pyrroolis een vijfledige heterocyclische verbinding met belangrijke farmaceutische en biologische activiteiten. Er zijn veel synthetische methoden van Pyrrole, waaronder voornamelijk de volgende.
1. Paal-Knorr-synthesemethode
De Paal-Knorr-methode is een typische methode waarbij gebruik wordt gemaakt van functionele groepen zoals 1,4-dialdehyde en 1,3-diketon als reactanten. Deze methode maakt gebruik van een carbonyl-nucleofiele additiereactie tussen deze twee verbindingen om een 5-hydroxy-2,3-digesubstitueerd pyridine-1,4-dion te vormen, gevolgd door een deoxidatiereactie om het doelproduct op te leveren. De Paal-Knorr-methode heeft de voordelen van eenvoudige reactieomstandigheden, hoge opbrengst en een breed toepassingsbereik, en is een van de algemeen gebruikte synthetische methoden voor de synthese van pyrrool geworden.
Pyrrool is een vijfledige heterocyclische verbinding met een breed scala aan chemische en biologische activiteiten. Als een belangrijke doelverbinding voor organische synthese kan het op verschillende manieren worden gesynthetiseerd, waaronder de Paal-Knorr-synthesemethode een van de meest gebruikte methoden is. De Paal-Knorr-synthese is een klassieke methode om pyrrolen te genereren door 1,4-dihydroxybutaan (of andere geschikte 1,4-dihydroxyalkanen) te laten reageren met amiden of esters. Deze methode heeft de kenmerken van uitstekende selectiviteit, milde reactieomstandigheden en hoge zuiverheid van reactieproducten, dus wordt deze veel gebruikt op het gebied van het synthetiseren van organische tussenproducten en medicijnmoleculen.
Stappen:
Hieronder volgen de basisstappen van de Paal-Knorr-synthesemethode en het gedetailleerde experimentele proces is als volgt:
(1) Voeg 1,4-dihydroxybutaan, amide of ester en oplosmiddel toe aan een droge driehalskolf.
(2) Voeg een geschikte hoeveelheid zure katalysator toe, zoals p-TsOH, enz.
(3) Begin met verwarmen en regel de verwarmingssnelheid op 5 graden / min.
(4) De moederloog van de reactie werd continu geroerd en gedurende 15 uur bij kamertemperatuur omgezet.
(5) Koel na de reactie af tot kamertemperatuur en filtreer.
(6) Het oplosmiddel wordt uit het filtraat verdampt om een vast product op te leveren.
2. Hantzsch-synthesemethode:
De Hantzsch-methode is een andere belangrijke methode van pyrrool, waarbij gebruik wordt gemaakt van -gesubstitueerde- -keto-esters (zoals -methoxyethoxyethanon) en amines als reactanten, met milde reacties en hoge opbrengsten. De Hantzsch-methode was ooit een van de meest gebruikte methoden voor het synthetiseren van pyrrool in de geschiedenis en heeft tot nu toe nog steeds zijn oorspronkelijke synthetische waarde behouden.
Hieronder volgen de gedetailleerde stappen van de Hantzsch-synthese.
Stap 1: Condensatiereactie van aceton en acetylaceton:
Eerst werden aceton en acetylaceton aan de zwavelzuuroplossing toegevoegd in een verhouding van 1:2, en een kleine hoeveelheid ethanol werd toegevoegd als oplosmiddel. De condensatiereactie vindt plaats in het mengsel en produceert organische ketondibasische zuurzouten onder verhitting.
Stap 2: Additiereactie van Barbarychic acid:
De volgende stap is het toevoegen van het barbalinezuur aan het reactiemengsel. In deze eenstapsreactie werkt het barbarylzuur als een quaternair amine en een nucleofiel, en ondergaat het een condensatiereactie met de ketonverbinding. Het product is een Hantzsch-zuur dat drie halogeenatomen bevat.
Stap 3: Reductiereactie:
De laatste stap is de reductie van het Hantzsch-zuur. Deze stap wordt uitgevoerd door natriumhydroxide of andere reductiemiddelen toe te voegen. Het product na reductie is 2,3,5-trigesubstitueerde pyrrool. Dit zijn de gedetailleerde stappen van de Hantzsch-synthese. Deze synthetische methode omvat condensatie-, additie- en reductiereactiestappen, die elk essentieel zijn. De Hantzsch-synthese is een zeer efficiënte methode voor de synthese van pyrrolen en wordt veel gebruikt.
3. Hatch-synthese:
De Haack-synthese is een op CH-functionalisatie gebaseerde strategie die oorspronkelijk is ontwikkeld door BM Trost en H. Amii et al. om een verscheidenheid aan belangrijke kleine organische moleculen te genereren. In de afgelopen jaren is deze methode ook gebruikt om verschillende tetrafenylsulfideliganden en pyrroolverbindingen te synthetiseren.
De bewerkingsstappen van de Hatch-synthesewerkwijze zullen hieronder in detail worden beschreven.
Experimentele stappen:
Stap 1: Bereiding van ammoniumjodide:
Neem 60 g jodium, voeg een kleine hoeveelheid water toe om op te lossen, voeg 50 ml geconcentreerd zoutzuur toe bij kamertemperatuur, maak de pH van de oplossing minder dan 1, voeg gedestilleerd water toe tot 1,5 L; verwarm de bereide oplossing tot 80 graden, voeg één voor één 50 g watervrij ammoniumchloride in kleine hoeveelheden toe en roer gelijkmatig; vervolgens werd de oplossing drooggedampt en werd de vaste stof eruit gehaald en fijngemaakt tot ammoniumjodide.
Stap 2: Pre-reactiebehandeling:
Meng 1,25 g ammoniumjodide, 1 g , -onverzadigd keton en 0,75 g aldehyde, voeg toe aan 2 ml ijsazijn, roer om op te lossen; passiveer MgSO4 gedurende 1 uur, filter MgSO4 af en concentreer het filtraat tot {{10}}.5~1.0mL.
Stap 3: Reactieproces:
Voeg de geconcentreerde reactant toe aan 100 ml 30/100 isopropanol/water-oplossing in een siliconenoliebad, voeg 50 ml bereid 4,0 mol/L ammoniakwater toe, verwarm tot het kookpunt en laat de reactieoplossing koken voor 20 minuten. De reactieoplossing werd afgekoeld tot kamertemperatuur, geëxtraheerd met water en verder verwerkt volgens de zuiverheid van het product vereist in het experiment.
Stap 4: Zuiver het product:
Concentreer het geëxtraheerde product, laat het eerst weken in hete methanol en gebruik vervolgens een heet waterbad met constante temperatuur om de pH-waarde van de oplossing aan te passen en giet het vervolgens in de groene oplossing voor absorptie en zuivering.
Stap 5: Organisatieanalyse:
De structuur en zuiverheid van Pyrrole-producten werden verkregen door uiteindelijke NMR- en massaspectrometrische analyse.
Er moet onder meer worden opgemerkt dat de reactanten van de Hatch-synthesereactie zorgvuldig moeten worden geïdentificeerd en behandeld om te voorkomen dat de reactie vatbaar wordt voor andere verbindingen. Tegelijkertijd moeten de reactieomstandigheden tijdens de reactie stabiel zijn en moet de reactieoplossing continu worden geroerd om de uniformiteit van de reactie te waarborgen.
De Haack-synthesemethode heeft de voordelen van gemakkelijke beschikbaarheid van chemische grondstoffen, milde reactieomstandigheden en eenvoudige synthesestrategie. Bovendien, door rationeel de structuur van de gefunctionaliseerde prothetische groep en de nucleaire リ te veranderen, heeft Arginn goede controleprestaties op de reactie, wat de synthese van chiraliteit en structurele diversiteit enorm vergemakkelijkt.
4. Onderzoek naar andere synthetische methoden
Naast de hierboven geïntroduceerde methoden, zijn er vele andere methoden die kunnen worden gebruikt voor de synthese van pyrrool, zoals het gebruik van iminefrequentie-additie, Pictet-Spengler-reactie, enz. In de moderne organische synthese is men op zoek geweest naar nieuwe, efficiënte en milieuvriendelijke methoden om pyrrool te synthetiseren om verbindingen met een hogere biologische activiteit en farmacologische waarde te verkrijgen.
Samenvattend zijn de bovenstaande methoden een van de gebruikelijke methoden voor het synthetiseren van Pyrrole, waaronder de Paal-Knorr-methode en de Hantzsch-methode twee veelgebruikte methoden zijn, en de Haack-methode is de laatste jaren op grotere schaal gebruikt.