplage à base d'hydrazone sont utilisées en biotechnologie médicale pour coupler des médicaments à des anticorps ciblés (voir ADC ), par exemple des anticorps contre un certain type de cellule cancéreuse. La liaison à base d'hydrazone est stable à pH neutre (dans le sang), mais est rapidement détruite dans l'environnement acide des lysosomes de la cellule. Le médicament est ainsi libéré dans la cellule, où il exerce sa fonction.

Les hydrazones sont susceptibles d’être hydrolysées :

R2C =N−NR'2 _{+ H2O} → _R2C = _O + _H2N − _NR'2

Les alkylhydrazones sont 10 ² à 10 ³ fois plus sensibles à l'hydrolyse que les oximes analogues .

Lorsqu'elles dérivent de l'hydrazine elle-même, les hydrazones se condensent avec un deuxième équivalent d'un carbonyle pour donner des azines :

R2C =N−NH2 ₊ R2C ₌ O → _{R2C =N −} N = _CR2 + _H2O

Les hydrazones sont des intermédiaires dans la réduction de Wolff-Kishner .

Les hydrazones sont des réactifs dans l'iodation de l'hydrazone , la réaction de Shapiro et la réaction de Bamford–Stevens pour les composés vinyliques . Les hydrazones peuvent également être synthétisées par la réaction de Japp–Klingemann via des β-cétoacides ou des β-céto-esters et des sels d'aryl diazonium. Les hydrazones sont converties en azines lorsqu'elles sont utilisées dans la préparation de 1 H - pyrazoles 3,5-disubstitués , une réaction également bien connue utilisant l'hydrate d'hydrazine . Avec un catalyseur à base de métal de transition , les hydrazones peuvent servir de substituts de réactifs organométalliques pour réagir avec divers électrophiles.

Dans les N , N -dialkylhydrazones la liaison C=N peut être hydrolysée, oxydée et réduite, la liaison N–N peut être réduite en amine libre. L'atome de carbone de la liaison C=N peut réagir avec des nucléophiles organométalliques. L'atome d'hydrogène alpha est plus acide de 10 ordres de grandeur par rapport à la cétone et donc plus nucléophile. La déprotonation avec par exemple le diisopropylamide de lithium (LDA) donne un azaénolate qui peut être alkylé par des halogénures d'alkyle. Les hydrazines SAMP et RAMP fonctionnent comme auxiliaires chiraux .

Plusieurs méthodes sont connues pour récupérer des composés carbonylés à partir de N,N-dialkylhydrazones. Les procédures incluent des conditions de clivage oxydatif, hydrolytique ou réducteur et peuvent être compatibles avec une large gamme de groupes fonctionnels.

• Hydrazones
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  Benzophénone hydrazone, une hydrazone illustrative
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  Cyanure de carbonyle m -chlorophénylhydrazone
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  Gyromitrine (acétaldéhyde méthylformylhydrazone), une toxine
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  La dihydralazine , un médicament antihypertenseur
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  Structure des rayons X de l'hydrazone de la benzophénone dérivée du DNP . Paramètres sélectionnés : C=N, 128 pm ; NN, 138 pm, NNC(Ar), 119 pm