Piroleste un compus heterociclic cu cinci membri cu activități farmaceutice și biologice importante. Există multe metode sintetice de pirol, inclusiv următoarele.
1. Metoda de sinteză Paal-Knorr
Metoda Paal-Knorr este o metodă tipică care utilizează ca reactanți grupări funcționale precum 1,4-dialdehida și 1,3-dicetonă. Această metodă utilizează o reacție de adiție carbonil nucleofilă între acești doi compuși pentru a forma o 5-hidroxi-2,3-piridină disubstituită{-1,4-dionă, urmată de o reacție de dezoxidare pentru a produce produsul țintă. Metoda Paal-Knorr are avantajele condițiilor de reacție simple, randament ridicat și gamă largă de aplicare și a devenit una dintre metodele de sinteză utilizate în mod obișnuit pentru sinteza pirolului.
Pirolul este un compus heterociclic cu cinci membri cu o gamă largă de activități chimice și biologice. Ca un important compus țintă de sinteză organică, acesta poate fi sintetizat prin diverse metode, printre care metoda de sinteză Paal-Knorr este una dintre cele mai frecvent utilizate metode. Sinteza Paal-Knorr este o metodă clasică de a genera piroli prin reacția 1,4-dihidroxibutanului (sau alți 1,4-dihidroxialcani corespunzători) cu amide sau esteri. Această metodă are caracteristicile unei selectivități excelente, condiții ușoare de reacție și puritate ridicată a produselor de reacție, deci este utilizată pe scară largă în domeniul sintetizării intermediarilor organici și a moleculelor de medicamente.
Pași:
Următoarele sunt etapele operaționale de bază ale metodei de sinteză Paal-Knorr, iar procesul experimental detaliat este următorul:
(1) Se adaugă 1,4-dihidroxibutan, amidă sau ester și solvent într-un balon uscat cu trei gâturi.
(2) Adăugați o cantitate adecvată de catalizator acid, cum ar fi p-TsOH etc.
(3) Porniți încălzirea și controlați viteza de încălzire la 5 grade/min.
(4) Soluţia mamă de reacţie a fost agitată continuu şi a reacţionat la temperatura camerei timp de 15 ore.
(5) După reacție, se răcește la temperatura camerei și se filtrează.
(6) Solventul este evaporat din filtrat pentru a da un produs solid.
2. Metoda de sinteză Hantzsch:
Metoda Hantzsch este o altă metodă importantă de pirol, utilizând cetoesteri -substituiți- -(cum ar fi -metoxietoxietanona) și amine ca reactanți, cu reacții ușoare și randamente ridicate. Metoda Hantzsch a fost odată una dintre cele mai frecvent utilizate metode de sinteză a pirolului în istorie și încă își păstrează valoarea sintetică inițială până acum.
Următorii sunt pașii detaliați ai sintezei Hantzsch.
Pasul 1: Reacția de condensare a acetonei și acetilacetonei:
Mai întâi, s-au adăugat acetonă și acetilacetonă la soluția de acid sulfuric într-un raport de 1:2 și s-a adăugat o cantitate mică de etanol ca solvent. Reacția de condensare are loc în amestec și produce săruri organice ale acidului ceton dibazic sub încălzire.
Pasul 2: Reacția de adăugare a acidului barbaric:
Următorul pas este adăugarea acidului barbalic la amestecul de reacție. În această reacție într-o singură etapă, acidul barbarilic acționează ca o amină cuaternară și un nucleofil și suferă o reacție de condensare cu compusul cetonic. Produsul este un acid Hantzsch care conține trei atomi de halogen.
Pasul 3: Reacția de reducere:
Etapa finală este reducerea acidului Hantzsch. Această etapă se realizează prin adăugarea de hidroxid de sodiu sau alți agenți reducători. Produsul după reducere este 2,3,5-pirol trisubstituit. Aceștia sunt pașii detaliați ai sintezei Hantzsch. Această metodă sintetică include etape de reacție de condensare, adăugare și reducere, fiecare dintre acestea fiind esențială. Sinteza Hantzsch este o metodă foarte eficientă pentru sinteza pirolilor și a fost utilizată pe scară largă.
3. Sinteza hatch:
Sinteza Haack este o strategie bazată pe funcționalizarea C–H dezvoltată inițial de BM Trost și H. Amii și colab. pentru a genera o varietate de molecule organice mici importante. În ultimii ani, această metodă a fost folosită și pentru a sintetiza o varietate de liganzi de tetrafenilsulfură și compuși pirolici.
Pașii de operare ai metodei de sinteză Hatch vor fi descriși în detaliu mai jos.
Etape experimentale:
Pasul 1: Prepararea iodurii de amoniu:
Luați 60 g de iod, adăugați o cantitate mică de apă pentru a se dizolva, adăugați 50 ml de acid clorhidric concentrat la temperatura camerei, faceți pH-ul soluției mai mic de 1, adăugați apă distilată la 1,5 L; încălziți soluția preparată la 80 de grade, adăugați 50 g de clorură de amoniu anhidră în cantități mici unul câte unul și amestecați uniform; apoi, soluția a fost evaporată până la uscare, iar solidul a fost scos și zdrobit în iodură de amoniu.
Pasul 2: Tratamentul pre-reacție:
Se amestecă 1,25 g de iodură de amoniu, 1 g de , -cetonă nesaturată și 0,75 g de aldehidă, se adaugă la 2 ml de acid acetic glacial, se amestecă pentru a se dizolva; se pasivează MgSO4 timp de 1 oră, se filtrează MgSO4 și se concentrează filtratul la {{10}},5~1,0mL.
Pasul 3: Procesul de reacție:
Se adaugă reactantul concentrat la 100 ml de soluție izopropanol/apă 30/100 într-o baie de ulei siliconic, se adaugă 50 ml de apă amoniacală 4,0 mol/L preparată, se încălzește până la fierbere și se menține soluția de reacție la fierbere timp de 20 de minute. Soluția de reacție a fost răcită la temperatura camerei, extrasă cu apă și prelucrată în continuare conform purității produsului cerută în experiment.
Pasul 4: Purificați produsul:
Concentrați produsul extras, înmuiați-l mai întâi în metanol fierbinte și apoi folosiți o baie de apă fierbinte cu temperatură constantă pentru a regla valoarea pH-ului soluției, apoi turnați-l în soluția verde pentru absorbție și purificare.
Pasul 5: Analiza organizațională:
Structura și puritatea produselor de pirol au fost obținute prin analiza finală RMN și spectrometrie de masă.
Printre altele, trebuie remarcat faptul că reactanții reacției de sinteză Hatch trebuie identificați și manipulați cu atenție pentru a preveni reacția să fie susceptibilă la alți compuși. În același timp, condițiile de reacție ar trebui să fie stabile în timpul reacției, iar soluția de reacție trebuie agitată continuu pentru a asigura uniformitatea reacției.
Metoda de sinteză Haack are avantajele unei disponibilități ușoare a materiilor prime chimice, condiții de reacție blânde și strategie de sinteză simplă. În plus, prin schimbarea rațională a structurii grupului protetic funcționalizat și a nuclearului リArginn are performanțe bune de control asupra reacției, ceea ce facilitează foarte mult sinteza chiralității și diversității structurale.
4. Cercetări pe alte metode de sinteză
Pe lângă metodele introduse mai sus, există multe alte metode care pot fi folosite pentru sinteza pirolului, cum ar fi utilizarea adăugării frecvenței iminei, reacția Pictet-Spengler etc. În sinteza organică modernă, oamenii au căutat noi, eficiente , și metode ecologice de sinteză a pirolului pentru a obține compuși cu activitate biologică și valoare farmacologică mai mare.
Pe scurt, metodele de mai sus sunt una dintre metodele obișnuite de sinteză a pirolului, printre care metoda Paal-Knorr și metoda Hantzsch sunt două metode utilizate în mod obișnuit, iar metoda Haack a fost folosită mai pe scară largă în ultimii ani.