İzokinolinPek çok ilginç kimyasal özelliğe sahiptir ve bunların en iyi örneği birçok türde reaksiyonu gerçekleştirebilmesidir. İzokinolin ayrıca kinolinana oksitlenebilir veya 1- veya 2-metil-kinolin'e indirgenebilir. İzokinolin de hafif alkali ve sadece hafif asidiktir. Doğal benzeri ürünler, bitkilerde ve hayvanlarda yaygın olarak bulunan bir alkaloid sınıfıdır. Genellikle sedatif, analjezik, antitümör, antiviral ve antibakteriyel etkileri içeren iyi farmakolojik aktivitelere sahiptirler. Tipik örnekler arasında morfin, fenotiyazinler, kinolinler ve benzerleri yer alır. Doğal ürünlerin farmakolojik aktivitesinden dolayı izokinolin bileşikleri ilaç tasarımı ve sentezi için önemli bir temel haline gelmiştir. Örneğin, lidokain ameliyatlarda kullanılan lokal bir anestetiktir ve sentezi izokinolin bileşiklerinin dönüşümünü içerir. Amoksisilin, bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek için kullanılan bir antibiyotiktir ve önemli bir öncüsü de İzokinolindir. Genel olarak izokinolin, doğal ürünlerde, farmasötik sentezde ve organik kimyada geniş uygulamaları olan önemli organik bileşiklerden biridir. İzokuinolin çalışması yalnızca benzersiz kimyasal özelliklerini derinlemesine araştırmakla kalmıyor, aynı zamanda bazı yararlı uygulama değerleri de getirmesi bekleniyor.
İzokinolin, tıp ve malzeme uygulamalarında önemli değeri olan, yaygın olarak kullanılan aromatik bir bileşiktir. Bu nedenle sentetik yöntemi büyük ilgi gördü. Bu makale, Pictet-Spengler sentezi, Bischler-Napieralski sentezi, Gattermann-Skita sentezi, Pd-katalizli CH işlevselleştirmesi vb. dahil olmak üzere izokinolin'in tüm sentez yöntemlerini gözden geçirecektir.
1. Pictet-Spengler sentezi
İzokinolin, çok çeşitli biyolojik aktivitelere ve farmakolojik etkilere sahip, nitrojen içeren önemli bir heterosiklik bileşiktir. Pictet-Spengler sentezi, İzokinolin sentezi için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.
Pictet-Spengler sentez yönteminin adımları:
1. Amit bileşiklerinin sentezi. Aromatik aminler ve asit anhidritler, amid bileşikleri oluşturmak üzere bir reaksiyon solventinde yoğunlaştırılır. Reaksiyon oda sıcaklığında gerçekleştirilebilir ve katalizör DCC (1,3-Disikloheksilkarbodiimid) veya EEDQ (N-aminobutoksisiyano), vb. olabilir.
2. Aromatik siklopropanonların sentezi. Sentezlenen amid bileşiği, aromatik bir sikloaseton ara ürünü oluşturmak için bazik koşullar altında başka bir aromatik amin ile reaksiyona sokulur. Genel katalizörler arasında CuCl2 gibi alt alkalin oksidanlar veya NaH gibi metal bazlar bulunur.
3. Hedef ürünün ışık protonasyonu ve siklizasyon yoluyla üretilmesi. İlk olarak, üretilen aromatik siklopropanon ara ürünü zayıf asidik koşullar altında hafifçe protonlanır ve ardından İzokinolin ürününü elde etmek için siklizasyon reaksiyonu gerçekleştirilir. Reaksiyon sırasında bir molekül su açığa çıkabilir ve siklizasyon koşulları, HCl gibi asitleri veya pirofosforik asit gibi indirgeyici maddeleri kullanabilir.
Reaksiyon mekanizması:
Pictet-Spengler sentezinin reaksiyon mekanizması iki ana aşamaya ayrılabilir. İlk aşamada aromatik amin ve asit anhidrit, bir amid bileşiği oluşturmak üzere bir reaksiyon solventi içerisinde yoğunlaştırılır. Bu yoğunlaşma reaksiyonunun mekanizmasının, nükleofilik bir katılma-eliminasyon reaksiyonu olduğu düşünülmektedir. Bu mekanizmada, nitrojen heteroatomu üzerindeki yalnız elektron çifti, anhidritin hidroksil benzeri grubuna nükleofilik bir saldırı görevi görür; bu sırada bir karbonil grubu nitrojene aktarılır, bir ara amid üretilir ve formik asit salınır. asetik anhidrürün diğer kısmı.
Aromatik siklopropanon ara maddesinin oluşumu olan ikinci adım, iki farklı molekülün basit bir kombinasyonu ve ardından dekarboksilasyon ile gerçekleştirilir. Bu mekanizmada, ilk moleküldeki amin, ketondaki bir karben karbonuna saldırarak, koşullara bağlı olarak ele alınabilecek ara madde A'yı veren bir nükleofil görevi görür. Daha sonra Ara Ürün A, İzokinolin ürününü üretmek için bir asitin veya indirgeyici maddenin etkisine tabi tutulur.
Sonuç olarak Pictet-Spengler sentez yöntemi, İzokinolin'i verimli bir şekilde sentezleyebilen önemli bir kimyasal sentez yöntemidir. Adımları basittir, reaksiyon koşulları hafiftir, kontrolü kolaydır ve elde edilen ürün yüksek saflığa sahiptir, bu nedenle organik sentez alanında yaygın olarak kullanılır.
2. Bischler-Napieralski sentezi
Bischler-Napieralski sentezi, başlangıç malzemeleri olarak amidleri kullanan ve bunları siklizasyon ve dehidrasyon yoluyla hedef bileşiklere dönüştüren izokinolin bileşiklerinin sentezlenmesine yönelik bir yöntemdir. Sentez yöntemi ilk olarak 1893 yılında Bischler ve Napieralski tarafından icat edilmiş ve bitki ve sentetik ilaçların hazırlanmasında yaygın olarak kullanılmıştır.
Reaksiyon mekanizması:
Bischler-Napieralski reaksiyonu, asit katalizli bir siklizasyon adımından ve baz katalizli bir dehidrasyon adımından oluşur. Reaksiyon mekanizması aşağıdaki adımlarla özetlenebilir:
(1) Amit molekülü, N atomunun pozitif yüklü olduğu bir organik katyon olan bir ara ürün oluşturmak üzere asidik bir katalizörün etkisi altında protonlanır. Bu adım, hidroklorik asit veya ferrik klorür gibi yeterince güçlü bir asidik katalizör gerektirir.
(2) Ara maddenin N atomu ile bitişik C atomu arasında, beş üyeli bir halka ara maddesi ile sonuçlanan bir elektrofilik saldırı meydana gelir. Bu adım, molekül içi nükleofilik ikame yoluyla gerçekleştirilir. Gruptaki π elektronları, yeni bir CC bağı geliştirmek için beş üyeli halkadaki C atomuna hareket eder ve beş üyeli halkanın merkezindeki C atomu pozitif yüklüdür.
(3) Beş üyeli halka ara maddesinin protonu giderilerek altı üyeli bir halka ara maddesi oluşturulur. Bu adım genellikle deprotonasyon reaksiyonunu teşvik etmek için belirli bir sıcaklık ve süre gerektirir.
(4) Alkil ile ikame edilmiş altı üyeli halka ara ürünü, son izokinolin ürününü oluşturmak ve aynı zamanda su moleküllerini serbest bırakmak için bazla kolaylaştırılmış bir dehidrasyon reaksiyonuna girer.
Genel olarak konuşursak, izokinolin için birçok sentez yöntemi vardır ve farklı reaksiyon koşulları için farklı yöntemler uygundur. Bu yöntemler gerçek ihtiyaçlara göre ayarlanabilir ve seçilebilir.