Izohinolīnsir organisks savienojums, kas satur divas spiro gredzena struktūras, no kurām viena ir benzola gredzens, bet otra ir ūdeņraža slāpekļa savienojums. Izohinolīnam ir unikālas ķīmiskās īpašības un plašs pielietojumu klāsts. Tam ir svarīga loma zāļu sintēzē, dabisko produktu sintēzē un organiskajā sintēzē. Savienojumiem ir svarīga loma arī organiskās sintēzes jomā. Izohinolīnu unikālās struktūras dēļ tos parasti izmanto organiskajā ķīmijā kā dzelzs metālus (dzelzs ir organiski savienojumi, kas veicina CC saišu veidošanos). Izohinolīna savienojumus var sintezēt ar dažādām efektīvām metodēm, piemēram, izmantojot aromātiskās nukleofīlās reakcijas un reducēšanas reakcijas kinētiskos un termodinamiskos apstākļos.
Izohinolīns ir nozīmīgs organisks savienojums ar plašu pielietojumu un pētniecisko vērtību. Gattermann-Skita sintēzes metode ir viena no efektīvajām metodēm izohinolīna pagatavošanai. Šajā rakstā tiks detalizēti aprakstītas tās darbības un mehānisms.
1. Gattermann-Skita sintēze
Sintēzes princips:
Gattermann-Skita sintēzē aromātiskie aldehīdi tiek kondensēti ar amonjaku vai amīniem vara vai vara sāļu katalīzes laikā, veidojot Šifa bāzes. Pēc tam šī Šifa bāze tiek pievienota substrātam ar Lūisa skābes katalīzes palīdzību, lai radītu N-heterociklisko starppolu ķermeni. Ūdens klātbūtnē starppolu ķermenis saņem ūdens nobīdi un ražo vajadzīgo izohinolīnu.
Konkrētas darbības:
Cikloheptenona sintēze:
Cikloheptenonu var sintezēt ar dažādām metodēm, visbiežāk izmantotā metode ir Kettlewell un Robinson sintēzes metode. Konkrētās darbības ir šādas:
1. darbība. Sajauciet 3-fenilacetonu un nātrija izopropiloksīdu (IBX) un viegli reaģējiet, lai iegūtu 3-fenil-5-izopropilciklohepten-2-onu.
2. solis: benzols reakcijas šķīdumā tiek noņemts, lai iegūtu mērķa produktu cikloheptil
Gattermann-Skita sintēze ir vēl viena tradicionāla izohinolīna iegūšanas metode. Šai metodei kā izejmateriāliem nepieciešami aromātiskie aldehīdi un amonjaka avoti (piemēram, amonjaks vai amīni), un tai ir laba selektivitāte un efektivitāte.
2. Pd katalizēta CH funkcionalizācija:
Pd katalizēta CH funkcionalizācija attiecas uz tiešu funkcionalizācijas reakciju uz organisko molekulu oglekļa-ūdeņraža saiti. Šajā reakcijā Pd-katalizators tiek ievadīts reakcijā kā katalizators, un CH saite molekulā tiek aktivizēta, izmantojot oksidatīvo pievienošanas mehānismu, realizējot aktivētās CH saites un funkcionālās grupas kombināciju, tādējādi realizējot funkcionālo grupu oglekļa atoms. savienot. Šai tehnoloģijai nav nepieciešams izmantot aktivatorus, to var veikt tieši gaisā, un tai ir augsta selektivitāte, kas ir zaļa un videi draudzīga reakcijas tehnoloģija. Pd katalizētajai CH funkcionalizācijas tehnoloģijai ir plašas pielietojuma perspektīvas, un tā ir guvusi nozīmīgu progresu farmācijas, pesticīdu, materiālu zinātnes un organiskās sintēzes jomā.
Pd katalizētās CH funkcionalizācijas sintēzes metodi var iedalīt šādos posmos:
Pirmais solis: Pd katalizatora izvēle:
Pd katalizētā CH funkcionalizācijā ir ļoti svarīgi izvēlēties piemērotu Pd katalizatoru. Parastie Pd katalizatori ir PPh3PdCl2, Pd(OAc)2, Pd2(dba)3 utt. PPh3PdCl2 parasti izmanto funkcionalizācijas reakcijās, savukārt Pd(OAc)2 izmanto oksidācijas reakcijās un sarežģītās brīvo radikāļu reakcijās.
Otrais solis: reaģentu izvēle:
Pd katalizētajā CH funkcionalizācijā ļoti svarīgi ir arī izvēlēties piemērotu reaģentu. Izohinolīns ir molekula, kas satur aromātisku gredzenu un aromātisku slāpekļa heteroatomu. Tās molekulārajā struktūrā ir NH un CH saites, kuras var aktivizēt, lai realizētu CH saišu funkcionalizāciju.
Trešais solis: reakcijas apstākļu kontrole:
Pd katalizētās CH funkcionalizācijas reakcijas apstākļus var kontrolēt, izvēloties katalizatoru, reakcijas temperatūru un reakcijas laiku. Starp tiem reakcijas temperatūra ir svarīgs faktors, kas ietekmē reakcijas ātrumu. Parasti izohinolīna sintēzes laikā reakcijas temperatūra tiek kontrolēta starp 100-180 grādiem. Reakcijas laiks parasti ir vairākas stundas.
4. darbība: pievienojiet palīglīdzekli:
Pd katalizētajā CH funkcionalizācijā svarīgs faktors ir arī palīgviela. Palīgviela var veicināt apmaiņu starp aktivēto CH saiti un funkcionālo grupu reakcijā un realizēt funkcionālās grupas savienojumu. Parastie palīglīdzekļi ir pallādija avoti, bāzes, ligandi utt. Piemēram, Hiniga bāzi, K3PO4 utt. var izmantot kā bāzes palīgvielu, lai piedalītos reakcijā.
5. solis: reakcijas mehānisms:
Pd katalizētā CH funkcionalizācijā reakcijas mehānisms ietver CH saites aktivizēšanu, funkcionālo grupu piesaisti un katalītisko ciklu utt. Pd katalizators tiek izšķīdināts reakcijas sistēmā un ievieš oksidatīvo pievienošanas mehānismu, lai aktivizētu CH saiti. Selektivitāte reakcijas laikā galvenokārt ir atkarīga no katalītiskā cikla, ko veido Pd katalizatora, palīgvielas un reaģentu kombinācija. Ja tiek izvēlēti piemēroti reakcijas apstākļi un katalizatori, var panākt izohinolīna sintēzi ar augstu efektivitāti, augstu selektivitāti un augstu iznākumu.
Pd katalizēta CH funkcionalizācija ir jaunāka metode izohinolīna sintēzei, kas izmanto jaunu Pd katalizatoru, lai efektīvi veiktu CH funkcionalizācijas reakcijas. Tam ir vienkāršas darbības priekšrocības, viegli reakcijas apstākļi un augsta efektivitāte. Izohinolīna sintēzi ar augstu ražu, augstu selektivitāti un augstu efektivitāti var panākt, izvēloties piemērotus Pd katalizatorus, reaģentus un reakcijas apstākļus. Šo metodi var izmantot, lai uzlabotu dažu izohinolīna funkcionalizēto vietu ķīmisko aktivitāti, un tai ir plašas pielietošanas iespējas.
Betona reakcijas mehānisms ir šāds:
Katalizatora iedarbībā Pd katalizēto CH funkcionalizācijas metodi var izmantot, lai aktivizētu aromātisko CH saiti un veidotu Pd-C saiti. Izmantojot īpašus reakcijas apstākļus, Pd-C saite var tālāk reaģēt ar tādiem nuklīdiem kā slāpeklis un skābeklis un visbeidzot veidot jaunu ķīmisko struktūru.
Īsāk sakot, izohinolīna sagatavošanas metodes ir ļoti bagātīgas, tostarp Pictet-Spengler sintēze, Bišlera-Napieralska sintēze, Gattermann-Skita sintēze, Pd katalizēta CH funkcionalizācija un citas ķīmiskās metodes. Šīm metodēm ir savas īpatnības, un atbilstošo metodi var izvēlēties atbilstoši faktiskajām vajadzībām. Vienlaikus, nepārtraukti attīstoties ķīmiskajai tehnoloģijai, tiek uzskatīts, ka nākotnē parādīsies efektīvākas un videi draudzīgākas izohinolīna pagatavošanas metodes.