Izokinolinje organski spoj koji sadrži dvije strukture spiro prstena, od kojih je jedan benzenski prsten, a drugi je vodikov dušikov spoj. Izokinolin ima jedinstvena kemijska svojstva i širok raspon primjena. Ima važnu ulogu u sintezi lijekova, sintezi prirodnih proizvoda i organskoj sintezi. Spojevi također igraju važnu ulogu u području organske sinteze. Zbog jedinstvene strukture izokinolina, oni se obično koriste u organskoj kemiji kao željezo (željezo je organski spoj koji olakšava stvaranje CC veze). Izokinolinski spojevi mogu se sintetizirati različitim učinkovitim metodama, kao što je korištenje aromatskih nukleofilnih reakcija i reakcija redukcije u kinetičkim i termodinamičkim uvjetima.
Izokinolin je važan organski spoj sa širokom primjenom i istraživačkom vrijednošću. Metoda sinteze Gattermann-Skita jedna je od učinkovitih metoda za dobivanje izokinolina. Ovaj će članak detaljno predstaviti njegove korake i mehanizam.
1. Gattermann-Skita sinteza
Princip sinteze:
U Gattermann-Skita sintezi, aromatski aldehidi se kondenziraju s amonijakom ili aminima pod katalizom bakra ili bakrenih soli kako bi nastali Schiffove baze. Zatim se ta Schiffova baza dodaje supstratu pod katalizom Lewisove kiseline kako bi se stvorilo N-heterocikličko interpolarno tijelo. U prisutnosti vode, interpolarno tijelo dobiva smicanje vode i proizvodi željeni izokinolin.
Konkretni koraci:
Sinteza cikloheptenona:
Cikloheptenon se može sintetizirati različitim metodama, a najčešće korištena metoda je Kettlewellova i Robinsonova metoda sinteze. Konkretni koraci su sljedeći:
Korak 1: Pomiješajte 3-fenilaceton i natrijev izopropil oksid (IBX) i reagirajte pod blagim uvjetima kako biste dobili 3-fenil-5-izopropil-ciklohepten-2-on.
Korak 2: benzen u reakcijskoj otopini se uklanja kako bi se dobio ciljni produkt cikloheptil
Gattermann-Skita sinteza je još jedna tradicionalna metoda za pripremu izokinolina. Ova metoda zahtijeva izvore aromatskih aldehida i amonijaka (kao što su amonijak ili amini) kao polazne materijale, a ima dobru selektivnost i učinkovitost.
2. Funkcionalizacija CH katalizirana Pd-om:
CH funkcionalizacija katalizirana Pd-om odnosi se na izravnu reakciju funkcionalizacije na vezi ugljik-vodik organskih molekula. U ovoj reakciji, Pd-katalizator se uvodi u reakciju kao katalizator, a CH veza u molekuli se aktivira kroz oksidativni adicijski mehanizam, ostvarujući kombinaciju aktivirane CH veze i funkcionalne skupine, čime se ostvaruje funkcionalna skupina na atom ugljika. Spojiti. Ova tehnologija ne zahtijeva upotrebu aktivatora, može se provesti izravno u zraku i ima visoku selektivnost, što je zelena i ekološki prihvatljiva tehnologija reakcije. Tehnologija CH funkcionalizacije katalizirana Pd-om ima široke izglede za primjenu i postigla je važan napredak u poljima farmaceutskih proizvoda, pesticida, znanosti o materijalima i organske sinteze.
Metoda sinteze CH funkcionalizacije katalizirane Pd može se podijeliti u sljedeće korake:
Prvi korak: izbor Pd katalizatora:
U CH funkcionalizaciji kataliziranoj s Pd, vrlo je važno odabrati odgovarajući Pd katalizator. Uobičajeni Pd katalizatori uključuju PPh3PdCl2, Pd(OAc)2, Pd2(dba)3, itd. PPh3PdCl2 se obično koristi u reakcijama funkcionalizacije, dok se Pd(OAc)2 koristi u reakcijama oksidacije i složenim reakcijama slobodnih radikala.
Drugi korak: izbor reaktanata:
U CH funkcionalizaciji kataliziranoj Pd-om također je vrlo važno odabrati odgovarajući reaktant. Izokinolin je molekula koja sadrži aromatski prsten i aromatski heteroatom dušika. U njegovoj molekularnoj strukturi postoje NH i CH veze, koje se mogu aktivirati kako bi se ostvarila funkcionalizacija CH veza.
Treći korak: kontrola uvjeta reakcije:
Uvjeti reakcije Pd-katalizirane CH funkcionalizacije mogu se kontrolirati izborom katalizatora, temperaturom reakcije i vremenom reakcije. Među njima, temperatura reakcije je važan čimbenik koji utječe na brzinu reakcije. Obično se tijekom sinteze izokinolina temperatura reakcije kontrolira između 100-180 stupnjeva. Vrijeme reakcije je obično nekoliko sati.
Korak 4: Dodajte pomoćno sredstvo:
U CH funkcionalizaciji kataliziranoj Pd, pomoćno sredstvo također je važan faktor. Pomoćno sredstvo može pospješiti izmjenu između aktivirane CH veze i funkcionalne skupine u reakciji i ostvariti vezu funkcionalne skupine. Uobičajeni pomoćni agensi uključuju izvore paladija, baze, ligande itd. Na primjer, Hünigova baza, K3PO4 itd. mogu se koristiti kao bazni pomoćni agens za sudjelovanje u reakciji.
Korak 5: Mehanizam reakcije:
U CH funkcionalizaciji kataliziranoj Pd-om, reakcijski mehanizam uključuje aktivaciju CH veze, vezanje funkcionalne skupine i katalitički ciklus, itd. Pd-katalizator se otapa u reakcijskom sustavu i uvodi mehanizam oksidativne adicije za aktiviranje CH veze. Selektivnost tijekom reakcije uglavnom ovisi o katalitičkom ciklusu formiranom kombinacijom Pd katalizatora, pomoćnog sredstva i reaktanata. Ako se odaberu prikladni reakcijski uvjeti i katalizatori, može se postići sinteza izokinolina visoke učinkovitosti, visoke selektivnosti i visokog prinosa.
Pd-katalizirana CH funkcionalizacija je novija metoda za sintezu izokinolina, koja koristi novi Pd katalizator za učinkovito provođenje reakcija CH funkcionalizacije. Ima prednosti jednostavnog rada, blagih reakcijskih uvjeta i visoke učinkovitosti. Sinteza izokinolina s visokim prinosom, visokom selektivnošću i visokom učinkovitošću može se postići odabirom odgovarajućih Pd katalizatora, reaktanata i reakcijskih uvjeta. Ova se metoda može koristiti za poboljšanje kemijske aktivnosti nekih funkcionaliziranih mjesta u izokinolinu i ima široke izglede za primjenu.
Mehanizam konkretne reakcije je sljedeći:
Pod djelovanjem katalizatora, metoda CH funkcionalizacije katalizirana Pd-om može se koristiti za aktiviranje aromatske CH veze i formiranje Pd-C veze. Kroz specifične reakcijske uvjete, Pd-C veza može dalje reagirati s nuklidima kao što su dušik i kisik, i na kraju formirati novu kemijsku strukturu.
Ukratko, metode pripreme izokinolina su vrlo bogate, uključujući Pictet-Spenglerovu sintezu, Bischler-Napieralski sintezu, Gattermann-Skita sintezu, Pd-kataliziranu CH funkcionalizaciju i druge kemijske metode. Ove metode imaju svoje karakteristike, a odgovarajuća metoda se može odabrati prema stvarnim potrebama. Istodobno, uz kontinuirani razvoj kemijske tehnologije, vjeruje se da će se u budućnosti pojaviti učinkovitije i ekološki prihvatljivije metode pripreme izokinolina.