Imine

Las iminas se preparan típicamente mediante la condensación de aminas primarias y aldehídos. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Las cetonas experimentan reacciones similares, pero con menos frecuencia que los aldehídos. En términos de mecanismo, dichas reacciones proceden a través de la adición nucleofílica que da un intermedio hemiaminal −C(OH)(NR ₂ )− , seguido de una eliminación de agua para producir la imina (véase alquilimino-des-oxo-bisustitución para un mecanismo detallado). El equilibrio en esta reacción generalmente favorece al compuesto carbonílico y a la amina, por lo que se requiere destilación azeotrópica o el uso de un agente deshidratante, como tamices moleculares o sulfato de magnesio , para favorecer la formación de la imina. En los últimos años, se ha demostrado que varios reactivos como el borato de tris(2,2,2-trifluoroetilo) [B(OCH ₂ CF ₃ ) ₃ ], ^{[ 14 ]} la pirrolidina ^{[ 15 ]} o el etóxido de titanio [Ti(OEt) ₄ ] ^{[ 16 ]} catalizan la formación de iminas.

Más raro que el uso de amoníaco para obtener una imina primaria que el de aminas primarias. ^{[ 17 ]} En el caso de la hexafluoroacetona, se puede aislar el intermedio hemiaminal . ^{[ 18 ]}

Las cetiminas primarias se pueden sintetizar mediante una reacción de Grignard con un nitrilo . Este método se conoce como síntesis de cetimina de Moureu-Mignonac. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} Por ejemplo, la imina de benzofenona también se puede sintetizar mediante la adición de bromuro de fenilmagnesio a benzonitrilo seguida de una hidrólisis cuidadosa (para evitar que la imina se hidrolice): ^{[ 22 ]}

C6H5CN + C6H5MgBr _→ ( _C6H5 ) 2C = _NMgBr​​_​​​

(C ₆ H ₅ ) ₂ C=NMgBr + H ₂ O → (C ₆ H ₅ ) ₂ C=NH + MgBr(OH)

Existen otros métodos para la síntesis de iminas.

• Reacción de azidas orgánicas con carbenoides metálicos (producidos a partir de compuestos diazocarbonílicos). ^{[ 23 ]}
• La reacción de iminofosforanos y azidas orgánicas en una reacción de aza-Wittig .
• Condensación de ácidos carbónicos con compuestos nitrosos .
• El reordenamiento de las N-haloaminas de tritilo en el reordenamiento de Stieglitz .
• Mediante la reacción de alquenos con ácido hidrazoico en la reacción de Schmidt .
• Mediante la reacción de un nitrilo, ácido clorhídrico y un areno en la reacción de Hoesch .
• Síntesis multicomponente de 3-tiazolinas en la reacción de Asinger .
• Descomposición térmica de oximas . ^{[ 24 ]}

La reacción principal de las iminas, a menudo indeseable, es su hidrólisis para regenerar la amina y el precursor carbonílico.

R ₂ C=NR' + H ₂ O ⇌ R ₂ C=O + R'NH ₂

Las iminas se utilizan ampliamente como intermediarios en la síntesis de heterociclos.

• En la reacción de Povarov, las iminas aromáticas reaccionan con un éter de enol para formar una quinolina .
• Las iminas reaccionan térmicamente con cetenas en cicloadiciones [2+2] para formar β-lactamas en la síntesis de Staudinger . ^{[ 25 ]} Se han descrito varias variantes. ^{[ 26 ] [ 27 ]}
• Las iminas reaccionan con los dienos en la reacción de Diels-Alder de iminas para formar una tetrahidropiridina.
• Las tosiliminas reaccionan con compuestos carbonílicos α,β-insaturados para dar aminas alílicas en la reacción de Aza-Baylis-Hillman .

De forma similar a las aminas de las que proceden, las iminas son ligeramente básicas y se protonan reversiblemente para dar sales de iminio :

R ₂ C=NR' + H ⁺${\displaystyle {\ce {<=>>}}}$ [R ₂ C=NHR'] ⁺

Alternativamente, las iminas primarias son suficientemente ácidas como para permitir la N-alquilación, como se ilustra con la imina de benzofenona : ^{[ 28 ]}

(C ₆ H ₅ ) ₂ C=NH + CH ₃ Li → (C ₆ H ₅ ) ₂ C=NLi + CH ₄

(C ₆ H ₅ ) ₂ C=NLi + CH ₃ I → (C ₆ H ₅ ) ₂ C=NCH ₃ + LiI

Las iminas son ligandos comunes en la química de coordinación . Ejemplos particularmente populares son los ligandos de base de Schiff derivados del salicilaldehído , los ligandos salen . Las reacciones de iminas catalizadas por metales se producen a través de estos complejos. En los complejos de coordinación clásicos , las iminas se unen a los metales a través del nitrógeno. Para metales de baja valencia, se observan ligandos η² ^- imina.

De forma muy análoga a las cetonas y los aldehídos, las iminas primarias son susceptibles al ataque de equivalentes de carbaniones. El método permite la síntesis de aminas secundarias: ^{[ 29 ] [ 30 ]}

R ₂ C=NR' + R"Li → R ₂ R"CN(Li)R'

R ₂ R"CN(Li)R' + H ₂ O → R ₂ R"CNHR' + LiOH

Esto se puede ampliar para incluir carbonos enolizables en la reacción de Mannich , que es un enfoque sencillo y comúnmente utilizado para producir compuestos β-aminocarbonílicos: ^{[ 31 ]}

Si los grupos funcionales cercanos estabilizan la carga negativa en el átomo de carbono, entonces las iminas pueden agregar equivalentes de carbanión en el nitrógeno, por ejemplo: ^{[ 32 ]}

(NC) ₂ C=NR  + R'Li  → (NC) ₂ C(Li) ‑ NRR'

MeN= C(CH ₂ ) ₂ C ₆ H ₄  + RLi  → MeRN - C ₉ H ₈ Li

Las iminas se reducen mediante aminación reductiva . Una imina puede reducirse a una amina mediante hidrogenación, por ejemplo, en una síntesis de m -tolilbencilamina: ^{[ 33 ]}

Otros agentes reductores son el hidruro de litio y aluminio y el borohidruro de sodio . ^{[ 34 ]}

La reducción asimétrica de iminas se ha logrado mediante hidrosililación utilizando un catalizador de rodio- DIOP . ^{[ 35 ]} Desde entonces se han investigado muchos sistemas. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

Debido a su mayor electrofilicidad, los derivados de iminio son particularmente susceptibles a la reducción a aminas. Dichas reducciones pueden lograrse mediante hidrogenación por transferencia o mediante la acción estequiométrica del cianoborohidruro de sodio . Dado que las iminas derivadas de cetonas asimétricas son proquirales , su reducción define una ruta hacia aminas quirales.

Las aldiminas no impedidas tienden a ciclarse, como lo ilustra la condensación de metilamina y formaldehído , que da la hexahidro-1,3,5-triazina .

Los polímeros de imina ( poliiminas ) se pueden sintetizar a partir de aldehídos y aminas multivalentes . ^{[ 38 ]} La reacción de polimerización se produce directamente cuando los monómeros de aldehído y amina se mezclan a temperatura ambiente. En la mayoría de los casos, aún pueden ser necesarias pequeñas cantidades de disolvente. Las poliiminas son materiales particularmente interesantes debido a su aplicación como vitrímeros . Gracias a la naturaleza covalente dinámica de los enlaces de imina, las poliiminas se pueden reciclar con relativa facilidad. Además, las poliiminas son conocidas por su comportamiento de autorreparación. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

De forma similar a los acoplamientos de pinacol , las iminas son susceptibles al acoplamiento reductivo que conduce a 1,2- diaminas . ^{[ 41 ]}

Las iminas se oxidan con ácido meta-cloroperoxibenzoico (mCPBA) para dar oxaziridinas .

Las iminas son intermediarios en la alquilación de aminas con ácido fórmico en la reacción de Eschweiler-Clarke .

Un reordenamiento en la química de los carbohidratos que involucra una imina es el reordenamiento de Amadori .

Una reacción de transferencia de metileno de una imina por un iluro de sulfonio no estabilizado puede dar lugar a un sistema de aziridina . Las iminas reaccionan con dialquilfosfito en la reacción de Pudovik y en la reacción de Kabachnik-Fields.