5-Cianoindoleste un compus organic important utilizat pe scară largă în cercetarea moleculelor bioactive în domeniul medicinei. Mai jos vom introduce câteva metode sintetice de 5-Cyanoindol.
Link-ul de 5-Cianoindol:
1. Metoda de reacție Bergman:
Reacția metodei este de a folosi alchinele ca materii prime pentru a genera compuși inel aromatici prin reacția de dehidrogenare. 5-Cianoindolul poate fi sintetizat în acest mod. Materiile prime utilizate în reacție sunt tereftalatul de dietil și 2-fenilacetilena. După ce cei doi compuși de mai sus sunt iradiați de lumină ultravioletă, se formează intermediari și, în final, se generează 5-Cianoindol printr-o reacție de ciclizare. Avantajul acestei metode este că condițiile de reacție sunt relativ blânde și eficiența sintezei este mare, dar materiile prime sunt scumpe și costul este mare.
Etapele reacției Bergman:
Pasul 1: Prepararea 5-cianindolului și trifluoracetatului de argint:
În condiții de laborator, se amestecă {{0}}cianindol și trifluoracetat de argint, de obicei de ordinul a 0,1 mmol. Adăugați încet soluția de dimetil sulfoxid (DMSO) într-un evaporator rotativ și amestecați pentru a amesteca, mențineți încălzirea la 60 de grade până când toate substraturile sunt dizolvate. S-a adăugat de două ori mai mult trifluoracetat de argint decât substratul.
Pasul 2: Reacția de reflux:
Amestecul de reacţie a fost încălzit timp de 1 oră şi refluxat pentru a menţine temperatura stabilă la 60 de grade.
Pasul 3: Hidroliza:
După reacţie, soluţia amestecată a fost răcită la temperatura camerei şi s-a adăugat încet o cantitate adecvată de apă pentru amestecare, iar produsul a fost extras cu o soluţie corespunzătoare (cum ar fi acetonă). În acest proces, datorită polarității caracteristicii dublei legături din scheletul 5-cianindol, extracția produsului devine mai deranjantă.
Pasul 4: Concentrare:
Se concentrează produsul extras sub presiune redusă, se spală produsul în mod repetat cu un filtru și apă pură, se evaporă și se usucă.
Reacția Bergman este o reacție importantă de ciclizare intramoleculară, iar mecanismul său de reacție are următoarele două posibilități:
Mecanismul 1: Reacție proeminentă de oxidare a hidrogenului/oxigenului:
Mecanismul reacției Bergman implică o reacție de oxidare hidrogen/oxigen și este dificil să se stabilească o reacție carbon-carbon în acest mod intramolecular. Printre acestea, starea subtractivă a carbonului-hidrogen din 5-cianindol face ca reacțiile de ciclizare să fie mai generalizate și mai ușor de reacţionat. În această reacție, informațiile de rezonanță magnetică nucleară (RMN) au confirmat conversia oxidativă a N-cianitrogenului din 5-cianindol în atomul de azot N-subvalent (oN≡C). Oxizii de azot generați (oN≡C) pot fi reduși la acizii carboxilici și aminele corespunzătoare prin alți reactivi omogene și eterogene. În acest proces, un rol important joacă și catalizatorul chimic eterogen (acid/bază).
Mecanismul 2: Reacție proeminentă de oxidare a hidrogenului/azotului:
Reacția Bergman poate fi explicată și prin reacția de oxidare hidrogen/azot. În această reacție, starea redusă a carbonului-hidrogen din 5-cianindol reacționează bine. Azotul N-ciano poate oxida legăturile carbon-hidrogen adiacente. Acești intermediari oxidați sunt dezvoltați prin alte reacții (cum ar fi oxidarea hidrogenului, nitrarea etc.). Reacția Mo(CO)6 pe Cp2Fe și intermediarii oxid de azot produși poate oferi, de asemenea, un agent reducător mai puternic. Reacțiile corespunzătoare de transfer de electroni pot juca un rol important.
2. Metoda de reacție de cuplare Suzuki:
Metoda de reacție de cuplare Suzuki este o reacție importantă utilizată pe scară largă, care poate fi utilizată pentru a construi scheletul compușilor inelului aromatic. 5-Cianoindolul poate fi, de asemenea, sintetizat prin această reacție. Avantajul acestei metode este că materiile prime sunt relativ ieftine și condițiile de reacție sunt ușor de controlat, dar este necesar un solvent organic.
(1) În primul rând, trebuie pregătite materiale, inclusiv 5-Bromoindol, 5-Ciano-1,3-dimetilpirimidină{-2,4-dionă, Acetat de paladiu (Pd(OAc)2), liganzi de fosfină (cum ar fi fosfină sau fosfită), alcaline (cum ar fi benzoat de sodiu sau carbonat de sodiu), solvenți organici (cum ar fi clorură de dimetil sulfoxid, acetonitril sau diclormetan) și apă.
(2) Dizolvați liganzii de 5-bromoindol, 5-ciano{-1,3-dimetilpirimidină{-2,4-dionă și fosfină într-un solvent organic, cum ar fi clorură de dimetil sulfoxid, acetonitril sau diclormetan și se adaugă alcali în condiții criogenice. De exemplu, dizolvați 5-bromoindol (0,5 mmol), {{1{0}}cian{-1,3-dimetilpirimidină-2,{ {14}}dionă (0,6 mmol), liganzi de fosfină (cum ar fi TRIPHOS, {{2{0}},9 mol procente) și carbonat de sodiu (2,0 echiv.) în CH3CN, agitați până se dizolvă complet , apoi s-a adăugat carbonat de sodiu (2,0 echiv.) la -78 grade .
(3) Se adaugă acetat de paladiu (Pd(OAc)2) în sistemul de reacție și se agită pentru a se amesteca. De exemplu, adăugați acetat de paladiu (1,0 procent molar) la amestecul de mai sus și amestecați reacția la -78 grade.
(4) Amestecul de reacție va fi încălzit la temperatura camerei sau la 70 de grade sub un controler de temperatură și va reacționa timp de 1-2 ore. După ce reacția este terminată, amestecul de reacție este filtrat, iar amestecul de reacție este separat și extras cu apă și un solvent organic.
(5) Extrageți și purificați produsul țintă 5-Cianoindol din săruri anorganice și alte impurități prin cromatografie pe coloană sau alte tehnici de separare. De exemplu, folosind cromatografia pe coloană cu silicagel, produsul țintă este extras din impuritățile din cromatografia pe coloană și este caracterizat prin mijloace precum RMN.
În concluzie, pașii pentru sinteza 5-Cyanoindolului prin reacția de cuplare Suzuki sunt foarte simpli, dar trebuie acordată atenție selecției condițiilor și materialelor de reacție.
3. Metoda de reacție Friedel-Crafts:
Reacția Friedel-Crafts (reacția Fujiwara-Moritani) este o metodă de sinteză organică pentru sinteza aromatice prin reacția de schimb de imine și sulfuri de arii. Este o reacție de ciclizare care leagă un inel imidazol sau pirol cu un inel aldehidă sau cetonică pentru a genera o amină aromatică care conține un heterociclu. 5-Cianoindolul este un compus amidic cu un heterociclu de azot, care poate fi sintetizat prin reacția Friedel-Crafts. Avantajul acestei metode este că proprietățile chimice ale materiilor prime sunt relativ stabile, iar structura produsului rezultat este relativ stabilă. Cu toate acestea, este necesar să se acorde atenție selecției condițiilor de reacție în timpul funcționării.
Pașii detaliați ai metodei de reacție Friedel-Crafts sunt următorii:
(1.) Prepararea reactanților: adăugați 5-cianoindol și solvent organic care conține formaldehidă într-un balon cu trei gâturi curat și uscat. în care, solventul organic poate fi solvenţi organici anhidri, cum ar fi nitrili, eteri, esteri, etc., dar trebuie avut grijă să se selecteze polaritatea solventului şi compatibilitatea reactanţilor.
(2.) Reacție de încălzire: Puneți sticla cu trei gâturi într-o baie de ulei fierbinte, mai întâi încălziți amestecul de reactanți la temperatură scăzută, apoi încălziți-l treptat la temperatura de reacție. Timpul de reacție este în general de 15-60 minute. Temperatura optimă de reacție pentru această reacție este în general între 100-140 grade, care poate fi ajustată pentru diferiți reactanți.
(3.) Separarea produselor de reacție: După ce reacția este finalizată, se răcește amestecul de reacție la temperatura camerei, se adaugă o cantitate mare de apă și vopsea organică, apoi se ajustează pH-ul la neutru cu soluție apoasă de acid sau acid clorhidric. Faza organică şi faza apoasă au fost separate, iar faza organică a fost uscată pe sulfat de sodiu anhidru şi apoi concentrată la sec. Produsul poate fi separat și purificat prin cromatografie pe coloană și altele asemenea.
În rezumat, reacția Friedel-Crafts este o metodă de sinteză importantă, care este potrivită pentru sinteza aminelor aromatice din compuși heterociclici. Pentru compușii cu amide heterociclice de azot, cum ar fi 5-Cianoindol, această reacție are aplicabilitate puternică și poate realiza sinteza de ciclizare, care are o anumită valoare de aplicare pentru cercetare în acest domeniu.
4. Metoda reacției de liniarizare:
Metoda de reacție de liniarizare este o metodă de conversie a moleculelor de acid nucleic în ADN sau ARN linearizat, în care 5-Cianoindolul este un reactiv de reacție utilizat în mod obișnuit. Materiile prime utilizate în reacție sunt alcoolul benzilic și cianohidroxidul de sodiu, iar 5-Cianoindolul este sintetizat în continuare printr-o reacție de ciclizare. Avantajul acestei metode este că materiile prime sunt ușor de obținut și costul este mic și este potrivită pentru diverse domenii de analiză și cercetare a acidului nucleic. Cu toate acestea, este necesar să se acorde o atenție deosebită condițiilor de ciclizare în timpul procesului de utilizare pentru a vedea dacă se pot genera produse ciclice.
Metoda de reacție de liniarizare a 5-Cyanoindolului și pașii săi detaliați.
(1) Adăugați ADN-ul sau ARN-ul țintă în tamponul care conține 5-cianoindol, utilizând de obicei tampon Tris cu pH 8,5. 5-Cianoindolul este un reactiv fotochimic puternic de reticulare, care poate forma un complex cu legarea NC cu bazele de acid nucleic, rezultând reticulare între catenele de acid nucleic.
(2) Expuneți amestecul de reacție la lumină ultravioletă de 365 nm și, prin acțiunea luminii ultraviolete, 5-Cianoindolul formează o legătură covalentă cu baza din ADN sau ARN, realizând astfel liniarizarea.
(3) Adăugați tampon de încărcare cu gel, încărcați produsul de reacție și rulați-l în gelul de agaroză pentru separarea prin electroforeză. Deoarece ADN-ul sau ARN-ul liniarizat produce o singură bandă în gel, este posibilă separarea fragmentelor liniare de ADN sau ARN prin separare electroforetică.
În general, toate metodele de mai sus sunt folosite pentru a sintetiza 5-Cyanoindol și au propriile avantaje și dezavantaje. În aplicarea practică, este necesar să se selecteze metoda cea mai potrivită în funcție de produsul efectiv necesar.