Исокуинолинеима многа интересантна хемијска својства, од којих је најрепрезентативнија то што може да изведе многе врсте реакција. Изохинолин се такође може оксидовати у хинолинан или редуковати у 1- или 2-метил-хинолин. Изохинолин је такође благо алкални и само благо кисео. Производи слични природним су класа алкалоида који се широко налазе у биљкама и животињама. Они генерално имају добре фармаколошке активности, укључујући седативне, аналгетичке, антитуморске, антивирусне и антибактеријске ефекте. Типични примери укључују морфијум, фенотиазине, кинолине и слично. Због фармаколошке активности природних производа, једињења изохинолина су постала важна основа за дизајн и синтезу лекова. На пример, лидокаин је локални анестетик који се користи у хирургији, а његова синтеза укључује конверзију једињења изохинолина. Амоксицилин је антибиотик који се користи за лечење бактеријских инфекција, чији је кључни прекурсор такође изохинолин. Све у свему, изохинолин је једно од важних органских једињења са широком применом у природним производима, фармацеутској синтези и органској хемији. Проучавање изохинолина не само да може дубоко истражити његове јединствене хемијске особине, већ се такође очекује да ће донети неку корисну примену.
Изохинолин је широко распрострањено ароматично једињење, које има важну вредност у медицини и примени материјала. Стога је његова синтетичка метода привукла велику пажњу. Овај чланак ће прегледати све методе синтезе изохинолина, укључујући Пицтет-Спенглер синтезу, Бисцхлер-Напиералски синтезу, Гаттерманн-Скита синтезу, Пд-катализовану ЦХ функционализацију итд.
1. Пицтет-Спенглерова синтеза
Изохинолин је важно хетероциклично једињење које садржи азот са широким спектром биолошких активности и фармаколошких ефеката. Пицтет-Спенглерова синтеза је уобичајена метода за синтезу изокинолина.
Кораци методе Пицтет-Спенглер синтезе:
1. Синтеза амидних једињења. Ароматични амини и анхидриди киселина се кондензују у реакционом растварачу да би се добила амидна једињења. Реакција се може извести на собној температури, а катализатор може бити ДЦЦ (1,3-дициклохексилкарбодиимид) или ЕЕДК (Н-аминобутоксицијано) итд.
2. Синтеза ароматичних циклопропанона. Синтетизовано амидно једињење реагује са другим ароматичним амином под базним условима да би се добио ароматични циклоацетонски интермедијер. Општи катализатори укључују субалкалне оксиданте као што је ЦуЦл2, или металне базе као што је НаХ.
3. Генерисање циљног производа протонацијом светлости и циклизацијом. Прво, генерисани ароматични циклопропанон интермедијер се лагано протонира у слабо киселим условима, а затим се изводи реакција циклизације да би се добио изохинолински производ. Молекул воде се може ослободити током реакције, а услови за циклизацију могу користити киселине као што је ХЦл, или редукционе агенсе као што је пирофосфорна киселина.
Механизам реакције:
Механизам реакције Пицтет-Спенглерове синтезе може се поделити у два главна корака. У првом кораку, ароматични амин и анхидрид киселине се кондензују у реакционом растварачу да би се формирало амидно једињење. Механизам ове реакције кондензације се сматра нуклеофилном реакцијом адиције-елиминације. У овом механизму, усамљени електронски пар на хетероатому азота делује као нуклеофилни напад на хидроксилну групу анхидрида, током којег се карбонил група преноси на азот, стварајући интермедијерни амид и ослобађајући мравља киселина која служи као други део анхидрида сирћетне киселине.
Други корак, формирање ароматичног циклопропанонског интермедијера, је једноставном комбинацијом два различита молекула након чега следи декарбоксилација. У овом механизму, амин у првом молекулу делује као нуклеофил да нападне карбенски угљеник у кетону, дајући интермедијер А, који се може уклонити у зависности од услова. Интермедијер А се затим подвргава дејству киселине или редукционог агенса да би се добио производ изокинолина.
У закључку, Пицтет-Спенглерова метода синтезе је важна метода хемијске синтезе која може ефикасно синтетизовати изохинолин. Његови кораци су једноставни, реакциони услови су благи, лаки за контролу, а добијени производ има високу чистоћу, па се широко користи у области органске синтезе.
2. Бисцхлер-Напиералски синтеза
Бисцхлер-Напиералски синтеза је метода за синтезу једињења изохинолина, која користи амиде као полазне материјале и претвара их у циљна једињења циклизацијом и дехидратацијом. Методу синтезе су први измислили Бисцхлер и Напиералски 1893. године и широко је коришћен у припреми биљака и синтетичких лекова.
Механизам реакције:
Бисцхлер-Напиералски реакција се састоји од корака циклизације катализоване киселином и корака дехидратације катализоване базом. Механизам реакције се може сажети у следеће кораке:
(1) Молекул амида се протонира под дејством киселог катализатора да би се добио интермедијер, који је органски катјон у коме је атом Н позитивно наелектрисан. Овај корак захтева довољно јак кисели катализатор, као што је хлороводонична киселина или гвожђе хлорид.
(2) Електрофилни напад се дешава између Н атома интермедијера и суседног Ц атома, што резултира петочланим прстенастим интермедијером. Овај корак се постиже интрамолекуларном нуклеофилном супституцијом. π електрони у групи се крећу до Ц атома у петочланом прстену да би развили нову ЦЦ везу, а Ц атом у центру петочланог прстена је позитивно наелектрисан.
(3) Петочлани прстенасти интермедијер се депротонира да би се добио шесточлани прстенасти интермедијер. Овај корак обично захтева одређену температуру и време за промовисање реакције депротонације.
(4) Алкил-супституисани шесточлани интермедијер у прстену пролази кроз реакцију дехидратације која је олакшана базом да би се формирао финални производ изохинолина и истовремено ослобађали молекули воде.
Уопштено говорећи, постоји много метода синтезе изохинолина, а различите методе су погодне за различите услове реакције. Ове методе се могу прилагодити и одабрати према стварним потребама.