Izokinolinjuda ko'p qiziqarli kimyoviy xossalarga ega, ularning eng vakili - ko'p turdagi reaktsiyalarni amalga oshirishi mumkin. Izoxinolin ham xinolingacha oksidlanishi yoki 1- yoki 2-metilxinolingacha qaytarilishi mumkin. Izokinolin ham bir oz ishqoriy va ozgina kislotali. Tabiiy o'xshash mahsulotlar o'simliklar va hayvonlarda keng tarqalgan alkaloidlar sinfidir. Ular odatda sedativ, analjezik, antitumor, antiviral va antibakterial ta'sirlarni o'z ichiga olgan yaxshi farmakologik faollikka ega. Odatda morfin, fenotiazinlar, xinolinlar va boshqalar kiradi. Tabiiy mahsulotlarning farmakologik faolligi tufayli izokinolin birikmalari dori dizayni va sintezi uchun muhim asosga aylandi. Misol uchun, lidokain jarrohlikda ishlatiladigan lokal anestezik bo'lib, uning sintezi izokinolin birikmalarining konversiyasini o'z ichiga oladi. Amoksitsillin bakterial infektsiyalarni davolashda ishlatiladigan antibiotik bo'lib, uning asosiy kashshofi ham izoxinolindir. Umuman olganda, izokinolin tabiiy mahsulotlarda, farmatsevtika sintezida va organik kimyoda keng qo'llaniladigan muhim organik birikmalardan biridir. Izokinolinni o'rganish nafaqat uning noyob kimyoviy xususiyatlarini chuqur o'rganishi mumkin, balki foydali dastur qiymatini ham keltirishi kutilmoqda.
Izokinolin keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladigan aromatik birikma bo'lib, tibbiyotda va materialni qo'llashda muhim ahamiyatga ega. Shuning uchun uning sintetik usuli ko'pchilikning e'tiborini tortdi. Ushbu maqolada izokinolinning barcha sintez usullari, jumladan Piktet-Spengler sintezi, Bischler-Napieralski sintezi, Gattermann-Skita sintezi, Pd-katalizlangan CH funksionalizatsiyasi va boshqalar ko'rib chiqiladi.
1. Piktet-Spengler sintezi
Isoxinolin biologik faollik va farmakologik ta'sirlarning keng doirasiga ega bo'lgan muhim azot o'z ichiga olgan geterotsiklik birikma. Piktet-Spengler sintezi izoxinolinni sintez qilishning keng tarqalgan usuli hisoblanadi.
Piktet-Spengler sintez usulining bosqichlari:
1. Amid birikmalarining sintezi. Aromatik aminlar va kislota angidridlari amid birikmalarini hosil qilish uchun reaksiya erituvchida kondensatsiyalanadi. Reaktsiya xona haroratida amalga oshirilishi mumkin va katalizator DCC (1,3-Disiklogeksilkarbodiimid) yoki EEDQ (N-aminobutoksisiyano) va boshqalar bo'lishi mumkin.
2. Aromatik siklopropanonlarning sintezi. Sintezlangan amid birikmasi asosiy sharoitlarda boshqa aromatik amin bilan reaksiyaga kirishib, aromatik sikloaseton oraliq mahsulotini hosil qiladi. Umumiy katalizatorlarga CuCl2 kabi sub-ishqoriy oksidlovchilar yoki NaH kabi metall asoslar kiradi.
3. Yorug'lik protonatsiyasi va siklizatsiya orqali maqsadli mahsulotni yaratish. Birinchidan, hosil bo'lgan aromatik siklopropanon oraliq mahsuloti zaif kislotali sharoitda engil protonlanadi, so'ngra izokinolin mahsulotini olish uchun siklizatsiya reaktsiyasi amalga oshiriladi. Reaksiya jarayonida suv molekulasi ajralib chiqishi mumkin va sikllanish uchun sharoit HCl kabi kislotalar yoki pirofosforik kislota kabi qaytaruvchi moddalardan foydalanishi mumkin.
Reaktsiya mexanizmi:
Piktet-Spengler sintezining reaktsiya mexanizmini ikkita asosiy bosqichga bo'lish mumkin. Birinchi bosqichda aromatik amin va kislota angidrid reaksiya erituvchida kondensatsiyalanadi va amid birikmasini hosil qiladi. Ushbu kondensatsiya reaktsiyasining mexanizmi nukleofil qo'shilish-eliminatsiya reaktsiyasi deb hisoblanadi. Ushbu mexanizmda azot geteroatomidagi yolg'iz elektron jufti angidridning gidroksilga o'xshash guruhiga nukleofil hujum sifatida ishlaydi, bunda karbonil guruhi azotga o'tadi, oraliq amid hosil qiladi va chumoli kislotasini chiqaradi. sirka angidridining boshqa qismi.
Ikkinchi bosqich, aromatik siklopropanon oraliq mahsulotining hosil bo'lishi ikki xil molekulalarning oddiy birikmasidan so'ng dekarboksillanishdir. Bu mexanizmda birinchi molekuladagi amin keton tarkibidagi karben uglerodiga hujum qilish uchun nukleofil rolini o‘ynaydi va shart-sharoitlarga bog‘liq holda qayta ishlanishi mumkin bo‘lgan oraliq A hosil qiladi. Keyin oraliq A izoxinolin mahsulotini ishlab chiqarish uchun kislota yoki qaytaruvchi ta'sirga duchor bo'ladi.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, Piktet-Spengler sintez usuli muhim kimyoviy sintez usuli bo'lib, u izoxinolinni samarali sintez qila oladi. Uning bosqichlari oddiy, reaksiya sharoitlari yumshoq, nazorat qilish oson va olingan mahsulot yuqori tozalikka ega, shuning uchun u organik sintez sohasida keng qo'llaniladi.
2. Bishler-Napieralskiy sintezi
Bischler-Napieralski sintezi izokinolin birikmalarini sintez qilish usuli bo'lib, u amidlarni boshlang'ich material sifatida ishlatadi va ularni siklizatsiya va suvsizlanish orqali maqsadli birikmalarga aylantiradi. Sintez usuli birinchi marta 1893 yilda Bishler va Napieralski tomonidan ixtiro qilingan va o'simliklar va sintetik preparatlarni tayyorlashda keng qo'llanilgan.
Reaktsiya mexanizmi:
Bishler-Napieralskiy reaksiyasi kislota-katalizli sikllanish bosqichi va asos-katalizli suvsizlanish bosqichidan iborat. Reaktsiya mexanizmini quyidagi bosqichlar bilan umumlashtirish mumkin:
(1) Amid molekulasi kislotali katalizator ta'sirida protonlanadi va N atomi musbat zaryadlangan organik kation bo'lgan oraliq mahsulot hosil qiladi. Bu bosqichda xlorid kislota yoki temir xlorid kabi etarlicha kuchli kislotali katalizator kerak bo'ladi.
(2) oraliq moddaning N atomi va qo'shni C atomi o'rtasida elektrofil hujum sodir bo'ladi, natijada besh a'zoli halqali oraliq mahsulot paydo bo'ladi. Bu bosqich molekula ichidagi nukleofil almashtirish orqali erishiladi. Guruhdagi p elektronlar besh a'zoli halqadagi C atomiga o'tib, yangi CC bog'lanish hosil qiladi va besh a'zoli halqaning markazidagi C atomi musbat zaryadlangan.
(3) Besh a'zoli halqa oraliq mahsuloti olti a'zoli halqali oraliq mahsulot hosil qilish uchun deprotonatsiya qilinadi. Ushbu bosqich odatda deprotonatsiya reaktsiyasini rivojlantirish uchun ma'lum bir harorat va vaqtni talab qiladi.
(4) Alkil bilan almashtirilgan olti a'zoli halqali qidiruv mahsulot yakuniy izokinolin mahsulotini hosil qilish va bir vaqtning o'zida suv molekulalarini chiqarish uchun asos bilan osonlashtirilgan dehidratsiya reaktsiyasidan o'tadi.
Umuman olganda, izokinolinni sintez qilishning ko'plab usullari mavjud va turli xil usullar turli reaktsiya sharoitlariga mos keladi. Ushbu usullar haqiqiy ehtiyojlarga qarab sozlanishi va tanlanishi mumkin.