Pirolialah sebatian heterosiklik lima anggota dengan aktiviti farmaseutikal dan biologi yang penting. Terdapat banyak kaedah sintetik Pyrrole, terutamanya termasuk yang berikut.
1. Kaedah sintesis Paal-Knorr
Kaedah Paal-Knorr ialah kaedah biasa menggunakan kumpulan berfungsi seperti 1,4-dialdehid dan 1,3-diketone sebagai bahan tindak balas. Kaedah ini menggunakan tindak balas penambahan nukleofilik karbonil antara kedua-dua sebatian ini untuk membentuk 5-hidroksi-2,3-piridin tersubstitusi-1,4-dion, diikuti dengan tindak balas penyahoksidaan untuk menghasilkan produk sasaran. Kaedah Paal-Knorr mempunyai kelebihan dalam keadaan tindak balas yang mudah, hasil yang tinggi, dan julat aplikasi yang luas, dan telah menjadi salah satu kaedah sintetik yang biasa digunakan untuk sintesis pirol.
Pyrrole ialah sebatian heterosiklik lima anggota dengan pelbagai aktiviti kimia dan biologi. Sebagai sebatian sasaran sintesis organik yang penting, ia boleh disintesis dengan pelbagai kaedah, antaranya kaedah sintesis Paal-Knorr adalah salah satu kaedah yang paling biasa digunakan. Sintesis Paal-Knorr ialah kaedah klasik untuk menghasilkan pirol dengan bertindak balas 1,4-dihydroxybutane (atau 1,4-dihydroxyalkana lain yang sesuai) dengan amida atau ester. Kaedah ini mempunyai ciri-ciri selektiviti yang sangat baik, keadaan tindak balas ringan, dan ketulenan tinggi produk tindak balas, jadi ia digunakan secara meluas dalam bidang mensintesis perantaraan organik dan molekul ubat.
Langkah-langkah:
Berikut ialah langkah operasi asas kaedah sintesis Paal-Knorr, dan proses eksperimen terperinci adalah seperti berikut:
(1) Tambah 1,4-dihydroxybutane, amida atau ester dan pelarut ke dalam kelalang tiga leher kering.
(2) Tambah jumlah mangkin asid yang sesuai seperti p-TsOH, dsb.
(3) Mulakan pemanasan, dan kawal kadar pemanasan pada 5 darjah / min.
(4) Arak ibu tindak balas terus dikacau, dan bertindak balas pada suhu bilik selama 15 jam.
(5) Selepas tindak balas, sejukkan ke suhu bilik dan tapis.
(6) Pelarut disejat daripada turasan untuk menghasilkan produk pepejal.
2. Kaedah sintesis Hantzsch:
Kaedah Hantzsch ialah satu lagi kaedah Pyrrole yang penting, menggunakan -tergantikan- -ketoester (seperti -methoxyethoxyethanone) dan amina sebagai bahan tindak balas, dengan tindak balas ringan dan hasil yang tinggi. Kaedah Hantzsch pernah menjadi salah satu kaedah yang paling biasa digunakan untuk mensintesis pirol dalam sejarah, dan ia masih mengekalkan nilai sintetik asalnya setakat ini.
Berikut adalah langkah terperinci sintesis Hantzsch.
Langkah 1: Tindak balas pemeluwapan aseton dan asetilaseton:
Pertama, aseton dan asetilaseton ditambah kepada larutan asid sulfurik pada nisbah 1:2, dan sejumlah kecil etanol ditambah sebagai pelarut. Tindak balas pemeluwapan berlaku dalam campuran dan menghasilkan garam asid dibasic keton organik di bawah pemanasan.
Langkah 2: Tindak balas penambahan asid Barbarychic:
Langkah seterusnya ialah menambah asid barbalik ke dalam campuran tindak balas. Dalam tindak balas satu langkah ini, asid barbarylik bertindak seperti amina kuaternari dan nukleofil, dan mengalami tindak balas pemeluwapan dengan sebatian keton. Hasilnya ialah asid Hantzsch yang mengandungi tiga atom halogen.
Langkah 3: Reaksi pengurangan:
Langkah terakhir ialah pengurangan asid Hantzsch. Langkah ini dicapai dengan menambah natrium hidroksida atau agen penurunan lain. Produk selepas pengurangan ialah 2,3,5-pirol digantikan tiga. Ini adalah langkah terperinci sintesis Hantzsch. Kaedah sintetik ini termasuk pemeluwapan, penambahan dan langkah tindak balas pengurangan, yang setiap satu adalah penting. Sintesis Hantzsch ialah kaedah yang sangat cekap untuk sintesis pirol dan telah digunakan secara meluas.
3. Sintesis Penetasan:
Sintesis Haack ialah strategi berasaskan kefungsian C–H yang pada asalnya dibangunkan oleh BM Trost dan H. Amii et al. untuk menghasilkan pelbagai molekul organik kecil yang penting. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kaedah ini juga telah digunakan untuk mensintesis pelbagai ligan tetrafenilsulfida dan sebatian pirol.
Langkah-langkah operasi kaedah sintesis Hatch akan diterangkan secara terperinci di bawah.
Langkah eksperimen:
Langkah 1: Penyediaan ammonium iodida:
Ambil 60g iodin, tambah sedikit air untuk larut, tambah 50mL asid hidroklorik pekat pada suhu bilik, jadikan pH larutan kurang daripada 1, tambah air suling kepada 1.5 L; panaskan larutan yang disediakan kepada 80 darjah, tambahkan 50g ammonium klorida kontang dalam jumlah kecil satu demi satu, dan kacau rata; seterusnya, larutan disejat hingga kering, dan pepejal dikeluarkan dan dihancurkan menjadi ammonium iodida.
Langkah 2: Rawatan pra-tindak balas:
Campurkan 1.25g ammonium iodide, 1g , -keton tak tepu dan 0.75g aldehid, tambah kepada 2mL asid asetik glasier, kacau hingga larut; pasifkan MgSO4 selama 1j, tapis MgSO4 dan pekatkan turasan kepada {{10}}.5~1.0mL.
Langkah 3: Proses tindak balas:
Tambahkan bahan tindak balas pekat kepada 100 mL larutan isopropanol/air 30/100 dalam mandi minyak silikon, tambah 50 mL air ammonia 4.0 mol/L yang disediakan, panaskan hingga mendidih dan biarkan larutan tindak balas itu mendidih selama 20 minit. Larutan tindak balas telah disejukkan ke suhu bilik, diekstrak dengan air, dan selanjutnya diproses mengikut ketulenan produk yang diperlukan dalam eksperimen.
Langkah 4: Bersihkan produk:
Tumpukan produk yang diekstrak, mula-mula rendam dalam metanol panas dan kemudian gunakan tab mandi air suhu tetap panas untuk melaraskan nilai pH larutan, dan kemudian tuangkan ke dalam larutan hijau untuk penyerapan dan penulenan.
Langkah 5: Analisis Organisasi:
Struktur dan ketulenan produk Pyrrole diperoleh dengan analisis NMR akhir dan spektrometri jisim.
Antara lain, perlu diingatkan bahawa bahan tindak balas tindak balas sintesis Hatch harus dikenal pasti dan dikendalikan dengan teliti untuk mengelakkan tindak balas daripada terdedah kepada sebatian lain. Pada masa yang sama, keadaan tindak balas harus stabil semasa tindak balas, dan larutan tindak balas harus terus dikacau untuk memastikan keseragaman tindak balas.
Kaedah sintesis Haack mempunyai kelebihan mudah didapati bahan mentah kimia, keadaan tindak balas ringan, dan strategi sintesis mudah. Di samping itu, dengan mengubah secara rasional struktur kumpulan prostetik yang difungsikan dan nuklear リArginn mempunyai prestasi kawalan yang baik pada tindak balas, yang sangat memudahkan sintesis kiral dan kepelbagaian struktur.
4. Penyelidikan kaedah sintetik lain
Sebagai tambahan kepada kaedah yang diperkenalkan di atas, terdapat banyak kaedah lain yang boleh digunakan untuk sintesis pirol, seperti menggunakan penambahan frekuensi imine, tindak balas Pictet-Spengler, dan lain-lain. Dalam sintesis organik moden, orang ramai telah mencari yang baru, cekap. , dan kaedah mesra alam untuk mensintesis pirol untuk mendapatkan sebatian dengan aktiviti biologi dan nilai farmakologi yang lebih tinggi.
Ringkasnya, kaedah di atas adalah salah satu kaedah biasa untuk mensintesis Pyrrole, antaranya kaedah Paal-Knorr dan kaedah Hantzsch adalah dua kaedah yang biasa digunakan, dan kaedah Haack telah digunakan dengan lebih meluas sejak beberapa tahun kebelakangan ini.