5-Цианоиндолявляется важным органическим соединением, широко используемым при исследовании биоактивных молекул в области медицины. Ниже мы представим несколько методов синтеза 5-цианоиндола.
Ссылка 5-Цианоиндол:
1. Метод реакции Бергмана:
Реакция метода заключается в использовании алкинов в качестве исходных материалов для получения ароматических кольцевых соединений посредством реакции дегидрирования. 5-Таким образом можно синтезировать цианоиндол. Сырьем, используемым в реакции, являются диэтилтерефталат и 2-фенилацетилен. После облучения двух вышеупомянутых соединений ультрафиолетовым светом образуются промежуточные соединения, и, наконец, в результате реакции циклизации образуется 5-цианоиндол. Преимущество этого метода в том, что условия реакции относительно мягкие и эффективность синтеза высокая, но сырье дорогое и себестоимость высокая.
Стадии реакции Бергмана:
Этап 1. Получение 5-цианиндола и трифторацетата серебра:
В лабораторных условиях смешивают {{0}}цианиндол и трифторацетат серебра, обычно порядка 0,1 ммоль. Медленно добавьте раствор диметилсульфоксида (ДМСО) в роторный испаритель и перемешайте, продолжая нагревать до 60 градусов, пока все субстраты не растворятся. Добавляли в два раза больше трифторацетата серебра, чем субстрата.
Шаг 2: Рефлюксная реакция:
Реакционную смесь нагревали в течение 1 ч и кипятили с обратным холодильником для поддержания стабильной температуры на уровне 60°С.
Шаг 3: Гидролиз:
После реакции смешанный раствор охлаждали до комнатной температуры, медленно добавляли соответствующее количество воды для перемешивания и продукт экстрагировали соответствующим раствором (например, ацетоном). В этом процессе из-за полярности двойной связи в 5-цианиндольном скелете выделение продукта становится более проблематичным.
Шаг 4: Концентрация:
Экстрагированный продукт концентрируют при пониженном давлении, повторно промывают продукт фильтром и чистой водой, выпаривают и сушат.
Реакция Бергмана является важной реакцией внутримолекулярной циклизации, и ее механизм реакции имеет следующие две возможности:
Механизм 1: Заметная реакция окисления водорода/кислорода:
Механизм реакции Бергмана включает реакцию окисления водорода/кислорода, и в этом внутримолекулярном режиме трудно организовать углерод-углеродную реакцию. Среди них субтрактивное состояние углерод-водород в 5-цианиндоле делает его более общим и легким для реакций циклизации. В этой реакции данные ядерного магнитного резонанса (ЯМР) подтвердили окислительное превращение N-цианозота в 5-цианиндоле в N-субвалентный атом азота (oN≡C). Образующиеся оксиды азота (oN≡C) могут быть восстановлены до соответствующих карбоновых кислот и аминов другими гомогенными и гетерогенными реагентами. В этом процессе гетерогенный химический катализатор (кислота/основание) также играет важную роль.
Механизм 2: Заметная реакция окисления водорода/азота:
Реакцию Бергмана также можно объяснить реакцией окисления водорода/азота. В этой реакции также хорошо реагирует восстановленное состояние углерод-водород в 5-цианиндоле. N-цианоазот может окислять соседние углерод-водородные связи. Эти окисленные промежуточные продукты образуются в результате других реакций (таких как окисление водорода, нитрование и т. д.). Реакция Mo(CO)6 на Cp2Fe и образующиеся промежуточные оксиды азота также может дать более сильный восстановитель. Соответствующие реакции переноса электрона могут играть важную роль.
2. Метод реакции сочетания Сузуки:
Метод реакции сочетания Сузуки - широко используемая важная реакция, которую можно использовать для построения скелета ароматических кольцевых соединений. 5-С помощью этой реакции также можно синтезировать цианоиндол. Преимущество этого метода в том, что исходные материалы относительно дешевы, а условия реакции легко контролировать, но требуется органический растворитель.
(1) Во-первых, необходимо подготовить материалы, включая 5-броминдол, 5-циано-1, 3-диметилпиримидин-2, 4-дион, Ацетат палладия (Pd(OAc)2), фосфиновые лиганды (такие как фосфин или фосфит), щелочи (такие как бензоат натрия или карбонат натрия), органические растворители (такие как диметилсульфоксидхлорид, ацетонитрил или дихлорметан) и вода.
(2) Растворите лиганды 5-броминдола, 5-циано-1,3-диметилпиримидина-2,4-диона и фосфина в органическом растворителе, таком как хлорид диметилсульфоксида, ацетонитрил или дихлорметан и добавляют щелочь в криогенных условиях. Например, растворите 5-броминдол (0,5 ммоль), {{10}}циано-1, 3-диметилпиримидин-2,{ {14}}дион (0,6 ммоль), фосфиновые лиганды (такие как TRIPHOS, {{20}},9 мольных процентов) и карбонат натрия (2,0 экв.) в CH3CN, перемешивают до полного растворения , затем добавили карбонат натрия (2,0 экв.) при -78 град.
(3) Добавьте ацетат палладия (Pd(OAc)2) в реакционную систему и перемешайте. Например, добавьте ацетат палладия (1,0 мол. %) к вышеуказанной смеси и перемешайте реакционную смесь при -78 градусах.
(4) Реакционную смесь нагревают до комнатной температуры или 70 градусов при помощи регулятора температуры и реагируют в течение 1-2 часов. После завершения реакции реакционную смесь фильтруют, реакционную смесь разделяют и экстрагируют водой и органическим растворителем.
(5) Извлечь и очистить целевой продукт 5-цианоиндол от неорганических солей и других примесей с помощью колоночной хроматографии или других методов разделения. Например, при использовании колоночной хроматографии на силикагеле целевой продукт извлекают из примесей в колоночной хроматографии и охарактеризовывают с помощью таких средств, как ЯМР.
В заключение, этапы синтеза 5-цианоиндола с помощью реакции сочетания Сузуки очень просты, но следует уделить внимание выбору условий реакции и материалов.
3. Метод реакции Фриделя-Крафтса:
Реакция Фриделя-Крафтса (реакция Фудживара-Моритани) представляет собой метод органического синтеза для синтеза ароматических соединений посредством реакции обмена иминов и арилсульфидов. Это реакция циклизации, которая связывает кольцо имидазола или пиррола с кольцом альдегида или кетона с образованием ароматического амина, содержащего гетероцикл. 5-Цианоиндол представляет собой амидное соединение с гетероциклом азота, которое можно синтезировать по реакции Фриделя-Крафтса. Преимущество этого метода в том, что химические свойства сырья относительно стабильны, а структура получаемого продукта относительно стабильна. Однако необходимо обратить внимание на выбор условий реакции во время работы.
Подробные этапы метода реакции Фриделя-Крафтса следующие:
(1.) Приготовление реагента: добавьте 5-цианоиндол и органический растворитель, содержащий формальдегид, в чистую и сухую трехгорлую колбу. При этом органическим растворителем могут быть безводные органические растворители, такие как нитрилы, простые и сложные эфиры и т. д., но следует соблюдать осторожность при выборе полярности растворителя и совместимости реагентов.
(2.) Реакция нагрева: поместите трехгорлую бутыль в горячую масляную баню, сначала нагрейте смесь реагентов при низкой температуре, а затем постепенно нагрейте ее до температуры реакции. Время реакции обычно составляет 15-60 минут. Оптимальная температура реакции для этой реакции обычно находится в пределах 100-140 градусов, которую можно регулировать для различных реагентов.
(3.) Разделение продуктов реакции: после завершения реакции охладите реакционную смесь до комнатной температуры, добавьте большое количество воды и органической краски, а затем доведите рН до нейтрального с помощью кислоты или водного раствора соляной кислоты. Органическую фазу и водную фазу разделяли, органическую фазу сушили над безводным сульфатом натрия и затем концентрировали досуха. Продукт можно выделить и очистить с помощью колоночной хроматографии и т.п.
Таким образом, реакция Фриделя-Крафтса является важным синтетическим методом, подходящим для синтеза ароматических аминов из гетероциклических соединений. Для соединений с гетероциклическими амидами азота, такими как 5-цианоиндол, эта реакция имеет широкое применение и может осуществлять синтез циклизации, что имеет определенное прикладное значение для исследований в этой области.
4. Метод реакции линеаризации:
Метод реакции линеаризации — это метод преобразования молекул нуклеиновой кислоты в линеаризованную ДНК или РНК, в котором 5-цианоиндол является широко используемым реагентом реакции. Исходными материалами, используемыми в реакции, являются бензиловый спирт и цианогидроксид натрия, а 5-цианоиндол дополнительно синтезируется реакцией циклизации. Преимущество этого метода заключается в том, что сырье легко получить, а стоимость низкая, и он подходит для различных областей анализа нуклеиновых кислот и исследований. Однако необходимо уделять пристальное внимание условиям циклизации в процессе использования, чтобы увидеть, могут ли образовываться циклические продукты.
Метод реакции линеаризации 5-цианоиндола и его подробные этапы.
(1) Добавьте целевую ДНК или РНК в буфер, содержащий 5-цианоиндол, обычно используя трис-буфер с pH 8,5. 5-Цианоиндол является сильным фотохимическим сшивающим реагентом, который может образовывать комплекс с НК, связывающимся с основаниями нуклеиновых кислот, что приводит к образованию поперечных связей между нитями нуклеиновых кислот.
(2) Облучите реакционную смесь ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нм, и под действием ультрафиолетового света 5-цианоиндол образует ковалентную связь с основанием в ДНК или РНК, тем самым достигая линеаризации.
(3) Добавьте буфер для загрузки геля, загрузите продукт реакции и поместите его в агарозный гель для разделения электрофорезом. Поскольку линеаризованная ДНК или РНК образует в геле одну полосу, можно разделить линейные фрагменты ДНК или РНК с помощью электрофоретического разделения.
В общем, все вышеперечисленные методы используются для синтеза 5-цианоиндола, и они имеют свои преимущества и недостатки. В практическом применении необходимо выбрать наиболее подходящий метод в соответствии с фактически требуемым продуктом.