Pyrrolär en femledad heterocyklisk förening med viktiga farmaceutiska och biologiska aktiviteter. Det finns många syntetiska metoder för Pyrrole, främst inklusive följande.
1. Paal-Knorr syntesmetod
Paal-Knorr-metoden är en typisk metod som använder funktionella grupper som 1,4-dialdehyd och 1,3-diketon som reaktanter. Denna metod använder en karbonylnukleofil additionsreaktion mellan dessa två föreningar för att bilda en 5-hydroxi-2,3-disubstituerad pyridin-1,4-dion, följt av en deoxidationsreaktion för att ge målprodukten. Paal-Knorr-metoden har fördelarna med enkla reaktionsförhållanden, högt utbyte och brett användningsområde och har blivit en av de vanligaste syntetiska metoderna för syntes av pyrrol.
Pyrrol är en femledad heterocyklisk förening med ett brett utbud av kemiska och biologiska aktiviteter. Som en viktig organisk syntes-målförening kan den syntetiseras med olika metoder, bland vilka Paal-Knorr-syntesmetoden är en av de mest använda metoderna. Paal-Knorr-syntesen är en klassisk metod för att generera pyrroler genom att reagera 1,4-dihydroxibutan (eller andra lämpliga 1,4-dihydroxialkaner) med amider eller estrar. Denna metod har egenskaperna för utmärkt selektivitet, milda reaktionsförhållanden och hög renhet av reaktionsprodukter, så den används i stor utsträckning inom områdena för syntetisering av organiska mellanprodukter och läkemedelsmolekyler.
Steg:
Följande är de grundläggande operationsstegen för Paal-Knorr-syntesmetoden, och den detaljerade experimentella processen är som följer:
(1) Tillsätt 1,4-dihydroxibutan, amid eller ester och lösningsmedel i en torr trehalsad kolv.
(2) Tillsätt en lämplig mängd syrakatalysator såsom p-TsOH, etc.
(3) Starta uppvärmningen och kontrollera uppvärmningshastigheten till 5 grader/min.
(4) Reaktionsmoderluten omrördes kontinuerligt och fick reagera vid rumstemperatur under 15 timmar.
(5) Efter reaktionen, kyl till rumstemperatur och filtrera.
(6) Lösningsmedlet avdunstas från filtratet för att ge en fast produkt.
2. Hantzsch syntesmetod:
Hantzsch-metoden är en annan viktig metod för Pyrrole, som använder -substituerade- -ketoestrar (som -metoxietoxietanon) och aminer som reaktanter, med milda reaktioner och höga utbyten. Hantzsch-metoden var en gång en av de mest använda metoderna för att syntetisera pyrrol i historien, och den har fortfarande kvar sitt ursprungliga syntetiska värde.
Följande är de detaljerade stegen i Hantzsch-syntesen.
Steg 1: Kondensationsreaktion av aceton och acetylaceton:
Först sattes aceton och acetylaceton till svavelsyralösningen i ett förhållande av 1:2 och en liten mängd etanol tillsattes som lösningsmedel. Kondensationsreaktionen äger rum i blandningen och ger organiska dibasiska ketonsyrasalter under upphettning.
Steg 2: Additionsreaktion av barbarykinsyra:
Nästa steg är att tillsätta barbalsyran till reaktionsblandningen. I denna enstegsreaktion fungerar barbarylsyran som en kvartär amin och en nukleofil och genomgår en kondensationsreaktion med ketonföreningen. Produkten är en Hantzsch-syra innehållande tre halogenatomer.
Steg 3: Reduktionsreaktion:
Det sista steget är reduktionen av Hantzsch-syran. Detta steg åstadkommes genom tillsats av natriumhydroxid eller andra reduktionsmedel. Produkten efter reduktion är 2,3,5-trisubstituerad pyrrol. Detta är de detaljerade stegen i Hantzsch-syntesen. Denna syntetiska metod inkluderar kondensations-, additions- och reduktionsreaktionssteg, som var och en är väsentlig. Hantzsch-syntesen är en mycket effektiv metod för syntes av pyrroler och har använts i stor utsträckning.
3. Hatch-syntes:
Haack-syntesen är en C–H-funktionaliseringsbaserad strategi som ursprungligen utvecklades av BM Trost och H. Amii et al. att generera en mängd viktiga små organiska molekyler. Under senare år har denna metod också använts för att syntetisera en mängd olika tetrafenylsulfidligander och pyrrolföreningar.
Operationsstegen för Hatch-syntesmetoden kommer att beskrivas i detalj nedan.
Experimentella steg:
Steg 1: Beredning av ammoniumjodid:
Ta 60 g jod, tillsätt en liten mängd vatten för att lösas upp, tillsätt 50mL koncentrerad saltsyra vid rumstemperatur, gör lösningens pH mindre än 1, tillsätt destillerat vatten till 1,5 L; värm den beredda lösningen till 80 grader, tillsätt 50 g vattenfri ammoniumklorid i små mängder en efter en och rör om jämnt; därefter indunstades lösningen till torrhet och den fasta substansen togs ut och krossades till ammoniumjodid.
Steg 2: Behandling före reaktion:
Blanda 1,25 g ammoniumjodid, 1 g , -omättad keton och 0,75 g aldehyd, tillsätt till 2mL isättika, rör om för att lösas upp; passivera MgSO4 i 1 timme, filtrera bort MgSO4 och koncentrera filtratet till {{10}}.5~1,0mL.
Steg 3: Reaktionsprocess:
Tillsätt den koncentrerade reaktanten till 100 mL 30/100 isopropanol/vattenlösning i ett silikonoljebad, tillsätt 50 mL beredd 4,0 mol/L ammoniakvatten, värm till kokning och håll reaktionslösningen kokande i 20 minuter. Reaktionslösningen kyldes till rumstemperatur, extraherades med vatten och bearbetades vidare i enlighet med renheten hos produkten som krävdes i experimentet.
Steg 4: Rena produkten:
Koncentrera den extraherade produkten, blötlägg den först i het metanol och använd sedan ett varmt vattenbad med konstant temperatur för att justera lösningens pH-värde, och häll den sedan i den gröna lösningen för absorption och rening.
Steg 5: Organisationsanalys:
Strukturen och renheten hos Pyrrole-produkter erhölls genom slutlig NMR och masspektrometrianalys.
Bland annat bör det noteras att reaktanterna i Hatch-syntesreaktionen bör identifieras noggrant och hanteras för att förhindra att reaktionen är mottaglig för andra föreningar. Samtidigt bör reaktionsbetingelserna vara stabila under reaktionen, och reaktionslösningen bör kontinuerligt omröras för att säkerställa enhetligheten i reaktionen.
Haack-syntesmetoden har fördelarna med enkel tillgång på kemiska råmaterial, milda reaktionsförhållanden och enkel syntesstrategi. Dessutom, genom att rationellt ändra strukturen för den funktionaliserade protesgruppen och den nukleära リArginn har god kontrollprestanda på reaktionen, vilket i hög grad underlättar syntesen av kiralitet och strukturell mångfald.
4. Forskning om andra syntetiska metoder
Utöver de metoder som introducerats ovan finns det många andra metoder som kan användas för syntes av pyrrol, såsom att använda iminfrekvensaddition, Pictet-Spengler-reaktion, etc. Inom modern organisk syntes har man letat efter nya, effektiva , och miljövänliga metoder för att syntetisera pyrrol för att erhålla föreningar med högre biologisk aktivitet och farmakologiskt värde.
Sammanfattningsvis är ovanstående metoder en av de vanligaste metoderna för att syntetisera Pyrrol, bland vilka Paal-Knorr-metoden och Hantzsch-metoden är två vanliga metoder, och Haack-metoden har använts mer allmänt de senaste åren.