5-cianoindoles un importante compuesto orgánico ampliamente utilizado en la investigación de moléculas bioactivas en el campo de la medicina. A continuación, presentaremos varios métodos sintéticos de 5-cianoindol.
el enlace de 5-Cianoindol:
1. Método de reacción de Bergman:
La reacción del método consiste en utilizar alquinos como materia prima para generar compuestos de anillos aromáticos mediante una reacción de deshidrogenación. 5-El cianoindol se puede sintetizar de esta forma. Las materias primas utilizadas en la reacción son tereftalato de dietilo y 2-fenilacetileno. Después de que los dos compuestos anteriores se irradian con luz ultravioleta, se forman intermediarios y, finalmente, se genera 5-cianoindol a través de una reacción de ciclación. La ventaja de este método es que las condiciones de reacción son relativamente suaves y la eficiencia de síntesis es alta, pero las materias primas son costosas y el costo es alto.
Los pasos de la reacción de Bergman:
Paso 1: preparación de 5-cianindol y trifluoroacetato de plata:
En condiciones de laboratorio, se mezclan {{0}}cianindol y trifluoroacetato de plata, normalmente del orden de 0,1 mmol. Agregue lentamente la solución de dimetilsulfóxido (DMSO) en un evaporador rotatorio y revuelva para mezclar, mantenga el calentamiento a 60 grados hasta que todos los sustratos se disuelvan. Se añadió dos veces más trifluoroacetato de plata que el sustrato.
Paso 2: reacción de reflujo:
La mezcla de reacción se calentó durante 1 hora y se calentó a reflujo para mantener la temperatura estable a 60 grados.
Paso 3: Hidrólisis:
Después de la reacción, la solución mixta se enfrió a temperatura ambiente y se añadió lentamente una cantidad adecuada de agua para mezclar, y el producto se extrajo con una solución correspondiente (como acetona). En este proceso, debido a la polaridad de la característica del doble enlace en el 5-esqueleto de cianindol, la extracción del producto se vuelve más problemática.
Paso 4: Concentrado:
Concentrar el producto extraído a presión reducida, lavar repetidamente el producto con filtro y agua pura, evaporar y secar.
La reacción de Bergman es una importante reacción de ciclación intramolecular y su mecanismo de reacción tiene las siguientes dos posibilidades:
Mecanismo 1: prominente reacción de oxidación de hidrógeno/oxígeno:
El mecanismo de la reacción de Bergman involucra una reacción de oxidación hidrógeno/oxígeno, y es difícil establecer una reacción carbono-carbono en este modo intramolecular. Entre ellos, el estado sustractivo de carbono-hidrógeno en el 5-cianindol lo hace más general y fácil de reaccionar para las reacciones de ciclación. En esta reacción, la información de resonancia magnética nuclear (RMN) confirmó la conversión oxidativa del N-cianonitrógeno en 5-cianindol al átomo de nitrógeno N-subvalente (oN≡C). Los óxidos de nitrógeno generados (oN≡C) pueden reducirse a los correspondientes ácidos carboxílicos y aminas mediante otros reactivos homogéneos y heterogéneos. En este proceso, el catalizador químico heterogéneo (ácido/base) también juega un papel importante.
Mecanismo 2: Reacción prominente de oxidación de hidrógeno/nitrógeno:
La reacción de Bergman también puede explicarse por la reacción de oxidación hidrógeno/nitrógeno. En esta reacción, el estado reducido del carbono-hidrógeno en el 5-cianindol también reacciona bien. El nitrógeno N-ciano puede oxidar los enlaces carbono-hidrógeno adyacentes. Estos intermediarios oxidados son desarrollados por otras reacciones (tales como oxidación de hidrógeno, nitración, etc.). La reacción de Mo(CO)6 sobre Cp2Fe y los intermedios de óxido de nitrógeno producidos también pueden proporcionar un agente reductor más fuerte. Las correspondientes reacciones de transferencia de electrones pueden desempeñar un papel importante.
2. Método de reacción de acoplamiento de Suzuki:
El método de reacción de acoplamiento de Suzuki es una reacción importante ampliamente utilizada, que se puede utilizar para construir el esqueleto de compuestos de anillos aromáticos. 5-El cianoindol también se puede sintetizar mediante esta reacción. La ventaja de este método es que las materias primas son relativamente baratas y las condiciones de reacción son fáciles de controlar, pero se requiere un solvente orgánico.
(1) Primero, se deben preparar los materiales, incluidos 5-bromoindol, 5-ciano-1,3-dimetilpirimidina-2,4-diona, Acetato de paladio (Pd(OAc)2), ligandos de fosfina (como fosfina o fosfito), álcali (como benzoato de sodio o carbonato de sodio), disolventes orgánicos (como cloruro de dimetilsulfóxido, acetonitrilo o diclorometano) y agua.
(2) Disolver los ligandos de 5-bromoindol, 5-ciano-1,3-dimetilpirimidina-2,4-diona y fosfina en un disolvente orgánico como cloruro de dimetilsulfóxido, acetonitrilo o diclorometano, y agregue álcali en condiciones criogénicas. Por ejemplo, disuelva 5-Bromoindol (0.5mmol), {{10}}Cyano-1,3-dimetilpirimidina-2,{ {14}}diona (0.6mmol), ligandos de fosfina (como TRIPHOS, {{20}}.9% mol) y carbonato de sodio (2.0eq) en CH3CN, agitado hasta que se disuelva por completo , luego se agregó carbonato de sodio (2.0 eq) a -78 grado.
(3) Añadir acetato de paladio (Pd(OAc)2) al sistema de reacción y agitar para mezclar. Por ejemplo, agregue acetato de paladio (1.0 por ciento en moles) a la mezcla anterior y agite la reacción a -78 grados.
(4) La mezcla de reacción se calentará a temperatura ambiente o 70 grados bajo un controlador de temperatura y se hará reaccionar durante 1-2 horas. Una vez finalizada la reacción, la mezcla de reacción se filtra y la mezcla de reacción se separa y se extrae con agua y un disolvente orgánico.
(5) Extraer y purificar el producto objetivo 5-cianoindol de sales inorgánicas y otras impurezas mediante cromatografía en columna u otras técnicas de separación. Por ejemplo, al usar cromatografía en columna de gel de sílice, el producto objetivo se extrae de las impurezas en la cromatografía en columna y se caracteriza por medios como RMN.
En conclusión, los pasos para la síntesis de 5-cianoindol mediante la reacción de acoplamiento de Suzuki son muy simples, pero se debe prestar atención a la selección de las condiciones y los materiales de reacción.
3. Método de reacción de Friedel-Crafts:
La reacción de Friedel-Crafts (reacción de Fujiwara-Moritani) es un método de síntesis orgánica para la síntesis de compuestos aromáticos mediante la reacción de intercambio de iminas y sulfuros de arilo. Es una reacción de ciclación que une un anillo de imidazol o pirrol con un anillo de aldehído o cetona para generar una amina aromática que contiene un heterociclo. 5-El cianoindol es un compuesto de amida con un heterociclo de nitrógeno que se puede sintetizar mediante la reacción de Friedel-Crafts. La ventaja de este método es que las propiedades químicas de las materias primas son relativamente estables y la estructura del producto resultante es relativamente estable. Sin embargo, es necesario prestar atención a la selección de las condiciones de reacción durante la operación.
Los pasos detallados del método de reacción de Friedel-Crafts son los siguientes:
(1.) Preparación de los reactivos: agregue 5-cianoindol y un solvente orgánico que contenga formaldehído en un matraz de tres bocas limpio y seco. En donde, el solvente orgánico puede ser solventes orgánicos anhidros tales como nitrilos, éteres, ésteres, etc., pero se debe tener cuidado para seleccionar la polaridad del solvente y la compatibilidad de los reactivos.
(2.) Reacción de calentamiento: coloque la botella de tres cuellos en un baño de aceite caliente, primero caliente la mezcla de reactivos a baja temperatura y luego caliéntela gradualmente hasta la temperatura de reacción. El tiempo de reacción es generalmente 15-60 minutos. La temperatura de reacción óptima para esta reacción es generalmente entre 100-140 grados, que se puede ajustar para diferentes reactivos.
(3.) Separación de los productos de reacción: después de completar la reacción, enfríe la mezcla de reacción a temperatura ambiente, agregue una gran cantidad de agua y pintura orgánica y luego ajuste el pH a neutral con una solución acuosa de ácido o ácido clorhídrico. La fase orgánica y la fase acuosa se separaron y la fase orgánica se secó sobre sulfato de sodio anhidro y luego se concentró a sequedad. El producto se puede separar y purificar mediante cromatografía en columna y similares.
En resumen, la reacción de Friedel-Crafts es un método sintético importante, que es adecuado para la síntesis de aminas aromáticas a partir de compuestos heterocíclicos. Para compuestos con amidas heterocíclicas de nitrógeno como 5-cianoindol, esta reacción tiene una gran aplicabilidad y puede realizar la síntesis de ciclación, que tiene cierto valor de aplicación para la investigación en este campo.
4. Método de reacción de linealización:
El método de reacción de linealización es un método para convertir moléculas de ácido nucleico en ADN o ARN linealizado, en el que el 5-cianoindol es un reactivo de reacción de uso común. Las materias primas utilizadas en la reacción son alcohol bencílico y cianohidróxido de sodio, y el 5-cianoindol se sintetiza aún más mediante una reacción de ciclación. La ventaja de este método es que las materias primas son fáciles de obtener y el costo es bajo, y es adecuado para varios campos de investigación y análisis de ácidos nucleicos. Sin embargo, es necesario prestar mucha atención a las condiciones de ciclación durante el proceso de uso para ver si se pueden generar productos cíclicos.
El método de reacción de linealización de 5-cianoindol y sus pasos detallados.
(1) Agregue el ADN o el ARN objetivo al tampón que contiene 5-cianoindol, generalmente usando el tampón Tris con un pH de 8,5. 5-El cianoindol es un fuerte reactivo de reticulación fotoquímica, que puede formar un complejo con unión NC con bases de ácido nucleico, lo que da como resultado la reticulación entre las hebras de ácido nucleico.
(2) Exponga la mezcla de reacción a luz ultravioleta de 365 nm y, mediante la acción de la luz ultravioleta, el 5-cianoindol forma un enlace covalente con la base en el ADN o el ARN, logrando así la linealización.
(3) Agregue tampón de carga de gel, cargue el producto de reacción y llévelo al gel de agarosa para la separación por electroforesis. Debido a que el ADN o ARN linealizado produce una sola banda en el gel, es posible separar fragmentos lineales de ADN o ARN mediante separación electroforética.
En general, todos los métodos anteriores se utilizan para sintetizar 5-cianoindol y tienen sus propias ventajas y desventajas. En la aplicación práctica, es necesario seleccionar el método más adecuado de acuerdo con el producto real requerido.