Izohinolinje organsko jedinjenje koje sadrži dvije strukture spiro prstena, od kojih je jedna benzenski prsten, a druga jedinjenje vodikovog dušika. Izohinolin ima jedinstvena hemijska svojstva i širok spektar primjena. Ima važnu ulogu u sintezi lijekova, sintezi prirodnih proizvoda i organskoj sintezi. Jedinjenja takođe igraju važnu ulogu u oblasti organske sinteze. Zbog jedinstvene strukture izohinolina, oni se obično koriste u organskoj hemiji kao gvožđe (gvozde su organska jedinjenja koja olakšavaju stvaranje CC veze). Izohinolinska jedinjenja mogu se sintetizirati različitim efikasnim metodama, kao što je korištenje aromatičnih nukleofilnih reakcija i reakcija redukcije u kinetičkim i termodinamičkim uvjetima.
Izohinolin je važan organski spoj sa širokom primjenom i istraživačkom vrijednošću. Gattermann-Skita metoda sinteze je jedna od efikasnih metoda za pripremu izohinolina. Ovaj članak će detaljno predstaviti njegove korake i mehanizam.
1. Gattermann-Skita sinteza
Princip sinteze:
U Gattermann-Skita sintezi, aromatični aldehidi se kondenzuju sa amonijakom ili aminima pod katalizom bakra ili bakrenih soli da bi se formirale Schiffove baze. Nakon toga, ova Schiffova baza se dodaje supstratu pod katalizom Lewisove kiseline kako bi se stvorilo N-heterociklično interpolarno tijelo. U prisustvu vode, interpolarno tijelo dobiva smicanje vode i proizvodi željeni izohinolin.
Specifični koraci:
Sinteza cikloheptenona:
Cikloheptenon se može sintetizirati različitim metodama, a najčešće korištena metoda je Kettlewell i Robinsonova sinteza. Konkretni koraci su sljedeći:
Korak 1: Pomiješajte 3-fenilaceton i natrijum izopropil oksid (IBX) i reagujte pod blagim uslovima da dobijete 3-fenil-5-izopropil-ciklohepten-2-on.
Korak 2: benzen iz reakcionog rastvora se uklanja da bi se dobio ciljni proizvod cikloheptil
Gattermann-Skita sinteza je još jedna tradicionalna metoda za pripremu izohinolina. Ova metoda zahtijeva aromatične aldehide i izvore amonijaka (kao što su amonijak ili amini) kao polazne materijale i ima dobru selektivnost i djelotvornost.
2. Pd-katalizirana CH funkcionalizacija:
Pd-katalizirana CH funkcionalizacija odnosi se na direktnu reakciju funkcionalizacije na vezi ugljik-vodik organskih molekula. U ovoj reakciji, Pd-katalizator se uvodi u reakciju kao katalizator, a CH veza u molekuli se aktivira oksidativnim adicijskim mehanizmom, ostvarujući kombinaciju aktivirane CH veze i funkcionalne grupe, čime se ostvaruje funkcionalna grupa na atom ugljika. povezati. Ova tehnologija ne zahtijeva upotrebu aktivatora, može se provoditi direktno u zraku i ima visoku selektivnost, što je zelena i ekološki prihvatljiva tehnologija reakcije. Tehnologija funkcionalizacije CH-a katalizirana Pd-om ima široku perspektivu primjene i postigla je važan napredak u oblastima farmaceutskih proizvoda, pesticida, nauke o materijalima i organske sinteze.
Metoda sinteze Pd-katalizirane CH funkcionalizacije može se podijeliti u sljedeće korake:
Prvi korak: izbor Pd katalizatora:
Kod Pd-katalizatorske CH funkcionalizacije vrlo je važno odabrati odgovarajući Pd katalizator. Uobičajeni Pd katalizatori uključuju PPh3PdCl2, Pd(OAc)2, Pd2(dba)3, itd. PPh3PdCl2 se obično koristi u reakcijama funkcionalizacije, dok se Pd(OAc)2 koristi u reakcijama oksidacije i složenim reakcijama slobodnih radikala.
Drugi korak: izbor reaktanata:
U funkcionalizaciji CH kataliziranom Pd-om, također je vrlo važno odabrati odgovarajući reaktant. Izohinolin je molekul koji sadrži aromatični prsten i aromatični heteroatom dušika. U njegovoj molekularnoj strukturi postoje NH i CH veze, koje se mogu aktivirati da bi se ostvarila funkcionalizacija CH veza.
Treći korak: kontrola uslova reakcije:
Reakcioni uslovi Pd-katalizovane CH funkcionalizacije mogu se kontrolisati izborom katalizatora, temperaturom reakcije i vremenom reakcije. Među njima, temperatura reakcije je važan faktor koji utiče na brzinu reakcije. Obično, tokom sinteze izohinolina, temperatura reakcije se kontroliše između 100-180 stepena. Vrijeme reakcije je obično nekoliko sati.
Korak 4: Dodajte pomoćnog agenta:
U funkcionalizaciji CH kataliziranom Pd, pomoćni agens je također važan faktor. Pomoćno sredstvo može potaknuti razmjenu između aktivirane CH veze i funkcionalne grupe u reakciji i ostvariti vezu funkcionalne grupe. Uobičajeni pomoćni agensi uključuju izvore paladija, baze, ligande, itd. Na primjer, Hünigova baza, K3PO4, itd. mogu se koristiti kao pomoćni agensi baze za sudjelovanje u reakciji.
Korak 5: Mehanizam reakcije:
Kod Pd-katalizatorske CH funkcionalizacije, reakcioni mehanizam uključuje aktivaciju CH veze, vezivanje funkcionalne grupe i katalitički ciklus, itd. Pd-katalizator se rastvara u reakcionom sistemu i uvodi mehanizam oksidativne adicije da aktivira CH vezu. Selektivnost tokom reakcije uglavnom zavisi od katalitičkog ciklusa formiranog kombinacijom Pd katalizatora, pomoćnog sredstva i reaktanata. Ako se odaberu odgovarajući reakcioni uslovi i katalizatori, može se postići sinteza izohinolina sa visokom efikasnošću, visokom selektivnošću i visokim prinosom.
Pd-katalizirana CH funkcionalizacija je novija metoda za sintezu izokinolina, koja koristi novi Pd katalizator za efikasno izvođenje reakcija funkcionalizacije CH. Ima prednosti jednostavnog rada, blagih uslova reakcije i visoke efikasnosti. Sinteza izohinolina sa visokim prinosom, visokom selektivnošću i visokom efikasnošću može se postići odabirom odgovarajućih Pd katalizatora, reaktanata i reakcionih uslova. Ova metoda se može koristiti za poboljšanje kemijske aktivnosti nekih funkcionaliziranih mjesta u izohinolinu, i ima široku perspektivu primjene.
Mehanizam konkretne reakcije je sljedeći:
Pod djelovanjem katalizatora, metoda funkcionalizacije CH katalizirane Pd-om može se koristiti za aktiviranje aromatične CH veze i formiranje Pd-C veze. Kroz specifične reakcione uslove, veza Pd-C može dalje reagovati sa nuklidima kao što su azot i kiseonik, i konačno formirati novu hemijsku strukturu.
Ukratko, metode pripreme izohinolina su vrlo bogate, uključujući Pictet-Spenglerovu sintezu, Bischler-Napieralski sintezu, Gattermann-Skita sintezu, Pd-kataliziranu CH funkcionalizaciju i druge kemijske metode. Ove metode imaju svoje karakteristike, a odgovarajuća metoda se može odabrati prema stvarnim potrebama. Istovremeno, uz kontinuirani razvoj hemijske tehnologije, vjeruje se da će se u budućnosti pojaviti efikasnije i ekološki prihvatljivije metode pripreme izohinolina.