5-Ciānoindolsir nozīmīgs organisks savienojums, ko plaši izmanto bioaktīvo molekulu izpētē medicīnas jomā. Tālāk mēs iepazīstināsim ar vairākām 5-cianoindola sintētiskām metodēm.
Saite no 5-Ciānoindols:
1. Bergmana reakcijas metode:
Metodes reakcija ir izmantot alkīnus kā izejvielas, lai dehidrogenēšanas reakcijā radītu aromātiskus gredzena savienojumus. 5-Ciānoindolu var sintezēt šādā veidā. Reakcijā izmantotās izejvielas ir dietiltereftalāts un 2-fenilacetilēns. Pēc tam, kad iepriekš minētie divi savienojumi ir apstaroti ar ultravioleto gaismu, veidojas starpprodukti, un visbeidzot, ciklizācijas reakcijā rodas 5-cianoindols. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka reakcijas apstākļi ir salīdzinoši viegli un sintēzes efektivitāte ir augsta, bet izejvielas ir dārgas un izmaksas ir augstas.
Bergmana reakcijas soļi:
1. darbība: 5-cianindola un sudraba trifluoracetāta sagatavošana:
Laboratorijas apstākļos {{0}}cianindols un sudraba trifluoracetāts tiek sajaukti, parasti apmēram 0,1 mmol. Lēnām pievienojiet dimetilsulfoksīda (DMSO) šķīdumu rotācijas iztvaicētājā un samaisiet, lai samaisītu, turpiniet sasilšanu līdz 60 grādiem, līdz visi substrāti ir izšķīduši. Tika pievienots divas reizes vairāk sudraba trifluoracetāta nekā substrāts.
2. darbība: refluksa reakcija:
Reakcijas maisījumu karsēja 1 stundu un karsēja ar atteci, lai uzturētu stabilu temperatūru 60 grādu līmenī.
3. darbība: hidrolīze:
Pēc reakcijas sajauktais šķīdums tika atdzesēts līdz istabas temperatūrai, maisīšanai lēnām pievienoja atbilstošu daudzumu ūdens, un produkts tika ekstrahēts ar atbilstošu šķīdumu (piemēram, acetonu). Šajā procesā 5-cianindola skeleta dubultsaites raksturlieluma polaritātes dēļ produkta ekstrakcija kļūst apgrūtinošāka.
4. darbība. Koncentrējieties:
Ekstrahēto produktu koncentrē pazeminātā spiedienā, atkārtoti mazgā ar filtru un tīru ūdeni, iztvaicē un žāvē.
Bergmana reakcija ir svarīga intramolekulārā ciklizācijas reakcija, un tās reakcijas mehānismam ir šādas divas iespējas:
1. mehānisms: ievērojama ūdeņraža/skābekļa oksidācijas reakcija:
Bergmana reakcijas mehānisms ietver ūdeņraža / skābekļa oksidācijas reakciju, un šajā intramolekulārajā režīmā ir grūti izveidot oglekļa-oglekļa reakciju. Tostarp oglekļa-ūdeņraža atņemtais stāvoklis 5-cianindolā padara to vispārīgāku un vieglāk reaģēt uz ciklizācijas reakcijām. Šajā reakcijā kodolmagnētiskās rezonanses (NMR) informācija apstiprināja N-ciānnitrogēna oksidatīvo pārvēršanos 5-cianindolā par N-subvalento slāpekļa atomu (oN≡C). Radušos slāpekļa oksīdus (oN≡C) var reducēt līdz atbilstošām karbonskābēm un amīniem ar citiem homogēniem un neviendabīgiem reaģentiem. Šajā procesā svarīga loma ir arī neviendabīgam ķīmiskajam katalizatoram (skābei/bāzei).
2. mehānisms: ievērojama ūdeņraža/slāpekļa oksidācijas reakcija:
Bergmana reakciju var izskaidrot arī ar ūdeņraža/slāpekļa oksidācijas reakciju. Šajā reakcijā labi reaģē arī samazinātais oglekļa-ūdeņraža stāvoklis 5-cianindolā. N-ciān-slāpeklis var oksidēt blakus esošās oglekļa-ūdeņraža saites. Šos oksidētos starpproduktus izstrādā citas reakcijas (piemēram, ūdeņraža oksidēšana, nitrēšana utt.). Mo (CO) 6 reakcija uz Cp2Fe un iegūtajiem slāpekļa oksīda starpproduktiem var arī nodrošināt spēcīgāku reducētāju. Svarīga loma var būt attiecīgajām elektronu pārneses reakcijām.
2. Suzuki savienojuma reakcijas metode:
Suzuki savienošanas reakcijas metode ir plaši izmantota svarīga reakcija, ko var izmantot aromātisko gredzenu savienojumu karkasa konstruēšanai. 5-Šajā reakcijā var sintezēt arī cianoindolu. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka izejvielas ir salīdzinoši lētas un reakcijas apstākļi ir viegli kontrolējami, taču ir nepieciešams organiskais šķīdinātājs.
(1) Vispirms ir jāsagatavo materiāli, tostarp 5-bromoindols, 5-ciano-1, 3-dimetilpirimidīns-2, 4-dions, Palādija acetāts (Pd(OAc)2), fosfīna ligandi (piemēram, fosfīns vai fosfīts), sārmi (piemēram, nātrija benzoāts vai nātrija karbonāts), organiskie šķīdinātāji (piemēram, dimetilsulfoksīda hlorīds, acetonitrils vai dihlormetāns) un ūdens.
(2) Izšķīdiniet 5-bromoindolu, 5-ciano-1, 3-dimetilpirimidīnu-2, 4-dionu un fosfīna ligandus organiskā šķīdinātājā, piemēram, dimetilsulfoksīda hlorīdu, acetonitrilu vai dihlormetānu un pievieno sārmu kriogēnos apstākļos. Piemēram, izšķīdiniet 5-bromoindolu (0,5 mmol), {{10}}ciano-1, 3-dimetilpirimidīnu-2,{ {14}}dions (0,6 mmol), fosfīna ligandi (piemēram, TRIPHOS, {{20}},9 molprocenti) un nātrija karbonāts (2,0 ekv.) CH3CN, maisa līdz pilnīgai izšķīdināšanai , pēc tam pievienoja nātrija karbonātu (2,0 ekv.) pie -78 grādiem.
(3) Pievienojiet reakcijas sistēmai pallādija acetātu (Pd(OAc)2) un samaisiet, lai sajauktos. Piemēram, pievienojiet palādija acetātu (1.0 molprocenti) iepriekšminētajam maisījumam un samaisiet reakciju -78 grādu temperatūrā.
(4) Reakcijas maisījums tiks uzkarsēts līdz istabas temperatūrai vai 70 grādiem zem temperatūras regulatora un reaģēts 1-2 stundas. Kad reakcija ir beigusies, reakcijas maisījumu filtrē, un reakcijas maisījumu atdala un ekstrahē ar ūdeni un organisko šķīdinātāju.
(5) Ekstrahējiet un attīriet mērķa produktu 5-cianoindolu no neorganiskiem sāļiem un citiem piemaisījumiem, izmantojot kolonnas hromatogrāfiju vai citas atdalīšanas metodes. Piemēram, izmantojot silikagela kolonnas hromatogrāfiju, mērķa produktu ekstrahē no piemaisījumiem kolonnas hromatogrāfijā un raksturo ar tādiem līdzekļiem kā KMR.
Noslēgumā jāsaka, ka 5-cianoindola sintēzes soļi, izmantojot Suzuki savienojuma reakciju, ir ļoti vienkārši, taču uzmanība jāpievērš reakcijas apstākļu un materiālu izvēlei.
3. Frīdela-Kraftsa reakcijas metode:
Frīdela-Kraftsa reakcija (Fujiwara-Moritani reakcija) ir organiskās sintēzes metode aromātisko vielu sintēzei, izmantojot imīnu un arilsulfīdu apmaiņas reakciju. Tā ir ciklizācijas reakcija, kas savieno imidazola vai pirola gredzenu ar aldehīda vai ketona gredzenu, lai iegūtu aromātisku amīnu, kas satur heterociklu. 5-Cianoindols ir amīda savienojums ar slāpekļa heterociklu, ko var sintezēt Frīdela-Kraftsa reakcijā. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka izejvielu ķīmiskās īpašības ir relatīvi stabilas, un iegūtā produkta struktūra ir relatīvi stabila. Tomēr darbības laikā ir jāpievērš uzmanība reakcijas apstākļu izvēlei.
Sīki izstrādāti Frīdela-Kraftsa reakcijas metodes soļi ir šādi:
(1.) Reaģenta sagatavošana: pievienojiet 5-cianoindolu un formaldehīdu saturošu organisko šķīdinātāju tīrā un sausā trīskaklu kolbā. Kur organiskais šķīdinātājs var būt bezūdens organiskie šķīdinātāji, piemēram, nitrili, ēteri, esteri utt., bet rūpīgi jāizvēlas šķīdinātāja polaritāte un reaģentu savietojamība.
(2.) Karsēšanas reakcija: Ielieciet pudeli ar trīs kakliņiem karstā eļļas vannā, vispirms uzkarsējiet reaģenta maisījumu zemā temperatūrā un pēc tam pakāpeniski uzkarsējiet to līdz reakcijas temperatūrai. Reakcijas laiks parasti ir 15-60 minūtes. Šīs reakcijas optimālā reakcijas temperatūra parasti ir no 100-140 grādiem, ko var pielāgot dažādiem reaģentiem.
(3.) Reakcijas produktu atdalīšana: Kad reakcija ir pabeigta, atdzesējiet reakcijas maisījumu līdz istabas temperatūrai, pievienojiet lielu daudzumu ūdens un organiskās krāsas un pēc tam noregulējiet pH uz neitrālu ar skābes vai sālsskābes ūdens šķīdumu. Organiskā fāze un ūdens fāze tika atdalīta, un organiskā fāze tika žāvēta ar bezūdens nātrija sulfātu un pēc tam koncentrēta līdz sausumam. Produktu var atdalīt un attīrīt ar kolonnu hromatogrāfiju un tamlīdzīgi.
Rezumējot, Frīdela-Kraftsa reakcija ir svarīga sintētiskā metode, kas piemērota aromātisko amīnu sintēzei no heterocikliskiem savienojumiem. Savienojumiem ar slāpekļa heterocikliskajiem amīdiem, piemēram, 5-cianoindolu, šai reakcijai ir spēcīga pielietojamība un tā var realizēt ciklizācijas sintēzi, kam ir noteikta pielietojuma vērtība pētniecībā šajā jomā.
4. Linearizācijas reakcijas metode:
Linearizācijas reakcijas metode ir metode nukleīnskābes molekulu pārvēršanai linearizētā DNS vai RNS, kurā 5-ciānoindols ir plaši izmantots reakcijas reaģents. Reakcijā izmantotās izejvielas ir benzilspirts un nātrija ciānhidroksīds, un 5-ciāndols tiek tālāk sintezēts ciklizācijas reakcijā. Šīs metodes priekšrocība ir tā, ka izejvielas ir viegli iegūt un zemas izmaksas, un tā ir piemērota dažādām nukleīnskābju analīzes un pētniecības jomām. Tomēr lietošanas procesā ir jāpievērš īpaša uzmanība ciklizācijas apstākļiem, lai redzētu, vai var rasties cikliski produkti.
5-Cianoindola linearizācijas reakcijas metode un tās detalizētās darbības.
(1) Pievienojiet mērķa DNS vai RNS buferšķīdumam, kas satur 5-cianoindolu, parasti izmantojot Tris buferi ar pH 8,5. 5-Cianoindols ir spēcīgs fotoķīmisks šķērssaistīšanas reaģents, kas var veidot kompleksu ar NC saistīšanos ar nukleīnskābju bāzēm, kā rezultātā veidojas šķērssavienojumi starp nukleīnskābju virknēm.
(2) Pakļaujiet reakcijas maisījumu 365 nm ultravioletās gaismas iedarbībai, un ultravioletās gaismas ietekmē 5-cianoindols veido kovalentu saiti ar bāzi DNS vai RNS, tādējādi panākot linearizāciju.
(3) Pievienojiet gēla iekraušanas buferšķīdumu, uzlādējiet reakcijas produktu un ievadiet to agarozes gēlā elektroforēzes atdalīšanai. Tā kā linearizēta DNS vai RNS veido vienu joslu gēlā, ir iespējams atdalīt DNS vai RNS lineāros fragmentus ar elektroforētisku atdalīšanu.
Kopumā visas iepriekš minētās metodes tiek izmantotas 5-cianoindola sintezēšanai, un tām ir savas priekšrocības un trūkumi. Praktiskajā pielietojumā ir jāizvēlas vispiemērotākā metode atbilstoši faktiski nepieciešamajam produktam.