isoquinolinaTiene muchas propiedades químicas interesantes, la más representativa de las cuales es que puede realizar muchos tipos de reacciones. La isoquinolina también se puede oxidar a quinolinano o reducir a 1- o 2-metilquinolina. La isoquinolina también es ligeramente alcalina y sólo ligeramente ácida. Los productos naturales son una clase de alcaloides que se encuentran ampliamente en plantas y animales. Generalmente tienen buenas actividades farmacológicas, incluidos efectos sedantes, analgésicos, antitumorales, antivirales y antibacterianos. Los ejemplos típicos incluyen morfina, fenotiazinas, quinolinas y similares. Debido a la actividad farmacológica de los productos naturales, los compuestos de isoquinolina se han convertido en una base importante para el diseño y la síntesis de fármacos. Por ejemplo, la lidocaína es un anestésico local utilizado en cirugía y su síntesis implica la conversión de compuestos de isoquinolina. La amoxicilina es un antibiótico utilizado para tratar infecciones bacterianas, cuyo precursor clave es también la isoquinolina. En general, la isoquinolina es uno de los compuestos orgánicos importantes con amplias aplicaciones en productos naturales, síntesis farmacéutica y química orgánica. El estudio de la isoquinolina no sólo puede explorar en profundidad sus propiedades químicas únicas, sino que también se espera que aporte algún valor de aplicación beneficioso.
La isoquinolina es un compuesto aromático ampliamente utilizado, que tiene un valor importante en la medicina y la aplicación de materiales. Por ello, su método de síntesis ha llamado mucho la atención. Este artículo revisará todos los métodos de síntesis de isoquinolina, incluida la síntesis de Pictet-Spengler, la síntesis de Bischler-Napieralski, la síntesis de Gattermann-Skita, la funcionalización de CH catalizada por Pd, etc.
1. Síntesis de Pictet-Spengler
La isoquinolina es un importante compuesto heterocíclico que contiene nitrógeno con una amplia gama de actividades biológicas y efectos farmacológicos. La síntesis de Pictet-Spengler es un método comúnmente utilizado para sintetizar isoquinolina.
Los pasos del método de síntesis Pictet-Spengler:
1. Síntesis de compuestos amida. Las aminas aromáticas y los anhídridos de ácido se condensan en un disolvente de reacción para generar compuestos de amida. La reacción se puede llevar a cabo a temperatura ambiente y el catalizador puede ser DCC (1,3-diciclohexilcarbodiimida) o EEDQ (N-aminobutoxiciano), etc.
2. Síntesis de ciclopropanonas aromáticas. El compuesto de amida sintetizado se hace reaccionar con otra amina aromática en condiciones básicas para generar un intermedio de cicloacetona aromática. Los catalizadores generales incluyen oxidantes subalcalinos como CuCl2 o bases metálicas como NaH.
3. Generar el producto objetivo mediante protonación ligera y ciclación. En primer lugar, el intermedio de ciclopropanona aromático generado se protona ligeramente en condiciones débilmente ácidas y luego se lleva a cabo la reacción de ciclación para obtener el producto de isoquinolina. Se puede liberar una molécula de agua durante la reacción y las condiciones para la ciclación pueden utilizar ácidos como el HCl o agentes reductores como el ácido pirofosfórico.
Mecanismo de reacción:
El mecanismo de reacción de la síntesis de Pictet-Spengler se puede dividir en dos pasos principales. En el primer paso, se condensan una amina aromática y un anhídrido de ácido en un disolvente de reacción para formar un compuesto de amida. El mecanismo de esta reacción de condensación se considera una reacción de adición-eliminación nucleófila. En este mecanismo, el par de electrones solitario en el heteroátomo de nitrógeno actúa como un ataque nucleofílico en el grupo similar a hidroxilo del anhídrido, durante el cual un grupo carbonilo se transfiere al nitrógeno, produciendo una amida intermedia y liberando ácido fórmico que sirve como otra parte del anhídrido acético.
El segundo paso, la formación del intermedio aromático de ciclopropanona, se realiza mediante una simple combinación de dos moléculas diferentes seguida de descarboxilación. En este mecanismo, la amina en la primera molécula actúa como un nucleófilo para atacar un carbono carbeno en la cetona, produciendo el intermedio A, que se puede desmantelar dependiendo de las condiciones. Luego, el intermedio A se somete a la acción de un ácido o agente reductor para producir el producto isoquinolina.
En conclusión, el método de síntesis de Pictet-Spengler es un método de síntesis química importante que puede sintetizar eficientemente la isoquinolina. Sus pasos son sencillos, las condiciones de reacción son suaves, fáciles de controlar y el producto obtenido tiene alta pureza, por lo que es ampliamente utilizado en el campo de la síntesis orgánica.
2. Síntesis de Bischler-Napieralski
La síntesis de Bischler-Napieralski es un método para sintetizar compuestos de isoquinolina, que utiliza amidas como materiales de partida y las convierte en compuestos objetivo mediante ciclación y deshidratación. El método de síntesis fue inventado por primera vez por Bischler y Napieralski en 1893 y ha sido ampliamente utilizado en la preparación de plantas y drogas sintéticas.
Mecanismo de reacción:
La reacción de Bischler-Napieralski consta de un paso de ciclación catalizada por un ácido y un paso de deshidratación catalizada por una base. El mecanismo de reacción se puede resumir en los siguientes pasos:
(1) La molécula de amida se protona bajo la acción de un catalizador ácido para generar un intermedio, que es un catión orgánico en el que el átomo de N está cargado positivamente. Este paso requiere un catalizador ácido suficientemente fuerte, como ácido clorhídrico o cloruro férrico.
(2) Se produce un ataque electrofílico entre el átomo de N del intermedio y el átomo de C adyacente, lo que da como resultado un anillo intermedio de cinco miembros. Este paso se logra mediante sustitución nucleofílica intramolecular. Los electrones π del grupo se mueven hacia el átomo de C en el anillo de cinco miembros para desarrollar un nuevo enlace CC, y el átomo de C en el centro del anillo de cinco miembros está cargado positivamente.
(3) El anillo intermedio de cinco miembros se desprotona para generar un anillo intermedio de seis miembros. Este paso suele requerir una cierta temperatura y tiempo para promover la reacción de desprotonación.
(4) El anillo intermedio de seis miembros sustituido con alquilo sufre una reacción de deshidratación facilitada por una base para formar el producto final de isoquinolina y liberar moléculas de agua al mismo tiempo.
En términos generales, existen muchos métodos de síntesis de isoquinolina y diferentes métodos son adecuados para diferentes condiciones de reacción. Estos métodos se pueden ajustar y seleccionar según las necesidades reales.