5-Sianoindolemerupakan sebatian organik penting yang digunakan secara meluas dalam penyelidikan molekul bioaktif dalam bidang perubatan. Di bawah ini kami akan memperkenalkan beberapa kaedah sintetik 5-Cyanoindole.
Pautan daripada 5-Sianoindole:
1. Kaedah tindak balas Bergman:
Tindak balas kaedah adalah menggunakan alkuna sebagai bahan mentah untuk menghasilkan sebatian cincin aromatik melalui tindak balas penyahhidrogenan. 5-Syanoindole boleh disintesis dengan cara ini. Bahan mentah yang digunakan dalam tindak balas ialah dietil tereftalat dan 2-fenilacetilena. Selepas dua sebatian di atas disinari oleh cahaya ultraungu, perantaraan terbentuk, dan akhirnya 5-Syanoindole terhasil melalui tindak balas kitaran. Kelebihan kaedah ini ialah keadaan tindak balas yang agak sederhana dan kecekapan sintesis adalah tinggi, tetapi bahan mentahnya mahal dan kosnya tinggi.
Langkah-langkah tindak balas Bergman:
Langkah 1: Penyediaan 5-siandole dan trifluoroacetate perak:
Di bawah keadaan makmal, {{0}}siandole dan trifluoroacetate perak dicampur, biasanya pada urutan 0.1 mmol. Perlahan-lahan tambah larutan dimetil sulfoksida (DMSO) dalam penyejat berputar dan kacau untuk bercampur, teruskan pemanasan hingga 60 darjah sehingga semua substrat dibubarkan. Dua kali lebih trifluoroasetat perak telah ditambah daripada substrat.
Langkah 2: Tindak balas refluks:
Campuran tindak balas dipanaskan selama 1 jam dan direfluks untuk memastikan suhu stabil pada 60 darjah.
Langkah 3: Hidrolisis:
Selepas tindak balas, larutan campuran disejukkan ke suhu bilik, dan jumlah air yang sesuai ditambah perlahan-lahan untuk mencampurkan, dan produk diekstrak dengan larutan yang sepadan (seperti aseton). Dalam proses ini, disebabkan kekutuban ciri ikatan berganda dalam rangka 5-siandole, pengekstrakan produk menjadi lebih menyusahkan.
Langkah 4: Tumpukan:
Tumpukan produk yang diekstrak di bawah tekanan yang dikurangkan, basuh produk berulang kali dengan penapis dan air tulen, dan sejat dan keringkannya.
Tindak balas Bergman ialah tindak balas kitaran intramolekul yang penting, dan mekanisme tindak balasnya mempunyai dua kemungkinan berikut:
Mekanisme 1: Tindak balas pengoksidaan hidrogen/oksigen yang ketara:
Mekanisme tindak balas Bergman melibatkan tindak balas pengoksidaan hidrogen/oksigen, dan sukar untuk menyediakan tindak balas karbon-karbon dalam mod intramolekul ini. Antaranya, keadaan tolak karbon-hidrogen dalam 5-siandole menjadikannya lebih umum dan mudah bertindak balas untuk tindak balas kitaran. Dalam tindak balas ini, maklumat resonans magnetik nuklear (NMR) mengesahkan penukaran oksidatif N-cyanonitrogen dalam 5-siandole kepada atom nitrogen N-subvalen (oN≡C). Nitrogen oksida (oN≡C) yang dihasilkan boleh dikurangkan kepada asid karboksilik dan amina yang sepadan dengan reagen homogen dan heterogen yang lain. Dalam proses ini, pemangkin kimia heterogen (Asid/bes) juga memainkan peranan penting.
Mekanisme 2: Tindak balas pengoksidaan hidrogen/nitrogen yang ketara:
Tindak balas Bergman juga boleh dijelaskan oleh tindak balas pengoksidaan hidrogen/nitrogen. Dalam tindak balas ini, keadaan pengurangan karbon-hidrogen dalam 5-siandole juga bertindak balas dengan baik. N-cyano nitrogen boleh mengoksidakan ikatan karbon-hidrogen bersebelahan. Perantaraan teroksida ini dibangunkan oleh tindak balas lain (seperti pengoksidaan hidrogen, penitratan, dll.). Tindak balas Mo(CO)6 pada Cp2Fe dan perantaraan nitrogen oksida yang dihasilkan juga boleh memberikan agen penurunan yang lebih kuat. Tindak balas pemindahan elektron yang sepadan boleh memainkan peranan penting.
2. Kaedah tindak balas gandingan Suzuki:
Kaedah tindak balas gandingan Suzuki ialah tindak balas penting yang digunakan secara meluas, yang boleh digunakan untuk membina rangka sebatian cincin aromatik. 5-Syanoindole juga boleh disintesis oleh tindak balas ini. Kelebihan kaedah ini ialah bahan mentah agak murah dan keadaan tindak balas mudah dikawal, tetapi pelarut organik diperlukan.
(1) Mula-mula, bahan perlu disediakan, termasuk 5-Bromoindole, 5-Cyano-1,3-dimethylpyrimidine-2,4-dione, Palladium asetat (Pd(OAc)2), ligan fosfin (seperti Fosfin atau Fosfit), alkali (seperti natrium benzoat atau natrium karbonat), Pelarut organik (seperti dimetil sulfoksida klorida, asetonitril atau diklorometana) dan air.
(2) Larutkan 5-Bromoindole, 5-Cyano-1,3-dimethylpyrimidine-2,4-ligan dion dan Fosfin dalam pelarut organik seperti dimetil sulfoksida klorida, asetonitril atau diklorometana, dan Tambah alkali dalam keadaan kriogenik. Contohnya, larutkan 5-Bromoindole (0.5mmol), {{10}}Syano-1,3-dimetilpirimidin-2,{ {14}}dione (0.6mmol), ligan fosfin (seperti TRIPHOS, {{20}}.9mol peratus ) dan natrium karbonat (2.0eq) dalam CH3CN, dikacau sehingga larut sepenuhnya , kemudian ditambah natrium karbonat (2.0 eq) pada -78 darjah .
(3) Tambah Palladium asetat (Pd(OAc)2) ke dalam sistem tindak balas dan kacau hingga sebati. Sebagai contoh, tambah Palladium asetat (1.0 mol peratus ) ke dalam campuran di atas dan kacau tindak balas pada -78 darjah .
(4) Campuran tindak balas akan dipanaskan pada suhu bilik atau 70 darjah di bawah pengawal suhu, dan bertindak balas selama 1-2 jam. Selepas tindak balas selesai, campuran tindak balas ditapis, dan campuran tindak balas dipisahkan dan diekstrak dengan air dan pelarut organik.
(5) Ekstrak dan tulen produk sasaran 5-Cyanoindole daripada garam tak organik dan kekotoran lain melalui kromatografi lajur atau teknik pengasingan lain. Contohnya, dengan menggunakan kromatografi lajur gel silika, produk sasaran diekstrak daripada kekotoran dalam kromatografi lajur, dan dicirikan dengan cara seperti NMR.
Kesimpulannya, langkah-langkah untuk sintesis 5-Cyanoindole oleh tindak balas gandingan Suzuki adalah sangat mudah, tetapi perhatian harus diberikan kepada pemilihan keadaan dan bahan tindak balas.
3. Kaedah tindak balas Friedel-Crafts:
Tindak balas Friedel-Crafts (tindak balas Fujiwara-Moritani) ialah kaedah sintesis organik untuk sintesis aromatik melalui tindak balas pertukaran imina dan aril sulfida. Ia adalah tindak balas kitaran yang menghubungkan cincin imidazole atau pirol dengan cincin aldehid atau keton untuk menghasilkan amina aromatik yang mengandungi heterokitar. 5-Syanoindole ialah sebatian amida dengan heterokitar nitrogen, yang boleh disintesis melalui tindak balas Friedel-Crafts. Kelebihan kaedah ini ialah sifat kimia bahan mentah adalah agak stabil, dan struktur produk yang dihasilkan adalah agak stabil. Walau bagaimanapun, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada pemilihan keadaan tindak balas semasa operasi.
Langkah terperinci kaedah reaksi Friedel-Crafts adalah seperti berikut:
(1.) Penyediaan bahan tindak balas: Tambah 5-Sianoindole dan pelarut organik yang mengandungi formaldehid ke dalam kelalang tiga leher yang bersih dan kering. Di mana, pelarut organik boleh menjadi pelarut organik kontang seperti nitril, eter, ester, dll., tetapi berhati-hati harus diambil untuk memilih kekutuban pelarut dan keserasian bahan tindak balas.
(2.) Tindak balas pemanasan: Letakkan botol berleher tiga dalam mandi minyak panas, mula-mula panaskan campuran bahan tindak balas dengan suhu rendah, dan kemudian panaskan secara beransur-ansur kepada suhu tindak balas. Masa tindak balas biasanya 15-60 minit. Suhu tindak balas optimum untuk tindak balas ini biasanya antara 100-140 darjah , yang boleh dilaraskan untuk bahan tindak balas yang berbeza.
(3.) Pengasingan produk tindak balas: Selepas tindak balas selesai, sejukkan campuran tindak balas ke suhu bilik, tambah sejumlah besar air dan cat organik, dan kemudian laraskan pH kepada neutral dengan larutan asid atau asid hidroklorik berair. Fasa organik dan fasa akueus diasingkan, dan fasa organik dikeringkan di atas natrium sulfat kontang dan kemudian ditumpukan kepada kekeringan. Produk boleh diasingkan dan ditulenkan melalui kromatografi lajur dan seumpamanya.
Secara ringkasnya, tindak balas Friedel-Crafts ialah kaedah sintetik yang penting, yang sesuai untuk sintesis amina aromatik daripada sebatian heterosiklik. Untuk sebatian dengan amida heterosiklik nitrogen seperti 5-Sianoindole, tindak balas ini mempunyai kebolehgunaan yang kuat dan boleh merealisasikan sintesis kitaran, yang mempunyai nilai aplikasi tertentu untuk penyelidikan dalam bidang ini.
4. Kaedah tindak balas linearisasi:
Kaedah tindak balas linearisasi ialah kaedah untuk menukar molekul asid nukleik kepada DNA atau RNA terlinear, di mana 5-Cyanoindole ialah reagen tindak balas yang biasa digunakan. Bahan mentah yang digunakan dalam tindak balas ialah alkohol benzil dan natrium sianohidroksida, dan 5-Sianoindole disintesis selanjutnya melalui tindak balas kitaran. Kelebihan kaedah ini ialah bahan mentah mudah diperoleh dan kosnya rendah, dan ia sesuai untuk pelbagai analisis asid nukleik dan bidang penyelidikan. Walau bagaimanapun, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada keadaan kitaran semasa proses penggunaan untuk melihat sama ada produk kitaran boleh dijana.
Kaedah tindak balas linearisasi 5-Cyanoindole dan langkah terperincinya.
(1) Tambahkan DNA atau RNA sasaran pada penimbal yang mengandungi 5-Cyanoindole, biasanya menggunakan penimbal Tris dengan pH 8.5. 5-Syanoindole ialah reagen penyambung silang fotokimia yang kuat, yang boleh membentuk kompleks dengan pengikatan NC dengan bes asid nukleik, menghasilkan penyambungan silang antara helai asid nukleik.
(2) Dedahkan campuran tindak balas kepada cahaya ultraungu 365 nm, dan melalui tindakan cahaya ultraviolet, 5-Cyanoindole membentuk pautan kovalen dengan asas dalam DNA atau RNA, dengan itu mencapai linearisasi.
(3) Tambah penimbal pemuatan gel, cas produk tindak balas dan masukkan ke dalam gel agarose untuk pengasingan elektroforesis. Oleh kerana DNA atau RNA linear menghasilkan satu jalur dalam gel, adalah mungkin untuk memisahkan serpihan linear DNA atau RNA dengan pemisahan elektroforesis.
Secara umum, kaedah di atas semuanya digunakan untuk mensintesis 5-Cyanoindole, dan kaedah tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri. Dalam aplikasi praktikal, adalah perlu untuk memilih kaedah yang paling sesuai mengikut produk sebenar yang diperlukan.