5-Cijanoindolje važan organski spoj koji se široko koristi u istraživanju bioaktivnih molekula u području medicine. U nastavku ćemo predstaviti nekoliko sintetičkih metoda 5-cijanoindola.
Link of 5-Cijanoindol:
1. Bergmanova reakcija:
Reakcija metode je korištenje alkina kao sirovina za stvaranje aromatičnih prstenastih spojeva reakcijom dehidrogenacije. 5-Cijanoindol se može sintetizirati na ovaj način. Sirovine koje se koriste u reakciji su dietil tereftalat i 2-fenilacetilen. Nakon što su gornja dva spoja ozračena ultraljubičastim svjetlom, formiraju se intermedijari i konačno 5-cijanoindol se stvara reakcijom ciklizacije. Prednost ove metode je u tome što su reakcioni uslovi relativno blagi i efikasnost sinteze visoka, ali su sirovine skupe i cena je visoka.
Koraci Bergmanove reakcije:
Korak 1: Priprema 5-cijanindola i srebrnog trifluoroacetata:
U laboratorijskim uslovima, {{0}}cijanindol i srebro trifluoroacetat se miješaju, obično reda veličine 0,1 mmol. Polako dodajte rastvor dimetil sulfoksida (DMSO) u rotacioni isparivač i mešajte da se meša, održavajte zagrevanje na 60 stepeni dok se svi supstrati ne otope. Dodato je dva puta više srebrnog trifluoracetata nego supstrata.
Korak 2: Refluksna reakcija:
Reakciona smeša je zagrevana 1 h i refluksovana da bi se temperatura održala stabilnom na 60 stepeni.
Korak 3: Hidroliza:
Nakon reakcije, miješana otopina je ohlađena na sobnu temperaturu, a odgovarajuća količina vode je polako dodana za miješanje, a proizvod je ekstrahiran odgovarajućim rastvorom (kao što je aceton). U ovom procesu, zbog polariteta karakteristike dvostruke veze u skeletu 5-cijanindola, ekstrakcija proizvoda postaje problematičnija.
Korak 4: Koncentrirajte se:
Ekstrahovani proizvod koncentrirati pod sniženim pritiskom, isprati proizvod više puta filterom i čistom vodom, te ispariti i osušiti.
Bergmanova reakcija je važna reakcija intramolekularne ciklizacije, a njen mehanizam reakcije ima sljedeće dvije mogućnosti:
Mehanizam 1: Istaknuta reakcija oksidacije vodika/kiseonika:
Mehanizam Bergmanove reakcije uključuje reakciju oksidacije vodika/kiseonika, i teško je uspostaviti reakciju ugljik-ugljik u ovom intramolekularnom načinu. Među njima, subtraktivno stanje ugljik-vodonik u 5-cijanindolu čini ga općijim i lakšim za reakciju na reakcije ciklizacije. U ovoj reakciji, informacije nuklearne magnetne rezonancije (NMR) potvrdile su oksidativnu konverziju N-cijanozota u 5-cijanindolu u N-subvalentni atom dušika (oN≡C). Nastali dušikovi oksidi (oN≡C) mogu se reducirati na odgovarajuće karboksilne kiseline i amine drugim homogenim i heterogenim reagensima. U ovom procesu, heterogeni hemijski katalizator (kiselina/baza) takođe igra važnu ulogu.
Mehanizam 2: Izražena reakcija oksidacije vodika/azota:
Bergmanova reakcija se također može objasniti reakcijom oksidacije vodika/azota. U ovoj reakciji, redukovano stanje ugljika-vodonika u 5-cijanindolu također dobro reagira. N-cijano dušik može oksidirati susjedne veze ugljik-vodik. Ovi oksidirani međuprodukti nastaju drugim reakcijama (kao što su oksidacija vodika, nitriranje, itd.). Reakcija Mo(CO)6 na Cp2Fe i proizvedeni međuprodukti dušikovog oksida također mogu pružiti jači redukcijski agens. Odgovarajuće reakcije prijenosa elektrona mogu igrati važnu ulogu.
2. Metoda reakcije Suzuki sprege:
Suzukijeva metoda reakcije spajanja je široko korištena važna reakcija, koja se može koristiti za konstruiranje skeleta aromatičnih prstenastih spojeva. 5-Cijanoindol se također može sintetizirati ovom reakcijom. Prednost ove metode je u tome što su sirovine relativno jeftine i reakcione uslove je lako kontrolisati, ali je potreban organski rastvarač.
(1) Prvo, potrebno je pripremiti materijale, uključujući 5-bromindol, 5-cijano-1,3-dimetilpirimidin-2,4-dion, Paladij acetat (Pd(OAc)2), fosfinski ligandi (kao što je fosfin ili fosfit), alkalije (kao što je natrijum benzoat ili natrijum karbonat), organski rastvarači (kao što su dimetil sulfoksid hlorid, acetonitril ili dihlorometan) i voda.
(2) Otopiti 5-bromindol, 5-cijano-1,3-dimetilpirimidin-2,4-dion i fosfin ligande u organskom rastvaraču kao što je dimetil sulfoksid hlorid, acetonitril ili dihlorometan, i dodati alkalije pod kriogenim uslovima. Na primjer, otopite 5-bromindol (0.5 mmol), {{10}}cijano-1,3-dimetilpirimidin-2,{ {14}}dion (0.6mmol), fosfinski ligandi (kao što je TRIPHOS, {{0}}.9mol posto) i natrijum karbonat (2.0eq) u CH3CN, miješani dok se potpuno ne otopi , zatim je dodat natrijum karbonat (2,0 eq) na -78 stepeni.
(3) Dodajte paladijum acetat (Pd(OAc)2) u reakcioni sistem i promešajte da se meša. Na primjer, dodajte paladijum acetat (1.0 mol posto) u gornju smjesu i promiješajte reakciju na -78 stepen.
(4) Reakciona smjesa će se zagrijati na sobnu temperaturu ili 70 stepeni pod regulatorom temperature i reagovati 1-2 sati. Nakon što je reakcija završena, reakciona smeša se filtrira, a reakciona smeša se odvaja i ekstrahuje sa vodom i organskim rastvaračem.
(5) Ekstrahovati i prečistiti ciljni proizvod 5-Cijanoindol od neorganskih soli i drugih nečistoća kolonskom hromatografijom ili drugim tehnikama odvajanja. Na primjer, korištenjem kolonske hromatografije na silika gelu, ciljni proizvod se ekstrahuje iz nečistoća u kolonskoj hromatografiji i karakteriše pomoću NMR-a.
U zaključku, koraci za sintezu 5-cijanoindola po Suzuki reakciji kuplovanja su vrlo jednostavni, ali treba obratiti pažnju na odabir uslova reakcije i materijala.
3. Friedel-Craftsova reakcijska metoda:
Friedel-Craftsova reakcija (Fujiwara-Moritani reakcija) je metoda organske sinteze za sintezu aromatika kroz reakciju izmjene imina i aril sulfida. To je reakcija ciklizacije koja povezuje imidazolni ili pirolni prsten sa aldehidnim ili ketonskim prstenom kako bi se dobio aromatični amin koji sadrži heterocikl. 5-Cijanoindol je amidno jedinjenje sa azotnim heterociklom, koje se može sintetizirati Friedel-Craftsovom reakcijom. Prednost ove metode je u tome što su hemijska svojstva sirovina relativno stabilna, a struktura dobijenog proizvoda relativno stabilna. Međutim, potrebno je obratiti pažnju na izbor reakcionih uslova tokom rada.
Detaljni koraci Friedel-Crafts reakcijske metode su sljedeći:
(1.) Priprema reaktanata: Dodajte 5-cijanoindol i organski rastvarač koji sadrži formaldehid u čistu i suvu tikvicu sa tri vrata. Pri čemu organski rastvarač može biti bezvodni organski rastvarač kao što su nitrili, etri, estri, itd., ali treba voditi računa o odabiru polariteta rastvarača i kompatibilnosti reaktanata.
(2.) Reakcija zagrijavanja: Stavite bocu s tri grla u vruću uljnu kupku, prvo zagrijte mješavinu reaktanata na niskoj temperaturi, a zatim je postepeno zagrijte do temperature reakcije. Vrijeme reakcije je općenito 15-60 minuta. Optimalna temperatura reakcije za ovu reakciju je općenito između 100-140 stepena, što se može podesiti za različite reaktante.
(3.) Odvajanje produkta reakcije: Nakon što je reakcija završena, ohladite reakcionu smjesu na sobnu temperaturu, dodajte veliku količinu vode i organske boje, a zatim podesite pH na neutralnu kiselinom ili vodenim rastvorom hlorovodonične kiseline. Organska faza i vodena faza su razdvojene, a organska faza je osušena preko anhidrovanog natrijum sulfata i zatim koncentrirana do suva. Proizvod se može odvojiti i prečistiti pomoću kolonske hromatografije i slično.
Ukratko, Friedel-Craftsova reakcija je važna sintetička metoda, koja je pogodna za sintezu aromatičnih amina iz heterocikličnih spojeva. Za jedinjenja sa azotnim heterocikličkim amidima kao što je 5-cijanoindol, ova reakcija ima jaku primenu i može da realizuje sintezu ciklizacije, što ima određenu primenu vrednost za istraživanja u ovoj oblasti.
4. Metoda reakcije linearizacije:
Metoda reakcije linearizacije je metoda za pretvaranje molekula nukleinske kiseline u lineariziranu DNK ili RNK, u kojoj je 5-cijanoindol uobičajeno korišten reagens reakcije. Sirovine koje se koriste u reakciji su benzil alkohol i natrijum cijanohidroksid, a 5-Cijanoindol se dalje sintetizira reakcijom ciklizacije. Prednost ove metode je u tome što se sirovine lako dobijaju i što su niske cijene, te je pogodna za različite analize i istraživanja nukleinskih kiselina. Međutim, potrebno je obratiti veliku pažnju na uslove ciklizacije tokom procesa upotrebe da bi se videlo da li se mogu generisati ciklični proizvodi.
Metoda reakcije linearizacije 5-cijanoindola i njeni detaljni koraci.
(1) Dodajte ciljnu DNK ili RNK u pufer koji sadrži 5-cijanoindol, obično koristeći Tris pufer sa pH 8,5. 5-Cijanoindol je jak fotohemijski reagens za umrežavanje, koji može formirati kompleks sa NC vezanjem sa bazama nukleinske kiseline, što rezultira umrežavanjem između lanaca nukleinske kiseline.
(2) Izložite reakcionu smjesu ultraljubičastom svjetlu od 365 nm i djelovanjem ultraljubičastog svjetla, 5-cijanoindol formira kovalentnu vezu sa bazom u DNK ili RNK, čime se postiže linearizacija.
(3) Dodajte pufer za punjenje gela, napunite proizvod reakcije i unesite ga u agarozni gel za odvajanje elektroforezom. Budući da linearizirana DNK ili RNK proizvodi jednu traku u gelu, moguće je odvojiti linearne fragmente DNK ili RNK elektroforetskim odvajanjem.
Općenito, sve gore navedene metode se koriste za sintezu 5-cijanoindola i imaju svoje prednosti i nedostatke. U praktičnoj primjeni potrebno je odabrati najprikladniju metodu prema stvarno traženom proizvodu.