5-Cyanoindoleyn gyfansoddyn organig pwysig a ddefnyddir yn helaeth wrth ymchwilio i foleciwlau bioactif ym maes meddygaeth. Isod byddwn yn cyflwyno sawl dull synthetig o 5-Cyanoindole.
Mae cyswllt 5-Cyanoindole:
1. Dull adwaith Bergman:
Adwaith y dull yw defnyddio alcynau fel deunyddiau crai i gynhyrchu cyfansoddion cylch aromatig trwy adwaith dehydrogenation. 5-Gall cyanoindole gael ei syntheseiddio yn y modd hwn. Y deunyddiau crai a ddefnyddir yn yr adwaith yw terephthalate diethyl a 2-ffenylacetylene. Ar ôl i'r ddau gyfansoddyn uchod gael eu harbelydru gan olau uwchfioled, mae canolraddau'n cael eu ffurfio, ac yn olaf 5-cynhyrchir cyanoindole trwy adwaith cyclization. Mantais y dull hwn yw bod yr amodau adwaith yn gymharol ysgafn ac mae'r effeithlonrwydd synthesis yn uchel, ond mae'r deunyddiau crai yn ddrud ac mae'r gost yn uchel.
Camau adwaith Bergman:
Cam 1: Paratoi 5-cyanindole a trifluoroacetate arian:
O dan amodau labordy, cymysgir cyanindole a trifluoroasetad arian, tua 0.1 mmol fel arfer. Ychwanegwch hydoddiant dimethyl sulfoxide (DMSO) yn araf mewn anweddydd cylchdro a'i droi i gymysgu, cadwch gynhesu i 60 gradd nes bod yr holl swbstradau wedi'u diddymu. Ychwanegwyd dwywaith yn fwy o drifluoroacetate arian na'r swbstrad.
Cam 2: adwaith adlif:
Cynheswyd cymysgedd yr adwaith am 1 awr a'i adlifo i gadw'r tymheredd yn sefydlog ar 60 gradd.
Cam 3: Hydrolysis:
Ar ôl yr adwaith, cafodd yr ateb cymysg ei oeri i dymheredd yr ystafell, ac ychwanegwyd swm priodol o ddŵr yn araf i'w gymysgu, a chafodd y cynnyrch ei dynnu gyda datrysiad cyfatebol (fel aseton). Yn y broses hon, oherwydd polaredd y nodwedd bond dwbl yn y 5-sgerbwd cyanindole, mae echdynnu'r cynnyrch yn dod yn fwy trafferthus.
Cam 4: Canolbwyntiwch:
Canolbwyntiwch y cynnyrch wedi'i dynnu o dan bwysau llai, golchwch y cynnyrch dro ar ôl tro gyda hidlydd a dŵr pur, a'i anweddu a'i sychu.
Mae adwaith Bergman yn adwaith cylchrediad intramoleciwlaidd pwysig, ac mae gan ei fecanwaith adwaith y ddau bosibilrwydd canlynol:
Mecanwaith 1: Adwaith ocsideiddio hydrogen/ocsigen amlwg:
Mae mecanwaith adwaith Bergman yn cynnwys adwaith ocsideiddio hydrogen/ocsigen, ac mae'n anodd sefydlu adwaith carbon-carbon yn y modd intramoleciwlaidd hwn. Yn eu plith, mae cyflwr tynnu carbon-hydrogen mewn 5-cyanindole yn ei gwneud hi'n fwy cyffredinol a hawdd ymateb ar gyfer adweithiau cylchredeg. Yn yr adwaith hwn, cadarnhaodd gwybodaeth cyseiniant magnetig niwclear (NMR) drawsnewidiad ocsideiddiol y N-cyanonitrogen mewn 5-cyanindole i'r atom nitrogen N-subvalent (oN≡C). Gall yr ocsidau nitrogen a gynhyrchir (oN≡C) gael eu lleihau i'r asidau carbocsilig ac aminau cyfatebol gan adweithyddion homogenaidd a heterogenaidd eraill. Yn y broses hon, mae catalydd cemegol heterogenaidd (Asid/sylfaen) hefyd yn chwarae rhan bwysig.
Mecanwaith 2: Adwaith hydrogen/ocsidiad nitrogen amlwg:
Gellir esbonio adwaith Bergman hefyd gan yr adwaith ocsidiad hydrogen/nitrogen. Yn yr adwaith hwn, mae cyflwr gostyngol y carbon-hydrogen mewn 5-cyanindole hefyd yn adweithio'n dda. Gall nitrogen N-cyano ocsideiddio bondiau carbon-hydrogen cyfagos. Mae'r canolraddau ocsidiedig hyn yn cael eu datblygu gan adweithiau eraill (fel ocsidiad hydrogen, nitradiad, ac ati). Gall adwaith Mo(CO)6 ar Cp2Fe a'r canolradd nitrogen ocsid a gynhyrchir hefyd ddarparu cyfrwng lleihau cryfach. Gall yr adweithiau trosglwyddo electronau cyfatebol chwarae rhan bwysig.
2. Suzuki dull adwaith cyplydd:
Mae dull adwaith cyplu Suzuki yn adwaith pwysig a ddefnyddir yn eang, y gellir ei ddefnyddio i adeiladu sgerbwd cyfansoddion cylch aromatig. 5-Gall cyanoindole hefyd gael ei syntheseiddio gan yr adwaith hwn. Mantais y dull hwn yw bod y deunyddiau crai yn gymharol rhad ac mae'r amodau adwaith yn hawdd eu rheoli, ond mae angen toddydd organig.
(1) Yn gyntaf, mae angen paratoi deunyddiau, gan gynnwys 5-Bromoindole, 5-Cyano-1,3-dimethylpyrimidine{5}},{6}}dione, Asetad Palladium (Pd(OAc)2), ligandau ffosffin (fel Phosphine neu Phosphite), alcali (fel sodiwm bensoad neu sodiwm carbonad), Toddyddion organig (fel clorid dimethyl sulfoxide, asetonitrile, neu dichloromethane) a dŵr.
(2) Hydoddi 5-Bromoindole, 5-Cyano-1,3-dimethylpyrimidine{5}},4-ligandau dione a Phosphine mewn hydoddydd organig megis dimethyl sulfoxide clorid, acetonitrile neu dichloromethane, ac Ychwanegu alcali o dan amodau cryogenig. Er enghraifft, diddymu 5-Bromoindole (0.5mmol), {{10}}Cyano-1,3-dimethylpyrimidine-2,{ {14}}dione (0.6mmol), ligandau Ffosffin (fel TRIPHOS, {{20}}.9mol y cant ) a sodiwm carbonad (2.0eq) yn CH3CN, wedi'u troi nes eu bod wedi hydoddi'n llwyr , yna ychwanegu sodiwm carbonad (2.0 eq) ar -78 gradd .
(3) Ychwanegu Palladium asetad (Pd(OAc)2) i'r system adwaith a'i droi i gymysgu. Er enghraifft, ychwanegwch Palladium asetad (1.0 mol y cant ) i'r cymysgedd uchod a throi'r adwaith ar -78 gradd .
(4) Bydd y cymysgedd adwaith yn cael ei gynhesu i dymheredd ystafell neu 70 gradd o dan reolwr tymheredd, a'i adweithio am 1-2 awr. Ar ôl i'r adwaith ddod i ben, caiff cymysgedd yr adwaith ei hidlo, a chaiff y cymysgedd adwaith ei wahanu a'i dynnu â dŵr a thoddydd organig.
(5) Tynnu a phuro'r cynnyrch targed 5-Cyanoindole o halwynau anorganig ac amhureddau eraill trwy gromatograffaeth colofn neu dechnegau gwahanu eraill. Er enghraifft, trwy ddefnyddio cromatograffaeth colofn gel silica, mae'r cynnyrch targed yn cael ei dynnu o'r amhureddau yn y cromatograffaeth golofn, a'i nodweddu gan ddulliau megis NMR.
I gloi, mae'r camau ar gyfer synthesis adwaith cyplu 5- Cyanoindole gan Suzuki yn syml iawn, ond dylid rhoi sylw i ddewis amodau a deunyddiau adwaith.
3. Dull adwaith Friedel-Crefft:
Mae adwaith Friedel-Crafts (adwaith Fujiwara-Moritani) yn ddull synthesis organig ar gyfer synthesis aromatig trwy adwaith cyfnewid imines a sylffid aryl. Mae'n adwaith cylchrediad sy'n cysylltu cylch imidazole neu pyrrole â chylch aldehyd neu ceton i gynhyrchu amin aromatig sy'n cynnwys heterocycle. 5-Cyfansoddyn amid yw cyanoindole gyda heterocycle nitrogen, y gellir ei syntheseiddio gan adwaith Friedel-Crafts. Mantais y dull hwn yw bod priodweddau cemegol y deunyddiau crai yn gymharol sefydlog, ac mae strwythur y cynnyrch canlyniadol yn gymharol sefydlog. Fodd bynnag, mae angen rhoi sylw i'r dewis o amodau adwaith yn ystod y llawdriniaeth.
Mae camau manwl y dull adwaith Friedel-Crafts fel a ganlyn:
(1.) Paratoi adweithydd: Ychwanegu 5-Cyanoindole a thoddydd organig sy'n cynnwys fformaldehyd i fflasg tri gwddf glân a sych. Lle, gall y toddydd organig fod yn doddyddion organig anhydrus fel nitrilau, etherau, esterau, ac ati, ond dylid cymryd gofal i ddewis polaredd y toddydd a chydnawsedd yr adweithyddion.
(2.) Adwaith gwresogi: Rhowch y botel tair gwddf mewn baddon olew poeth, cynheswch y cymysgedd adweithydd â thymheredd isel yn gyntaf, ac yna ei gynhesu'n raddol i dymheredd yr adwaith. Yn gyffredinol, yr amser ymateb yw 15-60 munud. Mae'r tymheredd adwaith optimwm ar gyfer yr adwaith hwn yn gyffredinol rhwng 100-140 gradd , y gellir ei addasu ar gyfer gwahanol adweithyddion.
(3.) Gwahanu cynhyrchion adwaith: Ar ôl i'r adwaith gael ei gwblhau, oeri'r cymysgedd adwaith i dymheredd yr ystafell, ychwanegu llawer iawn o ddŵr a phaent organig, ac yna addasu'r pH i niwtral gyda thoddiant dyfrllyd asid neu asid hydroclorig. Gwahanwyd y cyfnod organig a'r cyfnod dyfrllyd, a chafodd y cyfnod organig ei sychu dros sodiwm sylffad anhydrus ac yna ei ganolbwyntio i sychder. Gellir gwahanu a phuro'r cynnyrch trwy gyfrwng cromatograffaeth golofn ac ati.
I grynhoi, mae adwaith Friedel-Crafts yn ddull synthetig pwysig, sy'n addas ar gyfer synthesis aminau aromatig o gyfansoddion heterocyclic. Ar gyfer cyfansoddion â nitrogen amidau heterocyclic fel 5- Cyanoindole, mae gan yr adwaith hwn gymhwysedd cryf a gall wireddu synthesis cyclization, sydd â gwerth cymhwysiad penodol ar gyfer ymchwil yn y maes hwn.
4. Linearization adwaith dull:
Mae'r dull adwaith llinoliad yn ddull ar gyfer trosi moleciwlau asid niwclëig yn DNA llinol neu RNA, lle mae 5-cyanoindole yn adweithydd adwaith a ddefnyddir yn gyffredin. Y deunyddiau crai a ddefnyddir yn yr adwaith yw alcohol bensyl a sodiwm cyanohydroxide, a 5-mae cyanoindole yn cael ei syntheseiddio ymhellach gan adwaith cylchrediad. Mantais y dull hwn yw bod y deunyddiau crai yn hawdd i'w cael ac mae'r gost yn isel, ac mae'n addas ar gyfer gwahanol feysydd dadansoddi ac ymchwil asid niwclëig. Fodd bynnag, mae angen rhoi sylw manwl i'r amodau cylchredeg yn ystod y broses ddefnyddio i weld a ellir cynhyrchu cynhyrchion cylchol.
Y dull adwaith llinoliad o 5-Cyanoindole a'i gamau manwl.
(1) Ychwanegwch y DNA targed neu'r RNA at y byffer sy'n cynnwys 5-Cyanoindole, fel arfer gan ddefnyddio byffer Tris gyda pH 8.5. 5-Mae cyanoindole yn adweithydd trawsgysylltu ffotocemegol cryf, sy'n gallu ffurfio cymhlyg â rhwymiad NC â basau asid niwclëig, gan arwain at groesgysylltu rhwng llinynnau asid niwclëig.
(2) Datguddio cymysgedd yr adwaith i olau uwchfioled 365 nm, a thrwy weithrediad golau uwchfioled, 5-Mae cyanoindole yn ffurfio cyswllt cofalent â'r sylfaen mewn DNA neu RNA, gan gyflawni llinoliad.
(3) Ychwanegu byffer llwytho gel, codi tâl ar y cynnyrch adwaith a'i redeg i mewn i'r gel agarose ar gyfer gwahanu electrofforesis. Oherwydd bod DNA neu RNA llinol yn cynhyrchu un band yn y gel, mae'n bosibl gwahanu darnau llinol o DNA neu RNA trwy wahaniad electrofforetig.
Yn gyffredinol, mae'r dulliau uchod i gyd yn cael eu defnyddio i syntheseiddio 5-Cyanoindole, ac mae ganddyn nhw eu manteision a'u hanfanteision eu hunain. Mewn cymhwysiad ymarferol, mae angen dewis y dull mwyaf addas yn ôl y cynnyrch gofynnol gwirioneddol.