Pyrroleje päťčlenná heterocyklická zlúčenina s významnými farmaceutickými a biologickými aktivitami. Existuje mnoho syntetických metód Pyrrolu, najmä vrátane nasledujúcich.
1. Metóda Paal-Knorrovej syntézy
Paal-Knorrova metóda je typická metóda využívajúca funkčné skupiny ako 1,4-dialdehyd a 1,3-diketón ako reaktanty. Táto metóda využíva karbonylovú nukleofilnú adičnú reakciu medzi týmito dvoma zlúčeninami za vzniku 5-hydroxy-2,3-disubstituovaného pyridínu-1,4-diónu, po ktorom nasleduje deoxidačná reakcia za vzniku cieľového produktu. Paal-Knorrova metóda má výhody jednoduchých reakčných podmienok, vysokého výťažku a širokého rozsahu použitia a stala sa jednou z bežne používaných syntetických metód na syntézu pyrolu.
Pyrol je päťčlenná heterocyklická zlúčenina so širokým rozsahom chemických a biologických aktivít. Ako dôležitá cieľová zlúčenina organickej syntézy sa môže syntetizovať rôznymi metódami, medzi ktoré patrí metóda Paal-Knorrovej syntézy jednou z najčastejšie používaných metód. Paal-Knorrova syntéza je klasický spôsob výroby pyrolov reakciou 1,4-dihydroxybutánu (alebo iného vhodného 1,4-dihydroxyalkánu) s amidmi alebo estermi. Táto metóda sa vyznačuje vynikajúcou selektivitou, miernymi reakčnými podmienkami a vysokou čistotou reakčných produktov, takže je široko používaná v oblasti syntézy organických medziproduktov a molekúl liečiv.
Kroky:
Nižšie sú uvedené základné prevádzkové kroky metódy Paal-Knorrovej syntézy a podrobný experimentálny proces je nasledujúci:
(1) Pridajte 1,4-dihydroxybután, amid alebo ester a rozpúšťadlo do suchej trojhrdlovej banky.
(2) Pridajte vhodné množstvo kyslého katalyzátora, ako je p-TsOH atď.
(3) Spustite ohrev a regulujte rýchlosť ohrevu na 5 stupňov/min.
(4) Reakčný materský lúh sa kontinuálne miešal a nechal reagovať pri teplote miestnosti 15 hodín.
(5) Po reakcii sa ochladí na teplotu miestnosti a prefiltruje.
(6) Z filtrátu sa odparí rozpúšťadlo, čím sa získa pevný produkt.
2. Hantzschova metóda syntézy:
Hantzschova metóda je ďalšou dôležitou metódou Pyrrolu, ktorá používa substituované- -ketoestery (ako je -metoxyetoxyetanón) a amíny ako reaktanty s miernymi reakciami a vysokými výťažkami. Hantzschova metóda bola kedysi jednou z najpoužívanejších metód syntézy pyrolu v histórii a dodnes si zachováva svoju pôvodnú syntetickú hodnotu.
Nasledujú podrobné kroky Hantzschovej syntézy.
Krok 1: Kondenzačná reakcia acetónu a acetylacetónu:
Najprv sa k roztoku kyseliny sírovej pridal acetón a acetylacetón v pomere 1:2 a ako rozpúšťadlo sa pridalo malé množstvo etanolu. V zmesi prebieha kondenzačná reakcia a pri zahrievaní vznikajú soli organických ketónových dvojsýtnych kyselín.
Krok 2: Adičná reakcia kyseliny barbarychovej:
Ďalším krokom je pridanie kyseliny barbalovej do reakčnej zmesi. V tejto jednostupňovej reakcii kyselina barbarylová pôsobí ako kvartérny amín a nukleofil a podlieha kondenzačnej reakcii s ketónovou zlúčeninou. Produktom je Hantzschova kyselina obsahujúca tri atómy halogénu.
Krok 3: Reakcia redukcie:
Posledným krokom je redukcia Hantzschovej kyseliny. Tento krok sa uskutoční pridaním hydroxidu sodného alebo iných redukčných činidiel. Produktom po redukcii je 2,3,5-trisubstituovaný pyrol. Toto sú podrobné kroky Hantzschovej syntézy. Tento syntetický spôsob zahŕňa kondenzačné, adičné a redukčné reakčné kroky, z ktorých každý je podstatný. Hantzschova syntéza je veľmi účinný spôsob syntézy pyrolov a je široko používaný.
3. Syntéza šrafovania:
Haackova syntéza je stratégia založená na funkcionalizácii C–H, ktorú pôvodne vyvinuli BM Trost a H. Amii et al. vytvárať rôzne dôležité malé organické molekuly. V posledných rokoch sa tento spôsob používa aj na syntézu rôznych tetrafenylsulfidových ligandov a pyrolových zlúčenín.
Operačné kroky metódy Hatchovej syntézy budú podrobne opísané nižšie.
Experimentálne kroky:
Krok 1: Príprava jodidu amónneho:
Vezmite 60 g jódu, pridajte malé množstvo vody na rozpustenie, pridajte 50 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej pri teplote miestnosti, upravte pH roztoku na menej ako 1, pridajte destilovanú vodu na 1,5 l; pripravený roztok zahrejte na 80 stupňov, pridajte 50 g bezvodého chloridu amónneho v malých množstvách po jednom a rovnomerne premiešajte; potom sa roztok odparil do sucha a tuhá látka sa vybrala a rozdrvila na jodid amónny.
Krok 2: Predreakčné ošetrenie:
Zmiešajte 1,25 g jodidu amónneho, 1 g , -nenasýteného ketónu a 0,75 g aldehydu, pridajte k 2 ml ľadovej kyseliny octovej, miešajte do rozpustenia; pasivujte MgS04 počas 1 hodiny, odfiltrujte MgS04 a filtrát koncentrujte na {{10}},5~1,0 ml.
Krok 3: Postup reakcie:
Pridajte koncentrovaný reaktant do 10}0 ml roztoku 30/100 izopropanol/voda v silikónovom olejovom kúpeli, pridajte 50 ml pripravenej 4,0 mol/l čpavkovej vody, zahrejte do varu a udržiavajte reakčný roztok vo vare počas 20 minút. Reakčný roztok sa ochladil na teplotu miestnosti, extrahoval vodou a ďalej spracoval podľa čistoty produktu požadovanej v experimente.
Krok 4: Vyčistite produkt:
Extrahovaný produkt zahustite, najskôr ho namočte do horúceho metanolu a potom pomocou horúceho vodného kúpeľa s konštantnou teplotou upravte hodnotu pH roztoku a potom ho nalejte do zeleného roztoku na absorpciu a čistenie.
Krok 5: Organizačná analýza:
Štruktúra a čistota pyrolových produktov sa získala konečnou NMR a hmotnostnou spektrometrickou analýzou.
Okrem iného je potrebné poznamenať, že reaktanty Hatchovej syntézy by sa mali starostlivo identifikovať a manipulovať s nimi, aby sa zabránilo tomu, že reakcia bude citlivá na iné zlúčeniny. Súčasne by reakčné podmienky mali byť počas reakcie stabilné a reakčný roztok by mal byť nepretržite miešaný, aby sa zabezpečila rovnomernosť reakcie.
Metóda Haackovej syntézy má výhody ľahkej dostupnosti chemických surovín, miernych reakčných podmienok a jednoduchej stratégie syntézy. Okrem toho, racionálnou zmenou štruktúry funkcionalizovanej protetickej skupiny a jadrovej リArginn má dobrý kontrolný výkon reakcie, čo značne uľahčuje syntézu chirality a štrukturálnej diverzity.
4. Výskum iných syntetických metód
Okrem vyššie uvedených metód existuje mnoho ďalších metód, ktoré sa dajú použiť na syntézu pyrolu, ako napríklad použitie imínovej frekvenčnej adície, Pictet-Spenglerova reakcia atď. V modernej organickej syntéze ľudia hľadali nové, efektívne a metódy šetrné k životnému prostrediu na syntézu pyrolu s cieľom získať zlúčeniny s vyššou biologickou aktivitou a farmakologickou hodnotou.
Stručne povedané, vyššie uvedené metódy sú jednou z bežných metód syntézy Pyrrolu, medzi ktorými sú Paal-Knorrova metóda a Hantzschova metóda dve bežne používané metódy a Haackova metóda sa v posledných rokoch viac používa.