Пирролпредставляет собой пятичленное гетероциклическое соединение, обладающее важной фармацевтической и биологической активностью. Существует множество методов синтеза пиррола, в основном в том числе следующие.
1. Метод синтеза Паала-Кнорра
Метод Паала-Кнорра представляет собой типичный метод, использующий в качестве реагентов функциональные группы, такие как 1,4-диальдегид и 1,3-дикетон. В этом методе используется реакция карбонильного нуклеофильного присоединения между этими двумя соединениями с образованием 5-гидрокси-2,3-дизамещенного пиридина-1,4-диона, за которым следует реакция раскисления с получением целевого продукта. Метод Паала-Кнорра имеет преимущества простых условий реакции, высокого выхода и широкого диапазона применения и стал одним из широко используемых синтетических методов синтеза пиррола.
Пиррол представляет собой пятичленное гетероциклическое соединение с широким спектром химической и биологической активности. Как важное целевое соединение органического синтеза, он может быть синтезирован различными методами, среди которых метод синтеза Паала-Кнорра является одним из наиболее часто используемых методов. Синтез Паала-Кнорра представляет собой классический метод получения пирролов путем взаимодействия 1,4-дигидроксибутана (или других подходящих 1,4-дигидроксиалканов) с амидами или сложными эфирами. Этот метод обладает превосходной селективностью, мягкими условиями реакции и высокой чистотой продуктов реакции, поэтому он широко используется в области синтеза органических промежуточных соединений и молекул лекарственных средств.
Шаги:
Ниже приведены основные этапы метода синтеза Паала-Кнорра, а подробный экспериментальный процесс выглядит следующим образом:
(1) Добавьте 1,4-дигидроксибутан, амид или сложный эфир и растворитель в сухую трехгорлую колбу.
(2) Добавьте соответствующее количество кислотного катализатора, такого как p-TsOH и т. д.
(3) Запустите нагрев и контролируйте скорость нагрева на уровне 5 градусов в минуту.
(4) Реакционный маточный раствор непрерывно перемешивали и реагировали при комнатной температуре в течение 15 часов.
(5) После реакции охлаждают до комнатной температуры и фильтруют.
(6) Растворитель выпаривают из фильтрата, получая твердый продукт.
2. Метод синтеза Ганча:
Метод Ганча — еще один важный метод пиррола, в котором в качестве реагентов используются -замещенные- -кетоэфиры (такие как -метоксиэтоксиэтанон) и амины, с мягкими реакциями и высокими выходами. Метод Ганча когда-то был одним из наиболее часто используемых методов синтеза пиррола в истории и до сих пор сохраняет свою первоначальную синтетическую ценность.
Ниже приведены подробные этапы синтеза Ганча.
Стадия 1: Реакция конденсации ацетона и ацетилацетона:
Сначала к раствору серной кислоты добавляли ацетон и ацетилацетон в соотношении 1:2, а в качестве растворителя добавляли небольшое количество этанола. В смеси происходит реакция конденсации, в результате которой при нагревании образуются органические кетоновые соли двухосновных кислот.
Стадия 2: Реакция присоединения барбариховой кислоты:
Следующим шагом является добавление барбаловой кислоты в реакционную смесь. В этой одностадийной реакции варбариловая кислота действует как четвертичный амин и нуклеофил и подвергается реакции конденсации с кетоновым соединением. Продукт представляет собой кислоту Ганча, содержащую три атома галогена.
Шаг 3: Реакция восстановления:
Последним этапом является восстановление кислоты Ганча. Этот этап выполняется путем добавления гидроксида натрия или других восстановителей. Продукт после восстановления представляет собой 2,3,5-тризамещенный пиррол. Это подробные этапы синтеза Ганча. Этот синтетический метод включает стадии реакции конденсации, присоединения и восстановления, каждая из которых является существенной. Синтез Ганча является очень эффективным методом синтеза пирролов и широко используется.
3. Синтез штриховки:
Синтез Хаака - это стратегия, основанная на функционализации C – H, первоначально разработанная BM Trost и H. Amii et al. для создания различных важных малых органических молекул. В последние годы этот метод также использовался для синтеза различных тетрафенилсульфидных лигандов и пиррольных соединений.
Этапы работы метода синтеза Хэтча будут подробно описаны ниже.
Экспериментальные шаги:
Шаг 1: Приготовление йодида аммония:
Берут 60 г йода, добавляют небольшое количество воды для растворения, добавляют 50 мл концентрированной соляной кислоты комнатной температуры, делают рН раствора менее 1, доливают дистиллированной водой до 1,5 л; нагреть приготовленный раствор до 80 градусов, добавить небольшими порциями по 50 г безводного хлорида аммония и равномерно перемешать; затем раствор выпаривали досуха, твердое вещество вынимали и измельчали в иодид аммония.
Шаг 2: Предварительная обработка:
Смешать 1,25 г йодистого аммония, 1 г -ненасыщенного кетона и 0,75 г альдегида, добавить к 2 мл ледяной уксусной кислоты, перемешать до растворения; пассивируют MgSO4 в течение 1 часа, отфильтровывают MgSO4 и концентрируют фильтрат до {{10}},5~1,0 мл.
Шаг 3: Процесс реакции:
Добавьте концентрированный реагент к 100 мл раствора изопропанол/вода 30/100 на бане с силиконовым маслом, добавьте 50 мл приготовленной 4,0 моль/л аммиачной воды, нагрейте до кипения и кипятите реакционный раствор в течение 20 минут. Реакционный раствор охлаждали до комнатной температуры, экстрагировали водой и далее обрабатывали в соответствии с требуемой в эксперименте чистотой продукта.
Шаг 4: Очистите продукт:
Сконцентрируйте экстрагированный продукт, сначала замочите его в горячем метаноле, а затем используйте горячую водяную баню с постоянной температурой, чтобы отрегулировать значение pH раствора, а затем вылейте его в зеленый раствор для абсорбции и очистки.
Шаг 5: Организационный анализ:
Структура и чистота продуктов пиррола были получены с помощью окончательного анализа ЯМР и масс-спектрометрии.
Среди прочего, следует отметить, что реагенты реакции синтеза Хэтча следует тщательно идентифицировать и обращаться с ними, чтобы предотвратить восприимчивость реакции к другим соединениям. В то же время условия реакции во время реакции должны быть стабильными, а реакционный раствор необходимо постоянно перемешивать для обеспечения однородности реакции.
Метод синтеза Хаака имеет преимущества легкой доступности химического сырья, мягких условий реакции и простой стратегии синтеза. Кроме того, за счет рационального изменения структуры функционализированной простетической группы и ядерного リаргинна хорошо контролируются реакции, что значительно облегчает синтез хиральности и структурного разнообразия.
4. Исследование других синтетических методов
В дополнение к методам, представленным выше, существует множество других методов, которые можно использовать для синтеза пиррола, таких как использование частотного присоединения имина, реакция Пикте-Шпенглера и т. Д. В современном органическом синтезе люди искали новые, эффективные и экологически безопасные методы синтеза пиррола с целью получения соединений с более высокой биологической активностью и фармакологической ценностью.
Таким образом, вышеуказанные методы являются одним из распространенных методов синтеза пиррола, среди которых два широко используемых метода - метод Паала-Кнорра и метод Ганча, а метод Хаака в последние годы получил более широкое распространение.