Isochinolinje organická sloučenina obsahující dvě spiro kruhové struktury, z nichž jedna je benzenový kruh a druhá je sloučenina vodíku a dusíku. Isochinolin má jedinečné chemické vlastnosti a širokou škálu aplikací. Hraje důležitou roli při syntéze léčiv, syntéze přírodních produktů a organické syntéze. Sloučeniny také hrají důležitou roli v oblasti organické syntézy. Vzhledem k jedinečné struktuře isochinolinů se běžně používají v organické chemii jako železnaté (železnaté jsou organické sloučeniny, které usnadňují tvorbu CC vazby). Isochinolinové sloučeniny mohou být syntetizovány různými účinnými metodami, jako je použití aromatických nukleofilních reakcí a redukčních reakcí za kinetických a termodynamických podmínek.
Isochinolin je důležitá organická sloučenina se širokou aplikační a výzkumnou hodnotou. Metoda Gattermann-Skita syntézy je jednou z účinných metod přípravy isochinolinu. Tento článek podrobně představí jeho kroky a mechanismus.
1. Gattermann-Skita syntéza
Princip syntézy:
Při Gattermann-Skitově syntéze aromatické aldehydy kondenzují s amoniakem nebo aminy za katalýzy mědi nebo solí mědi za vzniku Schiffových bází. Následně se tato Schiffova báze přidá k substrátu za katalýzy Lewisovy kyseliny za vzniku N-heterocyklického interpolárního tělesa. V přítomnosti vody interpolární těleso dostane vodní smyk a produkuje požadovaný isochinolin.
Konkrétní kroky:
Syntéza cykloheptenonu:
Cykloheptenony lze syntetizovat různými metodami, nejčastěji používanou metodou je metoda Kettlewellovy a Robinsonovy syntézy. Konkrétní kroky jsou následující:
Krok 1: Smíchejte 3-fenylaceton a isopropyloxid sodný (IBX) a reagujte za mírných podmínek, abyste získali 3-fenyl-5-isopropyl-cyklohepten-2-on.
Krok 2: benzen v reakčním roztoku se odstraní za získání cílového produktu cykloheptylu
Gattermann-Skita syntéza je další tradiční metodou pro přípravu isochinolinu. Tento způsob vyžaduje jako výchozí materiály aromatické aldehydy a zdroje amoniaku (jako je amoniak nebo aminy) a má dobrou selektivitu a účinnost.
2. Pd-katalyzovaná CH funkcionalizace:
Pd-katalyzovaná CH funkcionalizace se týká přímé funkcionalizační reakce na vazbě uhlík-vodík organických molekul. Při této reakci se do reakce zavede Pd-katalyzátor jako katalyzátor a vazba CH v molekule se aktivuje mechanismem oxidativní adice, čímž se realizuje kombinace aktivované vazby CH a funkční skupiny, čímž se vytvoří funkční skupina na atom uhlíku. připojit. Tato technologie nevyžaduje použití aktivátorů, lze ji provádět přímo ve vzduchu a má vysokou selektivitu, což je ekologická a ekologická reakční technologie. Pd-katalyzovaná CH funkcionalizační technologie má široké aplikační vyhlídky a dosáhla významného pokroku v oblasti léčiv, pesticidů, materiálové vědy a organické syntézy.
Syntézní metodu Pd-katalyzované CH funkcionalizace lze rozdělit do následujících kroků:
První krok: výběr Pd katalyzátoru:
Při Pd-katalyzované CH funkcionalizaci je velmi důležité zvolit vhodný Pd katalyzátor. Mezi běžné Pd katalyzátory patří PPh3PdCl2, Pd(OAc)2, Pd2(dba)3 atd. PPh3PdCl2 se běžně používá ve funkcionalizačních reakcích, zatímco Pd(OAc)2 se používá v oxidačních reakcích a komplexních reakcích volných radikálů.
Druhý krok: výběr reaktantů:
Při Pd-katalyzované CH funkcionalizaci je také velmi důležité zvolit vhodný reaktant. Isochinolin je molekula obsahující aromatický kruh a aromatický dusíkový heteroatom. V jeho molekulární struktuře jsou vazby NH a CH, které lze aktivovat k realizaci funkcionalizace vazeb CH.
Třetí krok: kontrola reakčních podmínek:
Reakční podmínky Pd-katalyzované CH funkcionalizace mohou být řízeny volbou katalyzátoru, reakční teploty a reakční doby. Mezi nimi je důležitým faktorem ovlivňujícím rychlost reakce reakční teplota. Obvykle se během syntézy isochinolinu reakční teplota řídí mezi 100-180 stupni. Reakční doba je obvykle několik hodin.
Krok 4: Přidejte pomocného agenta:
Při funkcionalizaci CH katalyzované Pd je důležitým faktorem také pomocná látka. Pomocné činidlo může podporovat výměnu mezi aktivovanou vazbou CH a funkční skupinou v reakci a realizovat spojení funkční skupiny. Obvyklá pomocná činidla zahrnují zdroje palladia, báze, ligandy atd. Například Hünigova báze, K3P04 atd. mohou být použity jako pomocné bazické činidlo pro účast v reakci.
Krok 5: Mechanismus reakce:
V Pd-katalyzované CH funkcionalizaci zahrnuje reakční mechanismus aktivaci CH vazby, připojení funkční skupiny a katalytický cyklus atd. Pd-katalyzátor je rozpuštěn v reakčním systému a zavádí oxidační adiční mechanismus pro aktivaci CH vazby. Selektivita během reakce závisí hlavně na katalytickém cyklu tvořeném kombinací Pd katalyzátoru, pomocného činidla a reaktantů. Pokud jsou zvoleny vhodné reakční podmínky a katalyzátory, lze dosáhnout syntézy isochinolinu s vysokou účinností, vysokou selektivitou a vysokým výtěžkem.
Pd-katalyzovaná CH funkcionalizace je novější metoda pro syntézu isochinolinu, která využívá nový Pd katalyzátor k efektivnímu provádění CH funkcionalizačních reakcí. Má výhody jednoduchého ovládání, mírných reakčních podmínek a vysoké účinnosti. Syntézy isochinolinu s vysokým výtěžkem, vysokou selektivitou a vysokou účinností lze dosáhnout výběrem vhodných Pd katalyzátorů, reaktantů a reakčních podmínek. Tato metoda může být použita ke zlepšení chemické aktivity některých funkcionalizovaných míst v isochinolinu a má široké aplikační vyhlídky.
Konkrétní mechanismus reakce je následující:
Pd-katalyzovaná CH funkcionalizační metoda může být za působení katalyzátoru použita k aktivaci aromatické CH vazby a vytvoření Pd-C vazby. Prostřednictvím specifických reakčních podmínek může vazba Pd-C dále reagovat s nuklidy, jako je dusík a kyslík, a nakonec vytvořit novou chemickou strukturu.
Stručně řečeno, způsoby přípravy isochinolinu jsou velmi bohaté, včetně Pictet-Spenglerovy syntézy, Bischler-Napieralskiho syntézy, Gattermann-Skita syntézy, Pd-katalyzované CH funkcionalizace a dalších chemických metod. Tyto metody mají své vlastní charakteristiky a odpovídající metodu lze zvolit podle aktuální potřeby. Zároveň se věří, že s neustálým vývojem chemické technologie se v budoucnu objeví účinnější a ekologičtější způsoby přípravy Isochinolinu.