5-Siyanoindoltıp alanında biyoaktif moleküllerin araştırılmasında yaygın olarak kullanılan önemli bir organik bileşiktir. Aşağıda, 5-Cyanoindol'ün birkaç sentetik yöntemini tanıtacağız.
bağlantısı 5-Siyanoindol:
1. Bergman reaksiyon yöntemi:
Yöntemin reaksiyonu, dehidrojenasyon reaksiyonu yoluyla aromatik halka bileşikleri üretmek için alkinleri hammadde olarak kullanmaktır. 5-Siyanoindol bu şekilde sentezlenebilir. Reaksiyonda kullanılan ham maddeler dietil tereftalat ve 2-fenilasetilendir. Yukarıdaki iki bileşik ultraviyole ışıkla ışınlandıktan sonra ara ürünler oluşur ve son olarak bir siklizasyon reaksiyonuyla 5-Siyanoindol üretilir. Bu yöntemin avantajı, reaksiyon koşullarının nispeten yumuşak olması ve sentez verimliliğinin yüksek olması, ancak hammaddelerin pahalı olması ve maliyetin yüksek olmasıdır.
Bergman reaksiyonunun adımları:
1. Adım: 5-siyanindol ve gümüş trifloroasetatın hazırlanması:
Laboratuvar koşullarında, {{0}}siyanindol ve gümüş trifloroasetat, genellikle 0,1 mmol mertebesinde karıştırılır. Döner buharlaştırıcıda yavaşça dimetil sülfoksit (DMSO) solüsyonu ekleyin ve karıştırmak için karıştırın, tüm substratlar çözülene kadar 60 derecede ısıtmaya devam edin. Substrattan iki kat daha fazla gümüş trifluoroasetat eklendi.
Adım 2: Reflü reaksiyonu:
Reaksiyon karışımı 1 saat ısıtıldı ve sıcaklığı 60 derecede sabit tutmak için geri akıtıldı.
Adım 3: Hidroliz:
Reaksiyondan sonra karıştırılan çözelti, oda sıcaklığına kadar soğutuldu ve karıştırma için uygun miktarda su yavaşça ilave edildi ve ürün, karşılık gelen bir çözelti (aseton gibi) ile özümlendi. Bu süreçte, 5-siyanindol iskeletindeki çift bağ özelliğinin polaritesi nedeniyle, ürünün ekstraksiyonu daha zahmetli hale gelir.
Adım 4: Konsantre Olun:
Ekstrakte edilen ürünü düşük basınç altında konsantre edin, ürünü bir filtre ve saf su ile defalarca yıkayın, buharlaştırın ve kurutun.
Bergman reaksiyonu, önemli bir molekül içi siklizasyon reaksiyonudur ve reaksiyon mekanizması aşağıdaki iki olasılığa sahiptir:
Mekanizma 1: Öne çıkan hidrojen/oksijen oksidasyon reaksiyonu:
Bergman reaksiyonunun mekanizması bir hidrojen/oksijen oksidasyon reaksiyonunu içerir ve bu molekül içi modda bir karbon-karbon reaksiyonu oluşturmak zordur. Bunlar arasında, 5-siyanindoldeki karbon-hidrojenin çıkarma durumu, onu daha genel ve siklizasyon reaksiyonları için reaksiyona sokmayı kolaylaştırır. Bu reaksiyonda, nükleer manyetik rezonans (NMR) bilgisi, 5-siyanindol içindeki N-siyanonitrojenin N-subvalent nitrojen atomuna (oN≡C) oksidatif dönüşümünü doğruladı. Üretilen nitrojen oksitler (oN≡C), diğer homojen ve heterojen reaktifler tarafından karşılık gelen karboksilik asitlere ve aminlere indirgenebilir. Bu süreçte heterojen kimyasal katalizör (Asit/baz) da önemli bir rol oynar.
Mekanizma 2: Öne çıkan hidrojen/azot oksidasyon reaksiyonu:
Bergman reaksiyonu, hidrojen/azot oksidasyon reaksiyonu ile de açıklanabilir. Bu reaksiyonda, 5-siyanindoldeki karbon-hidrojenin indirgenmiş hali de iyi reaksiyon verir. N-siyano nitrojen, bitişik karbon-hidrojen bağlarını oksitleyebilir. Bu oksitlenmiş ara ürünler, diğer reaksiyonlarla (hidrojen oksidasyonu, nitrasyon vb.) Geliştirilir. Mo(CO)6'nın Cp2Fe ve üretilen nitrojen oksit ara ürünleri üzerindeki reaksiyonu da daha güçlü bir indirgeyici madde sağlayabilir. Karşılık gelen elektron transfer reaksiyonları önemli bir rol oynayabilir.
2. Suzuki birleştirme reaksiyonu yöntemi:
Suzuki birleştirme reaksiyonu yöntemi, aromatik halka bileşiklerinin iskeletini oluşturmak için kullanılabilen, yaygın olarak kullanılan önemli bir reaksiyondur. 5-Siyanoindol de bu reaksiyonla sentezlenebilir. Bu yöntemin avantajı, hammaddelerin nispeten ucuz olması ve reaksiyon koşullarının kontrol edilmesinin kolay olması, ancak organik bir çözücünün gerekli olmasıdır.
(1) Öncelikle, 5-Bromoindol, 5-Siyano-1,3-dimetilpirimidin-2,4-dion, Paladyum asetat (Pd(OAc)2), Fosfin ligandları (Fosfin veya Fosfit gibi), alkali (sodyum benzoat veya sodyum karbonat gibi), Organik çözücüler (dimetil sülfoksit klorür, asetonitril veya diklorometan gibi) ve su.
(2) 5-Bromoindol, 5-Siyano-1,3-dimetilpirimidin-2,4-dion ve Fosfin ligandlarını aşağıdakiler gibi bir organik çözücü içinde çözün: dimetil sülfoksit klorür, asetonitril veya diklorometan ve Kriyojenik koşullar altında alkali ekleyin. Örneğin, 5-Bromoindol (0,5mmol), {{10}}Siyano-1,3-dimetilpirimidin-2,{ {14}}dion (0.6mmol), Fosfin ligandları (TRIPHOS, {{20}.9mol yüzdesi gibi) ve CH3CN içindeki sodyum karbonat (2.0eşdeğer), tamamen eriyene kadar karıştırılır , ardından -78 derecede sodyum karbonat (2.0 eşd.) eklendi.
(3) Reaksiyon sistemine paladyum asetat (Pd(OAc)2) ekleyin ve karıştırmak için karıştırın. Örneğin, yukarıdaki karışıma paladyum asetat (1.0 mol yüzdesi) ekleyin ve reaksiyonu -78 derecede karıştırın.
(4) Reaksiyon karışımı, bir sıcaklık kontrol cihazı altında oda sıcaklığına veya 70 dereceye kadar ısıtılacak ve 1-2 saat reaksiyona sokulacaktır. Reaksiyon bittikten sonra reaksiyon karışımı süzülür ve reaksiyon karışımı ayrılır ve su ve bir organik çözücü ile özümlenir.
(5) Hedef ürün olan 5-Siyanoindolü inorganik tuzlardan ve diğer safsızlıklardan kolon kromatografisi veya diğer ayırma teknikleri ile özütleyin ve saflaştırın. Örneğin, silika jel kolon kromatografisi kullanılarak, hedef ürün kolon kromatografisindeki safsızlıklardan ekstrakte edilir ve NMR gibi araçlarla karakterize edilir.
Sonuç olarak, Suzuki eşleme reaksiyonuyla 5-Cyanoindol'ün sentezine yönelik adımlar çok basittir, ancak reaksiyon koşullarının ve malzemelerin seçimine dikkat edilmelidir.
3. Friedel-Crafts reaksiyon yöntemi:
Friedel-Crafts reaksiyonu (Fujiwara-Moritani reaksiyonu), iminlerin ve aril sülfitlerin değişim reaksiyonu yoluyla aromatiklerin sentezi için organik bir sentez yöntemidir. Bir heterosikl içeren aromatik bir amin oluşturmak için bir imidazol veya pirol halkasını bir aldehit veya keton halkasına bağlayan bir siklizasyon reaksiyonudur. 5-Siyanoindol, Friedel-Crafts reaksiyonuyla sentezlenebilen, nitrojen heterosikl içeren bir amid bileşiğidir. Bu yöntemin avantajı, hammaddelerin kimyasal özelliklerinin nispeten kararlı olması ve elde edilen ürünün yapısının nispeten kararlı olmasıdır. Ancak çalışma sırasında reaksiyon koşullarının seçimine dikkat etmek gerekir.
Friedel-Crafts reaksiyon yönteminin ayrıntılı adımları aşağıdaki gibidir:
(1.) Reaktan hazırlama: Temiz ve kuru üç boyunlu bir şişeye 5-Siyanoindol ve formaldehit içeren organik çözücü ekleyin. Burada organik solvent, nitriller, eterler, esterler, vb. gibi susuz organik solventler olabilir, ancak solventin polaritesini ve reaktanların uyumluluğunu seçmek için özen gösterilmelidir.
(2.) Isıtma reaksiyonu: Üç boyunlu şişeyi sıcak yağ banyosuna koyun, önce reaktant karışımını düşük sıcaklıkta ısıtın ve ardından kademeli olarak reaksiyon sıcaklığına ısıtın. Reaksiyon süresi genellikle 15-60 dakikadır. Bu reaksiyon için optimum reaksiyon sıcaklığı, genellikle farklı reaktanlar için ayarlanabilen 100-140 derece arasındadır.
(3.) Reaksiyon ürünlerinin ayrılması: Reaksiyon tamamlandıktan sonra reaksiyon karışımını oda sıcaklığına soğutun, bol miktarda su ve organik boya ekleyin ve ardından asit veya hidroklorik asit sulu solüsyonu ile pH'ı nötr olarak ayarlayın. Organik faz ve sulu faz ayrıldı ve organik faz, susuz sodyum sülfat üzerinde kurutuldu ve daha sonra kuruyana kadar konsantre edildi. Ürün, kolon kromatografisi ve benzeri vasıtasıyla ayrılabilir ve saflaştırılabilir.
Özetle, Friedel-Crafts reaksiyonu, aromatik aminlerin heterosiklik bileşiklerden sentezi için uygun olan önemli bir sentez yöntemidir. 5-Cyanoindol gibi nitrojen heterosiklik amidlere sahip bileşikler için, bu reaksiyon güçlü bir uygulanabilirliğe sahiptir ve bu alanda araştırma için belirli uygulama değerine sahip olan siklizasyon sentezini gerçekleştirebilir.
4. Doğrusallaştırma reaksiyon yöntemi:
Doğrusallaştırma reaksiyonu yöntemi, nükleik asit moleküllerini doğrusallaştırılmış DNA veya RNA'ya dönüştürmek için bir yöntemdir; burada 5-Siyanoindol, yaygın olarak kullanılan bir reaksiyon reaktifidir. Reaksiyonda kullanılan ham maddeler benzil alkol ve sodyum siyanohidroksittir ve 5-Siyanoindol ayrıca bir siklizasyon reaksiyonuyla sentezlenir. Bu yöntemin avantajı, hammadde temininin kolay ve maliyetinin düşük olması ve çeşitli nükleik asit analiz ve araştırma alanlarına uygun olmasıdır. Ancak siklik ürünlerin üretilip üretilemeyeceğini görmek için kullanım sürecinde siklizasyon koşullarına çok dikkat etmek gerekir.
5-Cyanoindol'ün doğrusallaştırma reaksiyon yöntemi ve ayrıntılı adımları.
(1) Hedef DNA veya RNA'yı, genellikle pH 8,5 olan Tris tamponu kullanarak 5-Siyanoindol içeren tampona ekleyin. 5-Siyanoindol, nükleik asit zincirleri arasında çapraz bağlanmayla sonuçlanan nükleik asit bazları ile NC bağlanmasıyla bir kompleks oluşturabilen güçlü bir fotokimyasal çapraz bağlama reaktifidir.
(2) Reaksiyon karışımını 365 nm ultraviyole ışığa maruz bırakın ve ultraviyole ışığın etkisiyle 5-Siyanoindol, DNA veya RNA'daki baz ile kovalent bir bağ oluşturarak lineerleşmeyi sağlar.
(3) Jel yükleme tamponu ekleyin, reaksiyon ürününü yükleyin ve elektroforez ayrımı için agaroz jelin içine çalıştırın. Doğrusallaştırılmış DNA veya RNA jelde tek bir bant ürettiğinden, DNA veya RNA'nın doğrusal fragmanlarını elektroforetik ayırma ile ayırmak mümkündür.
Genel olarak, yukarıdaki yöntemlerin tümü 5-Siyanoindolü sentezlemek için kullanılır ve bunların kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Pratik uygulamada ise asıl ihtiyaç duyulan ürüne göre en uygun yöntemin seçilmesi gerekmektedir.