בין שלוש תרכובות מחזורית אנחנו שמרנו אותו, aziridine יש אנרגיה זן טבעת דומה וגם ציקלופרופאן oxirane לממן שונים המכילים חנקן מחזורית acyclic תרכובת באמצעות הטבעת פתיחה1,2,3. עם זאת, המאפיינים ואת תגובתיות של aziridine תלוי מתמיר של הטבעת חנקן. Aziridine עם קבוצה פורש אלקטרון חנקן הטבעת4, נקרא "שהופעל aziridine", אשר מופעל להגיב עם נוקלאופיל נכנסות ללא כל ריאגנט הפעלת נוספים. מצד שני, "שלא הופעל aziridine" עם תורם אלקטרון מתמיר-חנקן הוא די יציב, אינרטי נוקלאופילים עם, אלא אם כן הוא מופעל כמו יון aziridinium כמו לי (איור 1 א')5, 6 , 7. פתיחת הטבעת aziridine שלא הופעל תלוי גורמים שונים, ביניהם substituents-פחמן C2, C3 של aziridine, אלקטרופיל כדי להפעיל את הטבעת aziridine, את נוקלאופיל נכנסות. בידוד ואפיון של יון aziridinium אינו אפשרי עקב שלה תגובתיות גבוהה לקראת פתיחת הטבעת התגובה על ידי נוקלאופילים עם, אבל את היווצרות ומאפיינים נצפו spectroscopically עם אניון מונה שאינם נוקלאופילית 5 , 8 , 9 , 10. regio - ו stereoselective פתיחת הטבעת התגובה של יון aziridinium על ידי נוקלאופיל מתאימים התשואות המכילות חנקן acyclic יקר מולקולות (Pאני ו Pii)5, 6,7,8,9,10.
באופן דומה, יון bicyclic aziridinium (אניb) יכול להיות מופק באמצעות הסרת הקבוצה עוזבת על ידי התקפה נוקלאופילית של חנקן טבעת של aziridine באופנה התפלגות (איור 1b). לאחר מכן, ביניים זה עובר טבעת-הרחבה עם נוקלאופיל נכנסות דרך שחרורו של הטבעת זן. היווצרות והיציבות של יון bicyclic aziridinium תלויות בגורמים רבים כגון את substituents, את הגודל של כביש הטבעת, של הממס בינוני9. Regio - סטריאוסלקטיביות aziridine הטבעת-ההרחבה הוא היבט מרכזי של השירות שלה סינתטי, אשר תלוי אופי substituents במצע ההתחלה ואת מאפייני נוקלאופיל יישומית.
במחקר מוקדם שלנו, הצלחנו להכין 1-azoniabicyclo [3.1.0]hexane תוזילאט אניb (n = 1) עוקבות של מי הטבעת-הרחבה, גרמו להיווצרות של pyrrolidine ו. פיפרידין (Piii ו- Pהרביעי, n = 1, איור 1)8. כחלק המחקר המתמשך על הכימיה יון bicyclic aziridinium, אנחנו. מתאר בזאת את היווצרות 1-azoniabicyclo [4.1.0]heptane תוזילאט אניb (n = 2) דוגמה מייצגת. זה הוכן מ- 2-(4-toluensulfonyloxybutyl) aziridine והרחבה שלו הטבעת-היה trigged על ידי נוקלאופיל לשלם יקר פיפרידין, azepane (P. אני ו- Pii, n = 2, איור 1) עם מגוונים substituents סביב הטבעת11. הטבעת-הרחבת enantiopure aziridine 4-[(R)-1--1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (R) (1) גרם סינתזה אסימטרית של azaheterocycles שהוחלפו אשר החל לבנות ביולוגית מולקולות פעילים עם שלד פיפרידין, azepane. פרוטוקול סינתטי זה הוחל עבור תרכובות שונות החל 2 פשוט-cyanomethylpiperidine 5f, 2-acetyloxymethylpiperidine 5 שעות ו- 3-hydroxyazepane 6j מולקולות מורכבות יותר כולל טבעיים מוצרים כגון fagomine (9), febrifugine אנלוגי (12) ו- balanol (15) צורות טהורות שטיחות11.