5-Cyanoindoleest un composé organique important largement utilisé dans la recherche de molécules bioactives dans le domaine de la médecine. Ci-dessous, nous présenterons plusieurs méthodes synthétiques de 5-Cyanoindole.
Le lien de 5-Cyanoindole :
1. Méthode de réaction de Bergman :
La réaction du procédé consiste à utiliser des alcynes comme matières premières pour générer des composés à cycle aromatique par réaction de déshydrogénation. 5-Le cyanoindole peut être synthétisé de cette manière. Les matières premières utilisées dans la réaction sont le téréphtalate de diéthyle et le 2-phénylacétylène. Une fois les deux composés ci-dessus irradiés par la lumière ultraviolette, des intermédiaires sont formés et, enfin, le 5- cyanoindole est généré par une réaction de cyclisation. L'avantage de cette méthode est que les conditions de réaction sont relativement douces et l'efficacité de la synthèse est élevée, mais les matières premières sont chères et le coût est élevé.
Les étapes de la réaction de Bergman :
Étape 1 : Préparation du 5-cyanindole et du trifluoroacétate d'argent :
Dans des conditions de laboratoire, le {{0}}cyanindole et le trifluoroacétate d'argent sont mélangés, généralement de l'ordre de 0,1 mmol. Ajouter lentement la solution de diméthylsulfoxyde (DMSO) dans un évaporateur rotatif et remuer pour mélanger, continuer à chauffer à 60 degrés jusqu'à ce que tous les substrats soient dissous. Deux fois plus de trifluoroacétate d'argent a été ajouté que le substrat.
Étape 2 : Réaction de reflux :
Le mélange réactionnel a été chauffé pendant 1 h et chauffé au reflux pour maintenir la température stable à 60 degrés.
Étape 3 : Hydrolyse :
Après la réaction, la solution mélangée a été refroidie à température ambiante, et une quantité appropriée d'eau a été lentement ajoutée pour le mélange, et le produit a été extrait avec une solution correspondante (telle que l'acétone). Dans ce processus, en raison de la polarité de la double liaison caractéristique dans le squelette 5-cyanindole, l'extraction du produit devient plus gênante.
Étape 4 : Concentrez-vous :
Concentrer le produit extrait sous pression réduite, laver le produit plusieurs fois avec un filtre et de l'eau pure, évaporer et sécher.
La réaction de Bergman est une importante réaction de cyclisation intramoléculaire, et son mécanisme de réaction a les deux possibilités suivantes :
Mécanisme 1 : Réaction d'oxydation proéminente hydrogène/oxygène :
Le mécanisme de la réaction de Bergman fait intervenir une réaction d'oxydation hydrogène/oxygène, et il est difficile de mettre en place une réaction carbone-carbone dans ce mode intramoléculaire. Parmi eux, l'état soustractif du carbone-hydrogène dans le 5-cyanindole le rend plus général et plus facile à réagir pour les réactions de cyclisation. Dans cette réaction, les informations de résonance magnétique nucléaire (RMN) ont confirmé la conversion oxydative du N-cyanoazote dans le 5-cyanindole en atome d'azote N-subvalent (oN≡C). Les oxydes d'azote générés (oN≡C) peuvent être réduits en acides carboxyliques et amines correspondants par d'autres réactifs homogènes et hétérogènes. Dans ce processus, le catalyseur chimique hétérogène (acide/base) joue également un rôle important.
Mécanisme 2 : Réaction d'oxydation proéminente hydrogène/azote :
La réaction de Bergman peut également s'expliquer par la réaction d'oxydation hydrogène/azote. Dans cette réaction, l'état réduit du carbone-hydrogène dans le 5-cyanindole réagit également bien. L'azote N-cyano peut oxyder les liaisons carbone-hydrogène adjacentes. Ces intermédiaires oxydés sont développés par d'autres réactions (telles que l'oxydation de l'hydrogène, la nitration, etc.). La réaction de Mo(CO)6 sur Cp2Fe et les intermédiaires d'oxyde d'azote produits peut également fournir un agent réducteur plus puissant. Les réactions de transfert d'électrons correspondantes peuvent jouer un rôle important.
2. Méthode de réaction de couplage de Suzuki :
La méthode de réaction de couplage de Suzuki est une réaction importante largement utilisée, qui peut être utilisée pour construire le squelette de composés à noyau aromatique. 5-Le cyanoindole peut également être synthétisé par cette réaction. L'avantage de cette méthode est que les matières premières sont relativement bon marché et que les conditions de réaction sont faciles à contrôler, mais un solvant organique est nécessaire.
(1) Tout d'abord, les matériaux doivent être préparés, y compris 5-Bromoindole, 5-Cyano-1,3-diméthylpyrimidine-2,4-dione, Acétate de palladium (Pd(OAc)2), ligands phosphine (tels que phosphine ou phosphite), alcali (tel que benzoate de sodium ou carbonate de sodium), solvants organiques (tels que chlorure de diméthylsulfoxyde, acétonitrile ou dichlorométhane) et eau.
(2) Dissoudre les ligands 5-bromoindole, 5-cyano-1,3-diméthylpyrimidine-2,4-dione et phosphine dans un solvant organique tel que chlorure de diméthylsulfoxyde, acétonitrile ou dichlorométhane, et Ajouter un alcali dans des conditions cryogéniques. Par exemple, dissoudre 5-Bromoindole (0.5mmol), {{10}}Cyano-1,3-diméthylpyrimidine-2,{ {14}}dione (0.6mmol), ligands phosphine (tels que TRIPHOS, {{20}}.9mol pour cent) et carbonate de sodium (2.0eq) dans CH3CN, agité jusqu'à dissolution complète , puis ajout de carbonate de sodium (2.0 eq) à -78 degré .
(3) Ajouter de l'acétate de palladium (Pd(OAc)2) dans le système réactionnel et agiter pour mélanger. Par exemple, ajoutez de l'acétate de palladium (1,0 % en moles) au mélange ci-dessus et agitez la réaction à -78 degré.
(4) Le mélange réactionnel sera chauffé à température ambiante ou à 70 degrés sous un contrôleur de température et mis à réagir pendant 1-2 heures. Une fois la réaction terminée, le mélange réactionnel est filtré et le mélange réactionnel est séparé et extrait avec de l'eau et un solvant organique.
(5) Extraire et purifier le produit cible 5-Cyanoindole des sels inorganiques et autres impuretés par chromatographie sur colonne ou autres techniques de séparation. Par exemple, en utilisant la chromatographie sur colonne de gel de silice, le produit cible est extrait des impuretés dans la chromatographie sur colonne, et caractérisé par des moyens tels que la RMN.
En conclusion, les étapes de la synthèse de 5-Cyanoindole par la réaction de couplage de Suzuki sont très simples, mais il convient de prêter attention à la sélection des conditions de réaction et des matériaux.
3. Méthode de réaction de Friedel-Crafts :
La réaction de Friedel-Crafts (réaction de Fujiwara-Moritani) est une méthode de synthèse organique pour la synthèse d'aromatiques par la réaction d'échange d'imines et de sulfures d'aryle. Il s'agit d'une réaction de cyclisation qui lie un cycle imidazole ou pyrrole à un cycle aldéhyde ou cétone pour générer une amine aromatique contenant un hétérocycle. 5- Le cyanoindole est un composé amide avec un hétérocycle azoté, qui peut être synthétisé par la réaction de Friedel-Crafts. L'avantage de cette méthode est que les propriétés chimiques des matières premières sont relativement stables et que la structure du produit résultant est relativement stable. Cependant, il est nécessaire de prêter attention à la sélection des conditions de réaction pendant le fonctionnement.
Les étapes détaillées de la méthode de réaction de Friedel-Crafts sont les suivantes :
(1.) Préparation du réactif : ajouter le 5- cyanoindole et le solvant organique contenant du formaldéhyde dans un ballon à trois cols propre et sec. Dans ce cas, le solvant organique peut être des solvants organiques anhydres tels que des nitriles, des éthers, des esters, etc., mais il convient de prendre soin de sélectionner la polarité du solvant et la compatibilité des réactifs.
(2.) Réaction de chauffage : placez la bouteille à trois cols dans un bain d'huile chaude, chauffez d'abord le mélange de réactifs à basse température, puis chauffez-le progressivement à la température de réaction. Le temps de réaction est généralement de 15-60 minutes. La température de réaction optimale pour cette réaction est généralement comprise entre 100-140 degré, qui peut être ajustée pour différents réactifs.
(3.) Séparation des produits de réaction : une fois la réaction terminée, refroidir le mélange réactionnel à température ambiante, ajouter une grande quantité d'eau et de peinture organique, puis ajuster le pH à neutre avec une solution aqueuse d'acide ou d'acide chlorhydrique. La phase organique et la phase aqueuse sont séparées, la phase organique est séchée sur sulfate de sodium anhydre puis concentrée à sec. Le produit peut être séparé et purifié au moyen d'une Chromatographie sur colonne et similaire.
En résumé, la réaction de Friedel-Crafts est une méthode de synthèse importante, qui convient à la synthèse d'amines aromatiques à partir de composés hétérocycliques. Pour les composés avec des amides hétérocycliques azotés tels que le 5- cyanoindole, cette réaction a une forte applicabilité et peut réaliser une synthèse de cyclisation, qui a une certaine valeur d'application pour la recherche dans ce domaine.
4. Méthode de réaction de linéarisation :
La méthode de réaction de linéarisation est une méthode de conversion de molécules d'acide nucléique en ADN ou ARN linéarisé, dans laquelle le 5-cyanoindole est un réactif de réaction couramment utilisé. Les matières premières utilisées dans la réaction sont l'alcool benzylique et le cyanohydroxyde de sodium, et le 5-cyanoindole est en outre synthétisé par une réaction de cyclisation. L'avantage de cette méthode est que les matières premières sont faciles à obtenir et que le coût est faible, et qu'elle convient à divers domaines d'analyse et de recherche d'acides nucléiques. Cependant, il est nécessaire de porter une attention particulière aux conditions de cyclisation lors du processus d'utilisation pour voir si des produits cycliques peuvent être générés.
La méthode de réaction de linéarisation du 5-Cyanoindole et ses étapes détaillées.
(1) Ajoutez l'ADN ou l'ARN cible au tampon contenant du 5- cyanoindole, en utilisant généralement un tampon Tris à pH 8,5. 5-Le cyanoindole est un réactif de réticulation photochimique puissant, qui peut former un complexe avec la liaison NC avec des bases d'acide nucléique, entraînant une réticulation entre les brins d'acide nucléique.
(2) Exposez le mélange réactionnel à une lumière ultraviolette de 365 nm et, par l'action de la lumière ultraviolette, le 5- cyanoindole forme une liaison covalente avec la base de l'ADN ou de l'ARN, réalisant ainsi la linéarisation.
(3) Ajouter le tampon de chargement du gel, charger le produit de réaction et le faire couler dans le gel d'agarose pour la séparation par électrophorèse. Étant donné que l'ADN ou l'ARN linéarisé produit une seule bande dans le gel, il est possible de séparer des fragments linéaires d'ADN ou d'ARN par séparation électrophorétique.
En général, les méthodes ci-dessus sont toutes utilisées pour synthétiser le 5-cyanoindole, et elles ont leurs propres avantages et inconvénients. Dans l'application pratique, il est nécessaire de sélectionner la méthode la plus appropriée en fonction du produit réellement requis.