pirolje petčlenska heterociklična spojina s pomembnimi farmacevtskimi in biološkimi aktivnostmi. Obstaja veliko sintetičnih metod pirola, vključno z naslednjimi.
1. Metoda sinteze Paal-Knorr
Metoda Paal-Knorr je tipična metoda, ki kot reaktanta uporablja funkcionalne skupine, kot sta 1,4-dialdehid in 1,3-diketon. Ta metoda uporablja karbonilno nukleofilno adicijsko reakcijo med tema dvema spojinama, da nastane 5-hidroksi-2,3-disubstituiran piridin-1,4-dion, ki mu sledi reakcija deoksidacije, da nastane ciljni produkt. Metoda Paal-Knorr ima prednosti enostavnih reakcijskih pogojev, visokega izkoristka in širokega področja uporabe ter je postala ena izmed pogosto uporabljenih sintetičnih metod za sintezo pirola.
Pirol je petčlenska heterociklična spojina s širokim spektrom kemičnih in bioloških aktivnosti. Kot pomembno tarčno spojino organske sinteze jo je mogoče sintetizirati z različnimi metodami, med katerimi je ena najpogosteje uporabljenih metod sinteze po Paal-Knorrju. Paal-Knorrjeva sinteza je klasična metoda za ustvarjanje pirolov z reakcijo 1,4-dihidroksibutana (ali drugih ustreznih 1,4-dihidroksialkanov) z amidi ali estri. Ta metoda ima značilnosti odlične selektivnosti, blagih reakcijskih pogojev in visoke čistosti reakcijskih produktov, zato se pogosto uporablja na področjih sinteze organskih intermediatov in molekul zdravil.
Koraki:
Sledijo osnovni operativni koraki metode sinteze Paal-Knorr, podroben eksperimentalni postopek pa je naslednji:
(1) Dodajte 1,4-dihidroksibutan, amid ali ester in topilo v suho bučko s tremi grli.
(2) Dodajte ustrezno količino kislega katalizatorja, kot je p-TsOH itd.
(3) Začnite segrevanje in nadzorujte hitrost segrevanja na 5 stopinj/min.
(4) Reakcijsko matično lužnico smo nenehno mešali in reagirali pri sobni temperaturi 15 ur.
(5) Po reakciji ohladimo na sobno temperaturo in filtriramo.
(6) Topilo odparimo iz filtrata, da dobimo trden produkt.
2. Sintezna metoda Hantzsch:
Hantzschova metoda je še ena pomembna pirolova metoda, ki uporablja -substituirane- -ketoestre (kot je -metoksietoksietanon) in amine kot reaktante, z blagimi reakcijami in visokimi donosi. Hantzschova metoda je bila nekoč ena najpogosteje uporabljenih metod za sintezo pirola v zgodovini in še vedno ohranja prvotno sintetično vrednost.
Sledijo podrobni koraki Hantzscheve sinteze.
Korak 1: Reakcija kondenzacije acetona in acetilacetona:
Najprej smo raztopini žveplove kisline dodali aceton in acetilaceton v razmerju 1:2 ter dodali majhno količino etanola kot topila. Reakcija kondenzacije poteka v mešanici in pri segrevanju proizvaja organske ketonske dibazične kislinske soli.
2. korak: adicijska reakcija barbarinske kisline:
Naslednji korak je dodajanje barbalne kisline v reakcijsko mešanico. V tej enostopenjski reakciji barbarilna kislina deluje kot kvarterni amin in nukleofil ter je podvržena kondenzacijski reakciji s ketonsko spojino. Produkt je Hantzschova kislina, ki vsebuje tri atome halogena.
3. korak: Reakcija redukcije:
Zadnji korak je redukcija Hantzschove kisline. Ta korak se izvede z dodajanjem natrijevega hidroksida ali drugih redukcijskih sredstev. Produkt po redukciji je 2,3,5-trisubstituiran pirol. To so podrobni koraki Hantzscheve sinteze. Ta sintetična metoda vključuje reakcijske korake kondenzacije, dodajanja in redukcije, od katerih je vsak bistven. Hantzscheva sinteza je zelo učinkovita metoda za sintezo pirolov in se pogosto uporablja.
3. Sinteza lopute:
Haackova sinteza je strategija, ki temelji na C–H funkcionalizaciji, ki sta jo prvotno razvila BM Trost in H. Amii et al. za ustvarjanje različnih pomembnih majhnih organskih molekul. V zadnjih letih je bila ta metoda uporabljena tudi za sintezo različnih tetrafenilsulfidnih ligandov in pirolovih spojin.
Koraki delovanja metode Hatch sinteze bodo podrobno opisani spodaj.
Eksperimentalni koraki:
1. korak: Priprava amonijevega jodida:
Vzemite 60 g joda, dodajte majhno količino vode, da se raztopi, dodajte 50 ml koncentrirane klorovodikove kisline pri sobni temperaturi, pH raztopine naj bo manjši od 1, dodajte destilirano vodo do 1,5 L; pripravljeno raztopino segrejte na 80 stopinj, dodajte 50 g brezvodnega amonijevega klorida v majhnih količinah eno za drugo in enakomerno premešajte; nato smo raztopino uparili do suhega in trdno snov vzeli ven in zdrobili v amonijev jodid.
2. korak: Zdravljenje pred reakcijo:
Zmešajte 1,25 g amonijevega jodida, 1 g, -nenasičenega ketona in 0.75 g aldehida, dodajte 2 ml ledocetne kisline, premešajte, da se raztopi; pasivirajte MgSO4 za 1 uro, odfiltrirajte MgSO4 in koncentrirajte filtrat na {{10}}.5~1.0mL.
3. korak: Reakcijski postopek:
Dodajte koncentrirani reaktant k 100 ml raztopine 30/100 izopropanola/vode v kopeli s silikonskim oljem, dodajte 50 ml pripravljene 4,0 mol/L amoniakove vode, segrejte do vrelišča in pustite, da reakcijska raztopina vre 20 minut. Reakcijsko raztopino smo ohladili na sobno temperaturo, ekstrahirali z vodo in nadalje obdelali v skladu s čistostjo produkta, zahtevanega v poskusu.
4. korak: Očistite izdelek:
Koncentrirajte ekstrahirani produkt, ga najprej namočite v vročem metanolu in nato uporabite vročo vodno kopel s konstantno temperaturo, da prilagodite pH vrednost raztopine, nato pa ga vlijte v zeleno raztopino za absorpcijo in čiščenje.
5. korak: Organizacijska analiza:
Strukturo in čistost produktov pirola smo pridobili s končno analizo NMR in masne spektrometrije.
Med drugim je treba opozoriti, da je treba reaktante reakcije Hatcheve sinteze skrbno identificirati in z njimi ravnati, da preprečimo, da bi bila reakcija dovzetna za druge spojine. Hkrati morajo biti reakcijski pogoji med reakcijo stabilni, reakcijsko raztopino pa je treba nenehno mešati, da se zagotovi enakomernost reakcije.
Sintezna metoda Haack ima prednosti enostavne dostopnosti kemičnih surovin, blagih reakcijskih pogojev in preproste strategije sinteze. Poleg tega ima z racionalnim spreminjanjem strukture funkcionalizirane protetične skupine in jedrske リArginn dobro kontrolo reakcije, kar močno olajša sintezo kiralnosti in strukturne raznolikosti.
4. Raziskave drugih sintetičnih metod
Poleg zgoraj predstavljenih metod obstaja še veliko drugih metod, ki jih je mogoče uporabiti za sintezo pirola, kot je uporaba iminskega frekvenčnega dodatka, Pictet-Spenglerjeva reakcija itd. V sodobni organski sintezi ljudje iščejo nove, učinkovite in okolju prijazne metode za sintezo pirola za pridobitev spojin z večjo biološko aktivnostjo in farmakološko vrednostjo.
Če povzamemo, zgornje metode so ena od pogostih metod za sintezo pirola, med katerimi sta metoda Paal-Knorr in Hantzsch metoda dve pogosto uporabljeni metodi, Haackova metoda pa se v zadnjih letih bolj uporablja.