Pyrrolist eine fünfgliedrige heterocyclische Verbindung mit wichtigen pharmazeutischen und biologischen Aktivitäten. Es gibt viele Synthesemethoden für Pyrrol, darunter hauptsächlich die folgenden.
1. Paal-Knorr-Syntheseverfahren
Das Paal-Knorr-Verfahren ist ein typisches Verfahren, bei dem funktionelle Gruppen wie 1,4--Dialdehyd und 1,3--Diketon als Reaktanten verwendet werden. Dieses Verfahren verwendet eine nucleophile Carbonyl-Additionsreaktion zwischen diesen beiden Verbindungen, um ein 5-Hydroxy-2,3-disubstituiertes Pyridin-1,4-dion zu bilden, gefolgt von a Desoxidationsreaktion zum Zielprodukt. Das Paal-Knorr-Verfahren hat die Vorteile einfacher Reaktionsbedingungen, hoher Ausbeute und eines breiten Anwendungsbereichs und ist zu einem der allgemein verwendeten Syntheseverfahren für die Synthese von Pyrrol geworden.
Pyrrol ist eine fünfgliedrige heterocyclische Verbindung mit einem breiten Spektrum an chemischen und biologischen Aktivitäten. Als wichtige organische Synthesezielverbindung kann es durch verschiedene Verfahren synthetisiert werden, unter denen das Paal-Knorr-Syntheseverfahren eines der am häufigsten verwendeten Verfahren ist. Die Paal-Knorr-Synthese ist eine klassische Methode zur Erzeugung von Pyrrolen durch Umsetzung von 1,4--Dihydroxybutan (oder anderen geeigneten 1,4--Dihydroxyalkanen) mit Amiden oder Estern. Dieses Verfahren zeichnet sich durch hervorragende Selektivität, milde Reaktionsbedingungen und hohe Reinheit der Reaktionsprodukte aus, weshalb es auf den Gebieten der Synthese organischer Zwischenprodukte und Arzneimittelmoleküle weit verbreitet ist.
Schritte:
Das Folgende sind die grundlegenden Arbeitsschritte des Paal-Knorr-Syntheseverfahrens, und der detaillierte experimentelle Prozess ist wie folgt:
(1) 1,4-Dihydroxybutan, Amid oder Ester und Lösungsmittel in einen trockenen Dreihalskolben geben.
(2) Fügen Sie eine geeignete Menge Säurekatalysator wie p-TsOH usw. hinzu.
(3) Starte das Heizen und regele die Heizrate auf 5 Grad/min.
(4) Die Reaktionsmutterlauge wurde kontinuierlich gerührt und 15 Stunden bei Raumtemperatur umgesetzt.
(5) Nach der Reaktion auf Raumtemperatur abkühlen und filtrieren.
(6) Das Lösungsmittel wird aus dem Filtrat verdampft, um ein festes Produkt zu ergeben.
2. Hantzsch-Syntheseverfahren:
Das Hantzsch-Verfahren ist ein weiteres wichtiges Pyrrol-Verfahren, das -substituierte - --Ketoester (wie -Methoxyethoxyethanon) und Amine als Reaktanten verwendet, mit milden Reaktionen und hohen Ausbeuten. Die Hantzsch-Methode war einst eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Synthese von Pyrrol in der Geschichte und behält bis heute ihren ursprünglichen synthetischen Wert bei.
Das Folgende sind die detaillierten Schritte der Hantzsch-Synthese.
Schritt 1: Kondensationsreaktion von Aceton und Acetylaceton:
Zunächst wurden der Schwefelsäurelösung Aceton und Acetylaceton im Verhältnis 1:2 und als Lösungsmittel eine geringe Menge Ethanol zugesetzt. Die Kondensationsreaktion findet in der Mischung statt und erzeugt unter Erhitzen Salze organischer zweiwertiger Ketonsäuren.
Schritt 2: Additionsreaktion von Barbarychinsäure:
Der nächste Schritt ist die Zugabe der Barbalsäure zur Reaktionsmischung. In dieser einstufigen Reaktion wirkt die Barbarylsäure wie ein quartäres Amin und ein Nucleophil und unterliegt einer Kondensationsreaktion mit der Ketonverbindung. Das Produkt ist eine Hantzsch-Säure, die drei Halogenatome enthält.
Schritt 3: Reduktionsreaktion:
Der letzte Schritt ist die Reduktion der Hantzsch-Säure. Dieser Schritt wird durch Zugabe von Natriumhydroxid oder anderen Reduktionsmitteln erreicht. Das Produkt nach der Reduktion ist 2,3,5-trisubstituiertes Pyrrol. Dies sind die detaillierten Schritte der Hantzsch-Synthese. Dieses Syntheseverfahren umfasst Kondensations-, Additions- und Reduktionsreaktionsschritte, von denen jeder wesentlich ist. Die Hantzsch-Synthese ist ein sehr effizientes Verfahren zur Synthese von Pyrrolen und hat eine breite Anwendung gefunden.
3. Hatch-Synthese:
Die Haack-Synthese ist eine auf C-H-Funktionalisierung basierende Strategie, die ursprünglich von BM Trost und H. Amii et al. entwickelt wurde. um eine Vielzahl wichtiger kleiner organischer Moleküle zu erzeugen. In den letzten Jahren wurde dieses Verfahren auch verwendet, um eine Vielzahl von Tetraphenylsulfidliganden und Pyrrolverbindungen zu synthetisieren.
Die Arbeitsschritte des Hatch-Syntheseverfahrens werden unten im Detail beschrieben.
Experimentelle Schritte:
Schritt 1: Herstellung von Ammoniumiodid:
Nehmen Sie 60 g Jod, fügen Sie eine kleine Menge Wasser zum Auflösen hinzu, fügen Sie 50 ml konzentrierte Salzsäure bei Raumtemperatur hinzu, stellen Sie den pH-Wert der Lösung auf weniger als 1 ein, fügen Sie destilliertes Wasser zu 1,5 l hinzu; Erhitzen Sie die vorbereitete Lösung auf 80 Grad, fügen Sie 50 g wasserfreies Ammoniumchlorid in kleinen Mengen nacheinander hinzu und rühren Sie gleichmäßig; Als nächstes wurde die Lösung zur Trockne eingedampft und der Feststoff herausgenommen und zu Ammoniumiodid zerkleinert.
Schritt 2: Vorreaktionsbehandlung:
1,25 g Ammoniumiodid, 1 g , -ungesättigtes Keton und 0,75 g Aldehyd mischen, zu 2 ml Eisessig geben, zum Auflösen rühren; passiviere MgSO4 für 1 Stunde, filtriere MgSO4 ab und konzentriere das Filtrat auf {{10}},5~1,0 ml.
Schritt 3: Reaktionsablauf:
Füge den konzentrierten Reaktanten zu 100 ml einer 30/100 Isopropanol/Wasser-Lösung in einem Silikonölbad hinzu, füge 50 ml vorbereitetes 4,0 mol/l Ammoniakwasser hinzu, erhitze zum Sieden und halte die Reaktionslösung am Sieden 20 Minuten. Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, mit Wasser extrahiert und entsprechend der im Versuch geforderten Reinheit des Produktes weiterverarbeitet.
Schritt 4: Reinigen Sie das Produkt:
Konzentrieren Sie das extrahierte Produkt, tränken Sie es zuerst in heißem Methanol und verwenden Sie dann ein heißes Wasserbad mit konstanter Temperatur, um den pH-Wert der Lösung einzustellen, und gießen Sie es dann zur Absorption und Reinigung in die grüne Lösung.
Schritt 5: Organisationsanalyse:
Die Struktur und Reinheit der Pyrrolprodukte wurden durch abschließende NMR- und Massenspektrometrieanalyse erhalten.
Unter anderem sollte beachtet werden, dass die Reaktanten der Hatch-Synthesereaktion sorgfältig identifiziert und gehandhabt werden sollten, um zu verhindern, dass die Reaktion für andere Verbindungen anfällig ist. Gleichzeitig sollten die Reaktionsbedingungen während der Reaktion stabil sein und die Reaktionslösung kontinuierlich gerührt werden, um die Gleichmäßigkeit der Reaktion sicherzustellen.
Das Haack-Syntheseverfahren hat die Vorteile einer leichten Verfügbarkeit chemischer Rohmaterialien, milder Reaktionsbedingungen und einer einfachen Synthesestrategie. Darüber hinaus hat Arginn durch rationales Ändern der Struktur der funktionalisierten prosthetischen Gruppe und des Kerns リ Arginn eine gute Kontrollleistung bei der Reaktion, was die Synthese von Chiralität und struktureller Vielfalt erheblich erleichtert.
4. Forschung zu anderen Synthesemethoden
Zusätzlich zu den oben eingeführten Methoden gibt es viele andere Methoden, die für die Synthese von Pyrrol verwendet werden können, wie z. B. die Verwendung von Iminfrequenzaddition, Pictet-Spengler-Reaktion usw. In der modernen organischen Synthese haben die Menschen nach neuen, effizienten gesucht , und umweltfreundliche Methoden zur Synthese von Pyrrol, um Verbindungen mit höherer biologischer Aktivität und pharmakologischem Wert zu erhalten.
Zusammenfassend sind die obigen Verfahren eines der üblichen Verfahren zur Synthese von Pyrrol, unter denen das Paal-Knorr-Verfahren und das Hantzsch-Verfahren zwei häufig verwendete Verfahren sind und das Haack-Verfahren in den letzten Jahren weiter verbreitet ist.