Πυρρόλιοείναι μια πενταμελής ετεροκυκλική ένωση με σημαντικές φαρμακευτικές και βιολογικές δράσεις. Υπάρχουν πολλές συνθετικές μέθοδοι Pyrrole, συμπεριλαμβανομένων κυρίως των παρακάτω.
1. Μέθοδος σύνθεσης Paal-Knorr
Η μέθοδος Paal-Knorr είναι μια τυπική μέθοδος που χρησιμοποιεί λειτουργικές ομάδες όπως 1,4-διαλδεΰδη και 1,3-δικετόνη ως αντιδρώντα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί μια πυρηνόφιλη αντίδραση προσθήκης καρβονυλίου μεταξύ αυτών των δύο ενώσεων για να σχηματίσει μια 5-υδροξυ-2,3-δισυποκατεστημένη πυριδίνη-1,4-διόνη, ακολουθούμενη από μια αντίδραση αποξείδωσης για να δώσει το προϊόν στόχο. Η μέθοδος Paal-Knorr έχει τα πλεονεκτήματα των απλών συνθηκών αντίδρασης, της υψηλής απόδοσης και του μεγάλου εύρους εφαρμογής, και έχει γίνει μια από τις κοινώς χρησιμοποιούμενες συνθετικές μεθόδους για τη σύνθεση πυρρόλης.
Η πυρρόλη είναι μια πενταμελής ετεροκυκλική ένωση με ένα ευρύ φάσμα χημικών και βιολογικών δράσεων. Ως σημαντική ένωση στόχος οργανικής σύνθεσης, μπορεί να συντεθεί με διάφορες μεθόδους, μεταξύ των οποίων η μέθοδος σύνθεσης Paal-Knorr είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μεθόδους. Η σύνθεση Paal-Knorr είναι μια κλασική μέθοδος για τη δημιουργία πυρρολών με αντίδραση 1,4-διυδροξυβουτανίου (ή άλλων κατάλληλων 1,4-διυδροξυαλκανίων) με αμίδια ή εστέρες. Αυτή η μέθοδος έχει τα χαρακτηριστικά της εξαιρετικής εκλεκτικότητας, των ήπιων συνθηκών αντίδρασης και της υψηλής καθαρότητας των προϊόντων αντίδρασης, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στους τομείς της σύνθεσης οργανικών ενδιάμεσων και μορίων φαρμάκων.
Βήματα:
Ακολουθούν τα βασικά βήματα λειτουργίας της μεθόδου σύνθεσης Paal-Knorr και η λεπτομερής πειραματική διαδικασία έχει ως εξής:
(1) Προσθέστε 1,4-διυδροξυβουτάνιο, αμίδιο ή εστέρα και διαλύτη σε ξηρή τρίλαιμη φιάλη.
(2) Προσθέστε κατάλληλη ποσότητα όξινου καταλύτη όπως p-TsOH, κ.λπ.
(3) Ξεκινήστε τη θέρμανση και ελέγξτε τον ρυθμό θέρμανσης στους 5 βαθμούς/λεπτό.
(4) Το μητρικό υγρό της αντίδρασης αναδεύτηκε συνεχώς και αντέδρασε σε θερμοκρασία δωματίου για 15 ώρες.
(5) Μετά την αντίδραση, ψύξτε σε θερμοκρασία δωματίου και διηθήστε.
(6) Ο διαλύτης εξατμίζεται από το διήθημα για να δώσει ένα στερεό προϊόν.
2. Μέθοδος σύνθεσης Hantzsch:
Η μέθοδος Hantzsch είναι μια άλλη σημαντική μέθοδος της πυρρόλης, χρησιμοποιώντας -υποκατεστημένους- -κετοεστέρες (όπως -μεθοξυαιθοξυαιθανόνη) και αμίνες ως αντιδρώντα, με ήπιες αντιδράσεις και υψηλές αποδόσεις. Η μέθοδος Hantzsch ήταν κάποτε μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μεθόδους σύνθεσης πυρρόλης στην ιστορία, και εξακολουθεί να διατηρεί την αρχική της συνθετική αξία μέχρι στιγμής.
Τα παρακάτω είναι τα λεπτομερή βήματα της σύνθεσης Hantzsch.
Βήμα 1: Αντίδραση συμπύκνωσης ακετόνης και ακετυλακετόνης:
Πρώτον, προστέθηκαν ακετόνη και ακετυλακετόνη στο διάλυμα θειικού οξέος σε αναλογία 1:2 και μια μικρή ποσότητα αιθανόλης προστέθηκε ως διαλύτης. Η αντίδραση συμπύκνωσης λαμβάνει χώρα στο μείγμα και παράγει οργανικά άλατα διβασικού οξέος κετόνης υπό θέρμανση.
Βήμα 2: Αντίδραση προσθήκης Βαρβαρυχικού οξέος:
Το επόμενο βήμα είναι η προσθήκη του βαρβαλικού οξέος στο μίγμα της αντίδρασης. Σε αυτή την αντίδραση ενός σταδίου, το βαρβαρυλικό οξύ δρα σαν τεταρτοταγής αμίνη και πυρηνόφιλο και υφίσταται αντίδραση συμπύκνωσης με την ένωση κετόνης. Το προϊόν είναι ένα οξύ Hantzsch που περιέχει τρία άτομα αλογόνου.
Βήμα 3: Αντίδραση αναγωγής:
Το τελευταίο βήμα είναι η αναγωγή του οξέος Hantzsch. Αυτό το στάδιο επιτυγχάνεται με την προσθήκη υδροξειδίου του νατρίου ή άλλων αναγωγικών παραγόντων. Το προϊόν μετά την αναγωγή είναι 2,3,5-τριυποκατεστημένη πυρρόλη. Αυτά είναι τα λεπτομερή βήματα της σύνθεσης Hantzsch. Αυτή η συνθετική μέθοδος περιλαμβάνει στάδια αντίδρασης συμπύκνωσης, προσθήκης και αναγωγής, καθένα από τα οποία είναι απαραίτητο. Η σύνθεση Hantzsch είναι μια πολύ αποτελεσματική μέθοδος για τη σύνθεση πυρρολών και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως.
3. Σύνθεση καταπακτής:
Η σύνθεση Haack είναι μια στρατηγική βασισμένη στη λειτουργικοποίηση C–H που αναπτύχθηκε αρχικά από τους BM Trost και H. Amii et al. να δημιουργήσει μια ποικιλία σημαντικών μικρών οργανικών μορίων. Τα τελευταία χρόνια, αυτή η μέθοδος έχει χρησιμοποιηθεί επίσης για τη σύνθεση μιας ποικιλίας τετραφαινυλοσουλφιδικών προσδεμάτων και ενώσεων πυρρολίου.
Τα βήματα λειτουργίας της μεθόδου σύνθεσης Hatch θα περιγραφούν λεπτομερώς παρακάτω.
Πειραματικά βήματα:
Βήμα 1: Παρασκευή ιωδιούχου αμμωνίου:
Πάρτε 60 g ιωδίου, προσθέστε μια μικρή ποσότητα νερού για να διαλυθεί, προσθέστε 50 mL πυκνού υδροχλωρικού οξέος σε θερμοκρασία δωματίου, κάντε το pH του διαλύματος μικρότερο από 1, προσθέστε απεσταγμένο νερό σε 1,5 L. Θερμάνετε το παρασκευασμένο διάλυμα στους 80 βαθμούς, προσθέστε 50 g άνυδρου χλωριούχου αμμωνίου σε μικρές ποσότητες ένα προς ένα και ανακατέψτε ομοιόμορφα. Στη συνέχεια, το διάλυμα εξατμίστηκε μέχρι ξηρού και το στερεό αφαιρέθηκε και θρυμματίστηκε σε ιωδιούχο αμμώνιο.
Βήμα 2: Θεραπεία πριν από την αντίδραση:
Αναμείξτε 1,25 g ιωδιούχου αμμωνίου, 1 g -ακόρεστης κετόνης και 0.75 g αλδεΰδης, προσθέστε σε 2 mL παγόμορφου οξικού οξέος, ανακατέψτε για να διαλυθεί. Παθητικοποιήστε το MgSO4 για 1 ώρα, διηθήστε το MgSO4 και συμπυκνώστε το διήθημα σε {{10}},5~1,0 mL.
Βήμα 3: Διαδικασία αντίδρασης:
Προσθέστε το συμπυκνωμένο αντιδραστήριο σε 100 mL διαλύματος ισοπροπανόλης 30/100/νερού σε λουτρό ελαίου σιλικόνης, προσθέστε 50 mL παρασκευασμένου νερού αμμωνίας 4,0 mol/L, θερμάνετε μέχρι να βράσει και κρατήστε το διάλυμα αντίδρασης σε βρασμό για 20 λεπτά. Το διάλυμα της αντίδρασης ψύχθηκε σε θερμοκρασία δωματίου, εκχυλίστηκε με νερό και υποβλήθηκε σε περαιτέρω επεξεργασία σύμφωνα με την καθαρότητα του προϊόντος που απαιτείται στο πείραμα.
Βήμα 4: Καθαρίστε το προϊόν:
Συμπυκνώστε το εκχυλισμένο προϊόν, εμποτίστε το πρώτα σε ζεστή μεθανόλη και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε ένα ζεστό υδατόλουτρο σταθερής θερμοκρασίας για να ρυθμίσετε την τιμή του pH του διαλύματος και μετά χύστε το στο πράσινο διάλυμα για απορρόφηση και καθαρισμό.
Βήμα 5: Οργανωτική Ανάλυση:
Η δομή και η καθαρότητα των προϊόντων Pyrrole ελήφθησαν με τελική ανάλυση NMR και φασματομετρία μάζας.
Μεταξύ άλλων, πρέπει να σημειωθεί ότι τα αντιδρώντα της αντίδρασης σύνθεσης Hatch θα πρέπει να αναγνωρίζονται προσεκτικά και να αντιμετωπίζονται για να αποφευχθεί η ευαισθησία της αντίδρασης σε άλλες ενώσεις. Ταυτόχρονα, οι συνθήκες αντίδρασης θα πρέπει να είναι σταθερές κατά τη διάρκεια της αντίδρασης και το διάλυμα αντίδρασης θα πρέπει να αναδεύεται συνεχώς για να εξασφαλιστεί η ομοιομορφία της αντίδρασης.
Η μέθοδος σύνθεσης Haack έχει τα πλεονεκτήματα της εύκολης διαθεσιμότητας χημικών πρώτων υλών, των ήπιων συνθηκών αντίδρασης και της απλής στρατηγικής σύνθεσης. Επιπλέον, αλλάζοντας ορθολογικά τη δομή της λειτουργοποιημένης προσθετικής ομάδας και του πυρηνικού リArginn έχει καλή απόδοση ελέγχου στην αντίδραση, η οποία διευκολύνει σημαντικά τη σύνθεση της χειρομορφίας και της δομικής ποικιλομορφίας.
4. Έρευνα για άλλες συνθετικές μεθόδους
Εκτός από τις μεθόδους που εισήχθησαν παραπάνω, υπάρχουν πολλές άλλες μέθοδοι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνθεση της πυρρόλης, όπως η χρήση της προσθήκης συχνότητας ιμίνης, η αντίδραση Pictet-Spengler κ.λπ. Στη σύγχρονη οργανική σύνθεση, οι άνθρωποι αναζητούν νέες, αποτελεσματικές και φιλικές προς το περιβάλλον μεθόδους για τη σύνθεση πυρρόλης προκειμένου να ληφθούν ενώσεις με υψηλότερη βιολογική δράση και φαρμακολογική αξία.
Συνοψίζοντας, οι παραπάνω μέθοδοι είναι μία από τις κοινές μεθόδους σύνθεσης Pyrrole, μεταξύ των οποίων η μέθοδος Paal-Knorr και η μέθοδος Hantzsch είναι δύο κοινά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι, ενώ η μέθοδος Haack χρησιμοποιείται ευρύτερα τα τελευταία χρόνια.