isokinolinmemiliki banyak sifat kimia yang menarik, yang paling mewakili adalah dapat melakukan berbagai jenis reaksi. Isoquinoline juga dapat dioksidasi menjadi quinolinane, atau direduksi menjadi 1- atau 2-metil-quinoline. Isoquinoline juga sedikit basa dan hanya sedikit asam. Produk alami adalah golongan alkaloid yang banyak ditemukan pada tumbuhan dan hewan. Umumnya mempunyai aktivitas farmakologis yang baik, termasuk efek sedatif, analgesik, antitumor, antivirus, dan antibakteri. Contoh yang umum termasuk morfin, fenotiazin, kuinolin dan sejenisnya. Karena aktivitas farmakologi produk alami, senyawa isoquinoline telah menjadi dasar penting untuk desain dan sintesis obat. Misalnya, lidokain adalah anestesi lokal yang digunakan dalam pembedahan, dan sintesisnya melibatkan konversi senyawa isoquinoline. Amoksisilin adalah antibiotik yang digunakan untuk mengobati infeksi bakteri, prekursor utamanya juga adalah Isoquinoline. Secara keseluruhan, isoquinoline merupakan salah satu senyawa organik penting dengan aplikasi luas dalam produk alami, sintesis farmasi, dan kimia organik. Studi tentang isoquinoline tidak hanya dapat mengeksplorasi sifat kimia uniknya secara mendalam, namun juga diharapkan dapat memberikan beberapa nilai penerapan yang bermanfaat.
Isoquinoline merupakan senyawa aromatik yang banyak digunakan, yang memiliki nilai penting dalam bidang kedokteran dan aplikasi material. Oleh karena itu, metode sintetiknya menarik banyak perhatian. Artikel ini akan mengulas semua metode sintesis isoquinoline, termasuk sintesis Pictet-Spengler, sintesis Bischler-Napieralski, sintesis Gattermann-Skita, fungsionalisasi CH yang dikatalisis Pd, dll.
1. Sintesis Pictet-Spengler
Isoquinoline adalah senyawa heterosiklik penting yang mengandung nitrogen dengan berbagai aktivitas biologis dan efek farmakologis. Sintesis Pictet-Spengler adalah metode yang umum digunakan untuk mensintesis Isoquinoline.
Langkah-langkah metode sintesis Pictet-Spengler:
1. Sintesis senyawa Amida. Amina aromatik dan anhidrida asam dikondensasikan dalam pelarut reaksi untuk menghasilkan senyawa amino. Reaksi dapat dilakukan pada suhu kamar, dan katalisnya dapat berupa DCC (1,3-Dicyclohexylcarbodiimide) atau EEDQ (N-aminobutoxycyano), dll.
2. Sintesis siklopropanon aromatik. Senyawa Amida yang disintesis direaksikan dengan amina aromatik lain dalam kondisi basa untuk menghasilkan zat antara sikloaseton aromatik. Katalis umum mencakup oksidan sub-basa seperti CuCl2, atau basa logam seperti NaH.
3. Menghasilkan produk target melalui protonasi ringan dan siklisasi. Pertama, zat antara siklopropanon aromatik yang dihasilkan diprotonasi ringan dalam kondisi asam lemah, dan kemudian reaksi siklisasi dilakukan untuk memperoleh produk Isoquinoline. Sebuah molekul air dapat dilepaskan selama reaksi, dan kondisi siklisasi dapat menggunakan asam seperti HCl, atau zat pereduksi seperti asam pirofosfat.
Mekanisme reaksi:
Mekanisme reaksi sintesis Pictet-Spengler dapat dibagi menjadi dua langkah utama. Pada langkah pertama, amina aromatik dan asam anhidrida dikondensasikan dalam pelarut reaksi untuk membentuk senyawa amino. Mekanisme reaksi kondensasi ini dianggap sebagai reaksi adisi-eliminasi nukleofilik. Dalam mekanisme ini, pasangan elektron bebas pada heteroatom nitrogen bertindak sebagai serangan nukleofilik pada gugus mirip hidroksil anhidrida, di mana gugus karbonil ditransfer ke nitrogen, menghasilkan perantara antara dan melepaskan asam format yang berfungsi sebagai bagian lain dari asetat anhidrida.
Langkah kedua, pembentukan zat antara siklopropanon aromatik, dilakukan dengan kombinasi sederhana dua molekul berbeda yang diikuti dengan dekarboksilasi. Dalam mekanisme ini, amina pada molekul pertama bertindak sebagai nukleofil untuk menyerang karbon karbena dalam keton, menghasilkan zat antara A, yang dapat ditangani tergantung pada kondisi. Bahan antara A kemudian dikenai aksi asam atau zat pereduksi untuk menghasilkan produk Isoquinoline.
Kesimpulannya, metode sintesis Pictet-Spengler merupakan metode sintesis kimia penting yang dapat mensintesis Isoquinoline secara efisien. Langkah-langkahnya sederhana, kondisi reaksinya ringan, mudah dikendalikan, dan produk yang diperoleh memiliki kemurnian tinggi, sehingga banyak digunakan dalam bidang sintesis organik.
2. Sintesis Bischler-Napieralski
Sintesis Bischler-Napieralski adalah metode sintesis senyawa isoquinoline, yang menggunakan Amida sebagai bahan awal dan mengubahnya menjadi senyawa target melalui siklisasi dan dehidrasi. Metode sintesis pertama kali ditemukan oleh Bischler dan Napieralski pada tahun 1893 dan telah banyak digunakan dalam pembuatan tanaman dan obat sintetik.
Mekanisme reaksi:
Reaksi Bischler-Napieralski terdiri dari tahap siklisasi dengan katalis asam dan tahap dehidrasi dengan katalis basa. Mekanisme reaksi dapat diringkas dengan langkah-langkah berikut:
(1) Molekul Amida terprotonasi di bawah aksi katalis asam untuk menghasilkan zat antara, yaitu kation organik yang atom Nnya bermuatan positif. Langkah ini memerlukan katalis asam yang cukup kuat, seperti asam klorida atau besi klorida.
(2) Serangan elektrofilik terjadi antara atom N zat antara dan atom C yang berdekatan, menghasilkan zat antara cincin beranggota lima. Langkah ini dicapai melalui substitusi nukleofilik intramolekul. Elektron π dalam golongan berpindah ke atom C pada cincin beranggota lima untuk mengembangkan ikatan CC baru, dan atom C di tengah cincin beranggota lima bermuatan positif.
(3) Cincin antara beranggota lima dideprotonasi untuk menghasilkan cincin antara beranggota enam. Langkah ini biasanya memerlukan suhu dan waktu tertentu untuk mendorong reaksi deprotonasi.
(4) Zat antara cincin beranggota enam tersubstitusi alkil mengalami reaksi dehidrasi yang difasilitasi basa untuk membentuk produk akhir isoquinoline dan melepaskan molekul air pada saat yang bersamaan.
Secara umum, ada banyak metode sintesis isoquinoline, dan metode berbeda cocok untuk kondisi reaksi berbeda. Cara-cara tersebut dapat disesuaikan dan dipilih sesuai dengan kebutuhan sebenarnya.