5-Siyanoindoltibbiyot sohasida bioaktiv molekulalarni tadqiq qilishda keng qo'llaniladigan muhim organik birikma. Quyida biz 5-Cyanoindolning bir nechta sintetik usullari bilan tanishamiz.
ning havolasi 5-Siyanoindol:
1. Bergman reaksiya usuli:
Usulning reaktsiyasi gidrogenatsiya reaktsiyasi orqali aromatik halqa birikmalarini hosil qilish uchun xom ashyo sifatida alkinlardan foydalanishdir. 5-Siyanoindolni shu tarzda sintez qilish mumkin. Reaksiyada ishlatiladigan xom ashyo dietiltereftalat va 2-fenilasetilendir. Yuqoridagi ikkita birikma ultrabinafsha nurlar bilan nurlantirilgandan so'ng, oraliq moddalar hosil bo'ladi va nihoyat 5- sikllanish reaktsiyasi orqali siyanoindol hosil bo'ladi. Ushbu usulning afzalligi shundaki, reaksiya sharoitlari nisbatan yumshoq va sintez samaradorligi yuqori, ammo xom ashyo qimmat va narxi yuqori.
Bergman reaktsiyasining bosqichlari:
1-qadam: 5-siyanindol va kumush trifloroatsetat tayyorlash:
Laboratoriya sharoitida {0}}siyanindol va kumush trifloroatsetat aralashtiriladi, odatda 0,1 mmol darajasida. Sekin-asta dimetil sulfoksid (DMSO) eritmasini aylanadigan evaporatatorga qo'shing va aralashtirish uchun aralashtiring, barcha substratlar eriguncha 60 gradusgacha qizdiring. Substratdan ikki baravar ko'proq kumush trifloroatsetat qo'shildi.
2-qadam: reflyuks reaktsiyasi:
Reaksiya aralashmasi 1 soat davomida isitiladi va haroratni 60 daraja barqaror ushlab turish uchun qayta oqimga solinadi.
3-qadam: gidroliz:
Reaksiyadan so'ng, aralashtirilgan eritma xona haroratiga qadar sovutildi va aralashtirish uchun asta-sekin tegishli miqdorda suv qo'shildi va mahsulot mos keladigan eritma (masalan, aseton) bilan ekstraktsiya qilindi. Bu jarayonda 5-siyanindol skeletidagi qoʻsh bogʻlanish xarakteristikasining qutbliligi tufayli mahsulotning ekstraktsiyasi yanada mashaqqatli boʻladi.
4-qadam: Konsentratsiya:
Chiqarilgan mahsulotni past bosim ostida konsentratsiyalang, mahsulotni filtr va toza suv bilan qayta-qayta yuving va bug'lang va quriting.
Bergman reaktsiyasi muhim molekulyar sikllanish reaktsiyasi bo'lib, uning reaktsiya mexanizmi quyidagi ikkita imkoniyatga ega:
Mexanizm 1: Ko'zga ko'ringan vodorod/kislorod oksidlanish reaktsiyasi:
Bergman reaktsiyasining mexanizmi vodorod/kislorod oksidlanish reaktsiyasini o'z ichiga oladi va bu intramolekulyar rejimda uglerod-uglerod reaktsiyasini o'rnatish qiyin. Ularning ichida 5-siyanindol tarkibidagi uglerod-vodorodning ayirma holati uni umumiyroq va sikllanish reaksiyalari uchun reaksiyaga kirishishni osonlashtiradi. Ushbu reaksiyada yadro magnit-rezonansi (YMR) ma'lumotlari 5-siyanindoldagi N-siyanitrogenning N-subvalent azot atomiga (oN≡C) oksidlanish jarayonini tasdiqladi. Hosil bo'lgan azot oksidi (oN≡C) boshqa bir hil va geterogen reagentlar yordamida tegishli karboksilik kislotalar va aminlarga qaytarilishi mumkin. Bu jarayonda heterojen kimyoviy katalizator (kislota/asos) ham muhim rol o'ynaydi.
Mexanizm 2: Ko'zga ko'ringan vodorod/azot oksidlanish reaktsiyasi:
Bergman reaksiyasini vodorod/azot oksidlanish reaksiyasi bilan ham tushuntirish mumkin. Bu reaksiyada 5-siyanindol tarkibidagi uglerod-vodorodning qaytarilgan holati ham yaxshi reaksiyaga kirishadi. N-siyano azot qo'shni uglerod-vodorod aloqalarini oksidlashi mumkin. Bu oksidlangan oraliq mahsulotlar boshqa reaksiyalar (masalan, vodorod oksidlanishi, nitrlanish va boshqalar) natijasida hosil bo‘ladi. Mo (CO) 6 ning Cp2Fe va ishlab chiqarilgan azot oksidi oraliq mahsulotlarga reaktsiyasi ham kuchliroq qaytaruvchi vositani ta'minlashi mumkin. Tegishli elektron uzatish reaktsiyalari muhim rol o'ynashi mumkin.
2. Suzuki ulanish reaktsiyasi usuli:
Suzuki bog'lanish reaktsiyasi usuli keng qo'llaniladigan muhim reaktsiya bo'lib, aromatik halqali birikmalarning skeletini qurish uchun ishlatilishi mumkin. 5-Siyanoindol ham shu reaksiya orqali sintezlanishi mumkin. Bu usulning afzalligi shundaki, xom ashyo nisbatan arzon va reaksiya sharoitlarini nazorat qilish oson, lekin organik erituvchi talab qilinadi.
(1) Birinchidan, materiallarni tayyorlash kerak, jumladan 5-Bromoindol, 5-Siyano-1,3-dimetilpirimidin-2,4-dion, Palladiy asetat (Pd(OAc)2), fosfin ligandlari (masalan, fosfin yoki fosfit), gidroksidi (masalan, natriy benzoat yoki natriy karbonat), organik erituvchilar (masalan, dimetil sulfoksid xlorid, asetonitril yoki diklorometan) va suv.
(2) 5-Bromoindol, 5-Siyano-1,3-dimetilpirimidin-2,4-dion va fosfin ligandlarini organik erituvchida eritib yuboring. dimetil sulfoksid xlorid, asetonitril yoki diklorometan va kriyojenik sharoitda gidroksidi qo'shing. Masalan, 5-Bromoindol (0,5 mmol), {{10}}Siyano-1,3-dimetilpirimidin-2,{ CH3CN dagi {14}}dion (0,6 mmol), fosfin ligandlari (masalan, TRIPHOS, {{20}},9mol foiz) va natriy karbonat (2,0ekv) to‘liq eriguncha aralashtiriladi. , keyin -78 darajada natriy karbonat (2,0 ekv) qo'shildi.
(3) Reaksiya tizimiga palladiy asetat (Pd(OAc)2) qo‘shing va aralashtirish uchun aralashtiring. Masalan, yuqoridagi aralashmaga palladiy asetat (1.0 mol foiz) qoʻshing va reaksiyani -78 darajada aralashtiring.
(4) Reaksiya aralashmasi harorat sozlagichi ostida xona haroratiga yoki 70 darajaga qizdiriladi va 1-2 soat davomida reaksiyaga kirishadi. Reaktsiya tugagandan so'ng, reaktsiya aralashmasi filtrlanadi va reaktsiya aralashmasi ajratiladi va suv va organik erituvchi bilan ekstraksiya qilinadi.
(5) Maqsadli mahsulot 5-Siyanoindolni noorganik tuzlar va boshqa aralashmalardan ustun xromatografiyasi yoki boshqa ajratish usullari bilan ajratib oling va tozalang. Masalan, silika jeli ustunli xromatografiya yordamida maqsadli mahsulot ustun xromatografiyasidagi aralashmalardan olinadi va NMR kabi vositalar bilan tavsiflanadi.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, Suzuki bog'lanish reaksiyasi orqali 5-siyanoindol sintezi bosqichlari juda oddiy, ammo reaktsiya shartlari va materiallarini tanlashga e'tibor berish kerak.
3. Fridel-Krafts reaksiya usuli:
Fridel-Krafts reaktsiyasi (Fujivara-Moritani reaktsiyasi) iminlar va aril sulfidlarning almashinuv reaktsiyasi orqali aromatik moddalarni sintez qilish uchun organik sintez usulidir. Bu geterotsiklni o'z ichiga olgan aromatik amin hosil qilish uchun imidazol yoki pirrol halqasini aldegid yoki keton halqasi bilan bog'laydigan siklizatsiya reaktsiyasi. 5-Siyanoindol azotli geterosiklli amid birikmasi boʻlib, uni Fridel-Krafts reaksiyasi orqali sintez qilish mumkin. Bu usulning afzalligi shundaki, xom ashyoning kimyoviy xossalari nisbatan barqaror, hosil bo‘ladigan mahsulot strukturasi nisbatan barqaror. Shu bilan birga, ish paytida reaktsiya sharoitlarini tanlashga e'tibor berish kerak.
Friedel-Crafts reaksiya usulining batafsil bosqichlari quyidagilardan iborat:
(1.) Reaktiv tayyorlash: toza va quruq uch boʻyinli kolbaga 5-siyanoindol va tarkibida formaldegid boʻlgan organik erituvchi qoʻshing. Bunda organik erituvchi suvsiz organik erituvchilar, masalan, nitrillar, efirlar, efirlar va boshqalar bo'lishi mumkin, ammo erituvchining qutbliligini va reaktivlarning mosligini tanlashga e'tibor berish kerak.
(2.) Isitish reaktsiyasi: Uch bo'yinli shishani issiq yog 'hammomiga qo'ying, avval reaksiyaga kirishuvchi aralashmani past harorat bilan qizdiring va keyin asta-sekin reaktsiya haroratiga qizdiring. Reaksiya vaqti odatda 15-60 daqiqa. Bu reaksiya uchun optimal reaksiya harorati odatda 100-140 daraja orasida boʻlib, turli reaktivlar uchun sozlanishi mumkin.
(3.) Reaksiya mahsulotlarini ajratish: Reaksiya tugagandan so'ng, reaktsiya aralashmasini xona haroratiga sovutib, ko'p miqdorda suv va organik bo'yoq qo'shing va keyin kislota yoki xlorid kislotasi suvli eritmasi bilan pH ni neytral holatga keltiring. Organik faza va suvli faza ajratilgan va organik faza suvsiz natriy sulfat ustida quritilgan va keyin quruq bo'lguncha konsentrlangan. Mahsulotni ustunli xromatografiya va shunga o'xshashlar yordamida ajratish va tozalash mumkin.
Xulosa qilib aytganda, Fridel-Krafts reaktsiyasi muhim sintetik usul bo'lib, u geterotsiklik birikmalardan aromatik aminlarni sintez qilish uchun mos keladi. 5-Siyanoindol kabi azotli geterotsiklik amidli birikmalar uchun bu reaksiya kuchli qoʻllanilishi mumkin va sikllanish sintezini amalga oshirishi mumkin.
4. Linearizatsiya reaksiya usuli:
Linearizatsiya reaktsiyasi usuli nuklein kislota molekulalarini chiziqli DNK yoki RNKga aylantirish usuli bo'lib, unda 5-siyanoindol tez-tez ishlatiladigan reaksiya reagenti hisoblanadi. Reaksiyada ishlatiladigan xom ashyo benzil spirti va natriy siyanogidroksidi boʻlib, 5-Siyanoindol yana sikllanish reaksiyasi orqali sintezlanadi. Ushbu usulning afzalligi shundaki, xom ashyoni olish oson va narxi past bo'lib, u turli xil nuklein kislotalarni tahlil qilish va tadqiqot sohalariga mos keladi. Shu bilan birga, tsiklik mahsulotlarni ishlab chiqarish mumkinmi yoki yo'qligini ko'rish uchun foydalanish jarayonida siklizatsiya sharoitlariga e'tibor berish kerak.
5-Siyanoindolning linearizatsiya reaktsiyasi usuli va uning batafsil bosqichlari.
(1) Odatda pH 8,5 boʻlgan Tris buferidan foydalanib, 5-Siyanoindol oʻz ichiga olgan buferga maqsadli DNK yoki RNK qoʻshing. 5-Siyanoindol kuchli fotokimyoviy oʻzaro bogʻlovchi reagent boʻlib, u nuklein kislota asoslari bilan NC bogʻlovchi kompleks hosil qilishi mumkin, natijada nuklein kislota zanjirlari oʻrtasida oʻzaro bogʻlanish hosil boʻladi.
(2) Reaksiya aralashmasini 365 nm ultrabinafsha nurga ta'sir qiling va ultrabinafsha nurlar ta'sirida 5-siyanoindol DNK yoki RNKdagi asos bilan kovalent bog'lanish hosil qiladi va shu bilan linearizatsiyaga erishadi.
(3) Jel yuklash buferini qo'shing, reaktsiya mahsulotini zaryadlang va elektroforezni ajratish uchun agaroz jelga o'tkazing. Linearlashtirilgan DNK yoki RNK jelda bitta tarmoqli hosil qilganligi sababli, DNK yoki RNKning chiziqli qismlarini elektroforetik ajratish orqali ajratish mumkin.
Umuman olganda, yuqoridagi usullarning barchasi 5-Siyanoindolni sintez qilish uchun ishlatiladi va ularning o'ziga xos afzalliklari va kamchiliklari bor. Amaliy qo'llashda haqiqiy talab qilinadigan mahsulotga muvofiq eng mos usulni tanlash kerak.