5-Cianoindolés un important compost orgànic molt utilitzat en la investigació de molècules bioactives en el camp de la medicina. A continuació presentarem diversos mètodes sintètics de 5-cianoindol.
L'enllaç de 5-Cianoindol:
1. Mètode de reacció de Bergman:
La reacció del mètode és utilitzar alquins com a matèries primeres per generar compostos d'anell aromàtic mitjançant la reacció de deshidrogenació. 5-El cianoindol es pot sintetitzar d'aquesta manera. Les matèries primeres utilitzades en la reacció són el dietil tereftalat i el 2-fenilacetilè. Després d'irradiar els dos compostos anteriors per llum ultraviolada, es formen intermedis i, finalment, es genera 5-cianoindol mitjançant una reacció de ciclització. L'avantatge d'aquest mètode és que les condicions de reacció són relativament suaus i l'eficiència de la síntesi és alta, però les matèries primeres són cares i el cost és elevat.
Els passos de la reacció de Bergman:
Pas 1: preparació de 5-cianindol i trifluoroacetat de plata:
En condicions de laboratori, es barregen {{0}}cianindol i trifluoroacetat de plata, normalment de l'ordre de 0,1 mmol. Afegiu lentament la solució de dimetil sulfòxid (DMSO) en un evaporador rotatiu i remeneu per barrejar, manteniu l'escalfament a 60 graus fins que es dissolguin tots els substrats. Es va afegir dues vegades més trifluoroacetat de plata que el substrat.
Pas 2: reacció de reflux:
La mescla de reacció es va escalfar durant 1 h i es va posar a reflux per mantenir la temperatura estable a 60 graus.
Pas 3: hidròlisi:
Després de la reacció, la solució barrejada es va refredar a temperatura ambient i es va afegir lentament una quantitat adequada d'aigua per a la barreja i el producte es va extreure amb una solució corresponent (com ara acetona). En aquest procés, a causa de la polaritat de la característica de doble enllaç a l'esquelet de 5-cianindol, l'extracció del producte es fa més problemàtica.
Pas 4: concentració:
Concentrar el producte extret a pressió reduïda, rentar el producte repetidament amb un filtre i aigua pura, evaporar-lo i assecar-lo.
La reacció de Bergman és una reacció de ciclització intramolecular important, i el seu mecanisme de reacció té les dues possibilitats següents:
Mecanisme 1: reacció d'oxidació d'hidrogen/oxigen destacada:
El mecanisme de la reacció de Bergman implica una reacció d'oxidació d'hidrogen/oxigen, i és difícil establir una reacció carboni-carboni en aquest mode intramolecular. Entre ells, l'estat subtractiu del carboni-hidrogen al 5-cianindol fa que sigui més general i fàcil de reaccionar per a les reaccions de ciclització. En aquesta reacció, la informació de ressonància magnètica nuclear (RMN) va confirmar la conversió oxidativa de l'N-cianonitrogen en 5-cianindol a l'àtom de nitrogen subvalent N (oN≡C). Els òxids de nitrogen generats (oN≡C) es poden reduir als àcids carboxílics i amines corresponents mitjançant altres reactius homogenis i heterogenis. En aquest procés, el catalitzador químic heterogeni (àcid/base) també juga un paper important.
Mecanisme 2: reacció d'oxidació d'hidrogen/nitrogen destacada:
La reacció de Bergman també es pot explicar per la reacció d'oxidació hidrogen/nitrogen. En aquesta reacció, l'estat reduït del carboni-hidrogen del 5-cianindol també reacciona bé. El nitrogen N-ciano pot oxidar els enllaços carboni-hidrogen adjacents. Aquests intermedis oxidats es desenvolupen per altres reaccions (com oxidació d'hidrogen, nitració, etc.). La reacció de Mo (CO) 6 sobre Cp2Fe i els intermedis d'òxid de nitrogen produïts també poden proporcionar un agent reductor més fort. Les reaccions de transferència d'electrons corresponents poden tenir un paper important.
2. Mètode de reacció d'acoblament Suzuki:
El mètode de reacció d'acoblament de Suzuki és una reacció important àmpliament utilitzada, que es pot utilitzar per construir l'esquelet dels compostos d'anells aromàtics. 5-El cianoindol també es pot sintetitzar mitjançant aquesta reacció. L'avantatge d'aquest mètode és que les matèries primeres són relativament barates i les condicions de reacció són fàcils de controlar, però es requereix un dissolvent orgànic.
(1) Primer, cal preparar materials, com ara 5-bromoindol, 5-ciano-1,3-dimetilpirimidina{-2,4-diona, Acetat de pal·ladi (Pd(OAc)2), lligands de fosfina (com fosfina o fosfit), àlcali (com benzoat de sodi o carbonat de sodi), dissolvents orgànics (com clorur de dimetilsulfòxid, acetonitril o diclorometà) i aigua.
(2) Dissoleu els lligands de 5-bromoindol, 5-ciano-1,3-dimetilpirimidina{-2,4-diona i fosfina en un dissolvent orgànic com ara clorur de dimetil sulfòxid, acetonitril o diclorometà, i afegir àlcali en condicions criogèniques. Per exemple, dissol 5-bromoindol (0,5 mmol), {{1{0}}ciano-1,3-dimetilpirimidina-2,{ {14}}diona (0,6 mmol), lligands de fosfina (com ara TRIPHOS, {{20}},9 mol per cent ) i carbonat de sodi (2,0 eq) en CH3CN, s'agiten fins que es dissolguin completament , després s'hi va afegir carbonat de sodi (2,0 eq) a -78 graus .
(3) Afegiu acetat de pal·ladi (Pd(OAc)2) al sistema de reacció i remeneu per barrejar. Per exemple, afegiu acetat de pal·ladi (1,0 mol per cent) a la barreja anterior i remeneu la reacció a -78 graus.
(4) La mescla de reacció s'escalfarà a temperatura ambient o 70 graus sota un controlador de temperatura i reaccionarà durant 1-2 hores. Un cop acabada la reacció, la mescla de reacció es filtra i la mescla de reacció es separa i s'extreu amb aigua i un dissolvent orgànic.
(5) Extraieu i purifiqueu el producte objectiu 5-Cianoindol de sals inorgàniques i altres impureses mitjançant cromatografia en columna o altres tècniques de separació. Per exemple, utilitzant la cromatografia en columna de gel de sílice, el producte objectiu s'extreu de les impureses de la cromatografia en columna i es caracteritza mitjançant mitjans com la RMN.
En conclusió, els passos per a la síntesi de la reacció d'acoblament 5-Cianoindol per Suzuki són molt senzills, però s'ha de parar atenció a la selecció de les condicions i materials de reacció.
3. Mètode de reacció de Friedel-Crafts:
La reacció de Friedel-Crafts (reacció de Fujiwara-Moritani) és un mètode de síntesi orgànica per a la síntesi d'aromàtics mitjançant la reacció d'intercanvi d'imines i sulfurs d'aril. És una reacció de ciclització que enllaça un anell imidazol o pirrol amb un anell aldehid o cetònic per generar una amina aromàtica que conté un heterocicle. 5-El cianoindol és un compost amida amb un heterocicle de nitrogen, que es pot sintetitzar mitjançant la reacció de Friedel-Crafts. L'avantatge d'aquest mètode és que les propietats químiques de les matèries primeres són relativament estables i l'estructura del producte resultant és relativament estable. Tanmateix, cal parar atenció a la selecció de les condicions de reacció durant el funcionament.
Els passos detallats del mètode de reacció de Friedel-Crafts són els següents:
(1.) Preparació del reactiu: afegiu 5-cianoindol i dissolvent orgànic que conté formaldehid en un matràs de tres colls net i sec. En què, el dissolvent orgànic pot ser dissolvents orgànics anhidres com ara nitrils, èters, èsters, etc., però cal tenir cura de seleccionar la polaritat del dissolvent i la compatibilitat dels reactius.
(2.) Reacció d'escalfament: poseu l'ampolla de tres colls en un bany d'oli calent, escalfeu primer la barreja de reactius a baixa temperatura i, a continuació, escalfeu-la gradualment fins a la temperatura de reacció. El temps de reacció és generalment de 15-60 minuts. La temperatura de reacció òptima per a aquesta reacció està generalment entre 100-140 graus, que es pot ajustar per a diferents reactius.
(3.) Separació dels productes de reacció: un cop finalitzada la reacció, refredeu la barreja de reacció a temperatura ambient, afegiu una gran quantitat d'aigua i pintura orgànica i, a continuació, ajusteu el pH a neutre amb una solució aquosa d'àcid o àcid clorhídric. La fase orgànica i la fase aquosa es van separar i la fase orgànica es va assecar sobre sulfat de sodi anhidre i després es va concentrar fins a sequedat. El producte es pot separar i purificar mitjançant cromatografia en columna i similars.
En resum, la reacció de Friedel-Crafts és un mètode sintètic important, adequat per a la síntesi d'amines aromàtiques a partir de compostos heterocíclics. Per als compostos amb amides heterocícliques de nitrogen com el 5-cianoindol, aquesta reacció té una forta aplicabilitat i pot realitzar la síntesi de ciclització, que té un cert valor d'aplicació per a la investigació en aquest camp.
4. Mètode de reacció de linealització:
El mètode de reacció de linealització és un mètode per convertir molècules d'àcid nucleic en ADN o ARN linealitzat, en el qual el 5-cianoindol és un reactiu de reacció d'ús habitual. Les matèries primeres utilitzades en la reacció són l'alcohol benzílic i el cianohidròxid de sodi, i el 5-cianoindol es sintetitza encara més mitjançant una reacció de ciclització. L'avantatge d'aquest mètode és que les matèries primeres són fàcils d'obtenir i el cost és baix, i és adequat per a diversos camps d'anàlisi i investigació d'àcids nucleics. Tanmateix, cal parar molta atenció a les condicions de ciclització durant el procés d'ús per veure si es poden generar productes cíclics.
El mètode de reacció de linealització de 5-Cianoindol i els seus passos detallats.
(1) Afegiu l'ADN o l'ARN objectiu al tampó que conté 5-cianoindol, normalment utilitzant el tampó Tris amb pH 8,5. 5-El cianoindol és un reactiu de reticulació fotoquímic fort, que pot formar un complex amb la unió de NC amb bases d'àcids nucleics, donant lloc a la reticulació entre cadenes d'àcid nucleic.
(2) Exposeu la barreja de reacció a llum ultraviolada de 365 nm i, mitjançant l'acció de la llum ultraviolada, 5-El cianoindol forma un enllaç covalent amb la base de l'ADN o l'ARN, aconseguint així la linealització.
(3) Afegiu tampó de càrrega de gel, carregueu el producte de reacció i introduïu-lo al gel d'agarosa per a la separació per electroforesi. Com que l'ADN o ARN linealitzat produeix una sola banda al gel, és possible separar fragments lineals d'ADN o ARN mitjançant la separació electroforètica.
En general, tots els mètodes anteriors s'utilitzen per sintetitzar 5-cianoindol i tenen els seus propis avantatges i desavantatges. En l'aplicació pràctica, cal seleccionar el mètode més adequat segons el producte real requerit.