5-Цијаноиндолје важно органско једињење које се широко користи у истраживању биоактивних молекула у области медицине. У наставку ћемо представити неколико синтетичких метода 5-цијаноиндола.
Веза од 5-Цијаноиндол:
1. Бергманова метода реакције:
Реакција методе је коришћење алкина као сировина за стварање ароматичних прстенастих једињења кроз реакцију дехидрогенације. 5-Цијаноиндол може да се синтетише на овај начин. Сировине које се користе у реакцији су диетил терефталат и 2-фенилацетилен. Након што су горња два једињења озрачена ултраљубичастим светлом, формирају се интермедијери и коначно 5-цијаноиндол се генерише реакцијом циклизације. Предност ове методе је у томе што су реакциони услови релативно благи и ефикасност синтезе висока, али су сировине скупе и цена је висока.
Кораци Бергманове реакције:
Корак 1: Припрема 5-цијаниндола и сребро трифлуороацетата:
У лабораторијским условима, {{0}}цијаниндол и сребро трифлуорацетат се мешају, обично реда величине 0,1 ммол. Полако додајте раствор диметил сулфоксида (ДМСО) у ротациони испаривач и мешајте да се меша, одржавајте загревање на 60 степени док се сви супстрати не растворе. Додато је два пута више трифлуороацетата сребра него супстрата.
Корак 2: Рефлуксна реакција:
Реакциона смеша је загревана 1 х и рефлуксована да би се температура одржала стабилном на 60 степени.
Корак 3: Хидролиза:
После реакције, мешани раствор је охлађен на собну температуру, а одговарајућа количина воде је полако додата за мешање, а производ је екстрахован одговарајућим раствором (као што је ацетон). У овом процесу, због поларитета карактеристике двоструке везе у скелету 5-цијаниндола, екстракција производа постаје проблематичнија.
Корак 4: Концентришите се:
Екстраховани производ концентровати под сниженим притиском, испрати производ више пута филтером и чистом водом, испарити и осушити.
Бергманова реакција је важна реакција интрамолекуларне циклизације, а њен реакциони механизам има следеће две могућности:
Механизам 1: Истакнута реакција оксидације водоника/кисеоника:
Механизам Бергманове реакције укључује реакцију оксидације водоник/кисеоник, и тешко је успоставити реакцију угљеник-угљеник у овом интрамолекуларном начину. Међу њима, субтрактивно стање угљеник-водоник у 5-цијаниндолу чини га општијим и лакшим за реаговање за реакције циклизације. У овој реакцији, информације нуклеарне магнетне резонанце (НМР) су потврдиле оксидативну конверзију Н-цијаноазота у 5-цијаниндолу у Н-субвалентни атом азота (оН≡Ц). Настали оксиди азота (оН≡Ц) могу се редуковати у одговарајуће карбоксилне киселине и амине другим хомогеним и хетерогеним реагенсима. У овом процесу, хетерогени хемијски катализатор (киселина/база) такође игра важну улогу.
Механизам 2: Истакнута реакција оксидације водоника/азота:
Бергманова реакција се такође може објаснити реакцијом оксидације водоник/азот. У овој реакцији, редуковано стање угљеник-водоника у 5-цијаниндолу такође добро реагује. Н-цијано азот може оксидирати суседне везе угљеник-водоник. Ови оксидовани интермедијери се развијају другим реакцијама (као што су оксидација водоника, нитрирање, итд.). Реакција Мо(ЦО)6 на Цп2Фе и произведених међупроизвода азот-оксида такође може да обезбеди јачи редукциони агенс. Одговарајуће реакције преноса електрона могу играти важну улогу.
2. Сузуки метод реакције спреге:
Сузуки метода реакције купловања је широко коришћена важна реакција, која се може користити за конструисање скелета једињења ароматичног прстена. 5-Овом реакцијом може да се синтетише и цијаноиндол. Предност ове методе је у томе што су сировине релативно јефтине и реакциони услови се лако контролишу, али је неопходан органски растварач.
(1) Прво, потребно је припремити материјале, укључујући 5-броминдол, 5-цијано-1,3-диметилпиримидин-2,4-дион, Паладијум ацетат (Пд(ОАц)2), фосфински лиганди (као што су фосфин или фосфит), алкалије (као што је натријум бензоат или натријум карбонат), органски растварачи (као што су диметил сулфоксид хлорид, ацетонитрил или дихлорометан) и вода.
(2) Растворити 5-броминдол, 5-цијано-1,3-диметилпиримидин-2,4-дион и фосфин лиганде у органском растварачу као што је диметил сулфоксид хлорид, ацетонитрил или дихлорометан, и додати алкалију под криогеним условима. На пример, растворите 5-броминдол (0.5 ммол), {{10}}цијано-1,3-диметилпиримидин-2,{ {14}}дион (0.6 ммол), фосфински лиганди (као што је ТРИПХОС, {{20}}.9 мол процената) и натријум карбонат (2.0 ек) у ЦХ3ЦН, мешани док се потпуно не растворе , затим је додат натријум карбонат (2,0 екв.) на -78 степени.
(3) Додати паладијум ацетат (Пд(ОАц)2) у реакциони систем и мешати да се меша. На пример, додајте паладијум ацетат (1.0 мол процента) у горњу смешу и промешајте реакцију на -78 степену.
(4) Реакциона смеша ће се загрејати до собне температуре или 70 степени под температурним регулатором и реаговати 1-2 сати. Након што је реакција завршена, реакциона смеша је филтрирана, а реакциона смеша је одвојена и екстрахована водом и органским растварачем.
(5) Екстраховати и пречистити циљни производ 5-цијаноиндол од неорганских соли и других нечистоћа хроматографијом на колони или другим техникама одвајања. На пример, коришћењем хроматографије на колони силика гела, циљни производ се екстрахује из нечистоћа у колонској хроматографији и карактерише средствима као што је НМР.
У закључку, кораци за синтезу 5-цијаноиндола помоћу Сузукијеве реакције купловања су веома једноставни, али треба обратити пажњу на избор реакционих услова и материјала.
3. Фридел-Крафтсова реакциона метода:
Фридел-Крафтсова реакција (Фуџивара-Моритани реакција) је метода органске синтезе за синтезу ароматика кроз реакцију размене имина и арил сулфида. То је реакција циклизације која повезује имидазолни или пиролни прстен са алдехидним или кетонским прстеном да би се добио ароматични амин који садржи хетероцикл. 5-Цијаноиндол је амидно једињење са азотним хетероциклом, које се може синтетизовати Фридел-Крафтсовом реакцијом. Предност ове методе је у томе што су хемијска својства сировина релативно стабилна, а структура добијеног производа релативно стабилна. Међутим, потребно је обратити пажњу на избор услова реакције током рада.
Детаљни кораци Фриедел-Црафтс методе реакције су следећи:
(1.) Припрема реактаната: Додајте 5-цијаноиндол и органски растварач који садржи формалдехид у чисту и суву балон са три грла. При чему органски растварач могу бити анхидровани органски растварачи као што су нитрили, етри, естри, итд., али треба водити рачуна о избору поларитета растварача и компатибилности реактаната.
(2.) Реакција загревања: Ставите боцу са три грла у врело уљно купатило, прво загрејте мешавину реактаната на ниској температури, а затим је постепено загрејте до реакционе температуре. Време реакције је обично 15-60 минута. Оптимална температура реакције за ову реакцију је генерално између 100-140 степена, што се може подесити за различите реактанте.
(3.) Одвајање реакционих производа: Након што је реакција завршена, охладити реакциону смешу до собне температуре, додати велику количину воде и органске боје, а затим подесити пХ на неутралну киселином или воденим раствором хлороводоничне киселине. Органска фаза и водена фаза су раздвојене, а органска фаза је осушена преко анхидрованог натријум сулфата и затим концентрована до сува. Производ се може одвојити и пречистити помоћу колонске хроматографије и слично.
Укратко, Фридел-Крафтсова реакција је важна синтетичка метода, која је погодна за синтезу ароматичних амина из хетероцикличних једињења. За једињења са азотним хетероцикличним амидима као што је 5-цијаноиндол, ова реакција има јаку примену и може да реализује синтезу циклизације, што има одређену примену вредност за истраживања у овој области.
4. Метода реакције линеаризације:
Метода реакције линеаризације је метода за претварање молекула нуклеинске киселине у линеаризовану ДНК или РНК, у којој је 5-цијаноиндол уобичајено коришћен реагенс. Сирови материјали који се користе у реакцији су бензил алкохол и натријум цијанохидроксид, а 5-Цијаноиндол се даље синтетише реакцијом циклизације. Предност ове методе је што се сировине лако добијају и што је цена ниска, а погодна је за различите анализе и истраживања нуклеинских киселина. Међутим, потребно је обратити посебну пажњу на услове циклизације током процеса употребе да би се видело да ли се могу генерисати циклични производи.
Метода реакције линеаризације 5-цијаноиндола и њени детаљни кораци.
(1) Додајте циљну ДНК или РНК у пуфер који садржи 5-цијаноиндол, обично користећи Трис пуфер са пХ 8,5. 5-Цијаноиндол је јак фотохемијски реагенс за умрежавање, који може да формира комплекс са НЦ везивањем са базама нуклеинске киселине, што доводи до унакрсног повезивања између ланаца нуклеинске киселине.
(2) Изложите реакциону смешу ултраљубичастом светлу од 365 нм и дејством ултраљубичастог светла, 5-цијаноиндол формира ковалентну везу са базом у ДНК или РНК, чиме се постиже линеаризација.
(3) Додајте пуфер за пуњење гела, напуните производ реакције и убаците га у агарозни гел за одвајање електрофорезом. Пошто линеаризована ДНК или РНК производи једну траку у гелу, могуће је одвојити линеарне фрагменте ДНК или РНК електрофоретским одвајањем.
Уопштено говорећи, све горенаведене методе се користе за синтезу 5-цијаноиндола и имају своје предности и мане. У практичној примени потребно је одабрати најпогоднији метод према стварно траженом производу.