5-Cyanoindoleadalah senyawa organik penting yang banyak digunakan dalam penelitian molekul bioaktif di bidang kedokteran. Di bawah ini kami akan memperkenalkan beberapa metode sintetis 5-Cyanoindole.
Tautan dari 5-Cyanoindole:
1. Metode reaksi Bergman:
Reaksi dari metode tersebut adalah dengan menggunakan alkuna sebagai bahan baku untuk menghasilkan senyawa cincin aromatik melalui reaksi dehidrogenasi. 5-Cyanoindole dapat disintesis dengan cara ini. Bahan baku yang digunakan dalam reaksi adalah dietil tereftalat dan 2-fenilasetilena. Setelah dua senyawa di atas diiradiasi oleh sinar ultraviolet, intermediet terbentuk, dan akhirnya 5-Cyanoindole dihasilkan melalui reaksi siklisasi. Keuntungan dari metode ini adalah kondisi reaksinya relatif ringan dan efisiensi sintesisnya tinggi, tetapi bahan bakunya mahal dan biayanya tinggi.
Langkah-langkah reaksi Bergman:
Langkah 1: Persiapan 5-cyanindole dan silver trifluoroacetate:
Dalam kondisi laboratorium, {{0}}cyanindole dan perak trifluoroacetate dicampur, biasanya sekitar 0,1 mmol. Perlahan tambahkan larutan dimetil sulfoksida (DMSO) ke dalam rotary evaporator dan aduk hingga tercampur, pertahankan pemanasan hingga 60 derajat sampai semua substrat larut. Perak trifluoroasetat dua kali lebih banyak ditambahkan daripada substrat.
Langkah 2: Reaksi refluks:
Campuran reaksi dipanaskan selama 1 jam dan direfluks untuk menjaga suhu tetap stabil pada 60 derajat.
Langkah 3: Hidrolisis:
Setelah reaksi, larutan campuran didinginkan hingga suhu kamar, dan sejumlah air yang sesuai ditambahkan secara perlahan untuk pencampuran, dan produk diekstraksi dengan larutan yang sesuai (seperti aseton). Dalam proses ini, karena polaritas karakteristik ikatan rangkap dalam kerangka 5-sianindol, ekstraksi produk menjadi lebih merepotkan.
Langkah 4: Berkonsentrasi:
Konsentrasikan produk yang diekstraksi di bawah tekanan rendah, cuci produk berulang kali dengan filter dan air murni, lalu evaporasi dan keringkan.
Reaksi Bergman adalah reaksi siklisasi intramolekul yang penting, dan mekanisme reaksinya memiliki dua kemungkinan berikut:
Mekanisme 1: Reaksi oksidasi hidrogen/oksigen yang menonjol:
Mekanisme reaksi Bergman melibatkan reaksi oksidasi hidrogen/oksigen, dan sulit untuk membuat reaksi karbon-karbon dalam mode intramolekul ini. Diantaranya, keadaan subtraktif karbon-hidrogen dalam 5-sianindol membuatnya lebih umum dan mudah bereaksi untuk reaksi siklisasi. Dalam reaksi ini, informasi resonansi magnetik nuklir (NMR) mengonfirmasi konversi oksidatif N-sianonitrogen dalam 5-sianindol menjadi atom nitrogen subvalen-N (oN≡C). Nitrogen oksida yang dihasilkan (oN≡C) dapat direduksi menjadi asam karboksilat dan amina yang sesuai dengan reagen homogen dan heterogen lainnya. Dalam proses ini, katalis kimia heterogen (asam/basa) juga memegang peranan penting.
Mekanisme 2: Reaksi oksidasi hidrogen/nitrogen yang menonjol:
Reaksi Bergman juga dapat dijelaskan dengan reaksi oksidasi hidrogen/nitrogen. Dalam reaksi ini, keadaan tereduksi karbon-hidrogen dalam 5-sianindol juga bereaksi dengan baik. N-cyano nitrogen dapat mengoksidasi ikatan karbon-hidrogen yang berdekatan. Perantara teroksidasi ini dikembangkan oleh reaksi lain (seperti oksidasi hidrogen, nitrasi, dll.). Reaksi Mo(CO)6 pada Cp2Fe dan zat antara nitrogen oksida yang dihasilkan juga dapat menghasilkan zat pereduksi yang lebih kuat. Reaksi transfer elektron yang sesuai dapat memainkan peran penting.
2. Metode reaksi kopling Suzuki:
Metode reaksi kopling Suzuki adalah reaksi penting yang banyak digunakan, yang dapat digunakan untuk membangun kerangka senyawa cincin aromatik. 5-Cyanoindole juga dapat disintesis melalui reaksi ini. Keuntungan dari metode ini adalah bahan bakunya relatif murah dan kondisi reaksinya mudah dikontrol, tetapi diperlukan pelarut organik.
(1) Pertama, bahan harus disiapkan, termasuk 5-Bromoindole, 5-Cyano-1,3-dimethylpyrimidine-2,4-dione, Palladium asetat (Pd(OAc)2), Ligan fosfin (seperti Fosfin atau Fosfit), alkali (seperti natrium benzoat atau natrium karbonat), Pelarut organik (seperti dimetil sulfoksida klorida, asetonitril, atau diklorometana) dan air.
(2) Larutkan ligan 5-Bromoindole, 5-Cyano-1,3-dimethylpyrimidine-2,4-dione dan Phosphine dalam pelarut organik seperti dimetil sulfoksida klorida, asetonitril atau diklorometana, dan Tambahkan alkali dalam kondisi kriogenik. Misalnya, larutkan 5-Bromoindole (0.5mmol), {{10}}Cyano-1,3-dimethylpyrimidine-2,{ {14}}dion (0.6mmol), ligan fosfin (seperti TRIPHOS, {{0}.9mol persen ) dan natrium karbonat (2.0eq) dalam CH3CN, diaduk sampai benar-benar larut , kemudian ditambahkan natrium karbonat (2,0 eq) pada -78 derajat .
(3) Tambahkan Paladium asetat (Pd(OAc)2) ke dalam sistem reaksi dan aduk hingga rata. Misalnya, tambahkan Paladium asetat (1.0 persen mol ) ke dalam campuran di atas dan aduk reaksi pada -78 derajat .
(4) Campuran reaksi akan dipanaskan sampai suhu kamar atau 70 derajat di bawah pengatur suhu, dan direaksikan selama 1-2 jam. Setelah reaksi selesai, campuran reaksi disaring, dan campuran reaksi dipisahkan dan diekstraksi dengan air dan pelarut organik.
(5) Mengekstraksi dan memurnikan produk target 5-Cyanoindole dari garam anorganik dan pengotor lainnya dengan kromatografi kolom atau teknik pemisahan lainnya. Misalnya, dengan menggunakan kromatografi kolom gel silika, produk target diekstraksi dari pengotor dalam kromatografi kolom, dan dicirikan dengan cara seperti NMR.
Sebagai kesimpulan, langkah-langkah untuk sintesis reaksi penggandengan 5-Cyanoindole by Suzuki sangat sederhana, namun perhatian harus diberikan pada pemilihan kondisi dan bahan reaksi.
3. Metode reaksi Friedel-Crafts:
Reaksi Friedel-Crafts (reaksi Fujiwara-Moritani) adalah metode sintesis organik untuk sintesis aromatik melalui reaksi pertukaran imina dan aril sulfida. Ini adalah reaksi siklisasi yang menghubungkan cincin imidazol atau pirol dengan cincin aldehida atau keton untuk menghasilkan amina aromatik yang mengandung heterosiklik. 5-Cyanoindole adalah senyawa amida dengan heterosiklik nitrogen, yang dapat disintesis melalui reaksi Friedel-Crafts. Keuntungan dari metode ini adalah sifat kimia bahan baku relatif stabil, dan struktur produk yang dihasilkan relatif stabil. Namun, perlu memperhatikan pemilihan kondisi reaksi selama operasi.
Langkah-langkah rinci dari metode reaksi Friedel-Crafts adalah sebagai berikut:
(1.) Persiapan reaktan: Tambahkan 5-Cyanoindole dan pelarut organik yang mengandung formaldehida ke dalam labu leher tiga yang bersih dan kering. Dimana, pelarut organik dapat berupa pelarut organik anhidrat seperti nitril, eter, ester, dll., tetapi harus berhati-hati untuk memilih polaritas pelarut dan kompatibilitas reaktan.
(2.) Reaksi pemanasan: Masukkan botol berleher tiga ke dalam penangas minyak panas, pertama-tama panaskan campuran reaktan dengan suhu rendah, lalu panaskan secara bertahap ke suhu reaksi. Waktu reaksi biasanya 15-60 menit. Suhu reaksi optimum untuk reaksi ini umumnya antara 100-140 derajat , yang dapat disesuaikan untuk reaktan yang berbeda.
(3.) Pemisahan produk reaksi: Setelah reaksi selesai, dinginkan campuran reaksi ke suhu kamar, tambahkan air dan cat organik dalam jumlah besar, lalu sesuaikan pH menjadi netral dengan larutan berair asam atau asam klorida. Fasa organik dan fasa berair dipisahkan, dan fasa organik dikeringkan dengan natrium sulfat anhidrat dan kemudian dipekatkan hingga kering. Produk dapat dipisahkan dan dimurnikan dengan cara kromatografi kolom dan sejenisnya.
Singkatnya, reaksi Friedel-Crafts adalah metode sintetik yang penting, yang cocok untuk sintesis amina aromatik dari senyawa heterosiklik. Untuk senyawa dengan amida heterosiklik nitrogen seperti 5-Cyanoindole, reaksi ini memiliki penerapan yang kuat dan dapat mewujudkan sintesis siklisasi, yang memiliki nilai penerapan tertentu untuk penelitian di bidang ini.
4. Metode reaksi linierisasi:
Metode reaksi linearisasi adalah metode untuk mengubah molekul asam nukleat menjadi DNA atau RNA yang dilinearisasi, di mana 5-Cyanoindole adalah reagen reaksi yang umum digunakan. Bahan baku yang digunakan dalam reaksi adalah benzil alkohol dan natrium sianohidroksida, dan 5-Cyanoindole disintesis lebih lanjut melalui reaksi siklisasi. Keuntungan dari metode ini adalah bahan bakunya mudah diperoleh dan biayanya rendah, serta cocok untuk berbagai bidang analisis dan penelitian asam nukleat. Namun, perlu memperhatikan kondisi siklisasi selama proses penggunaan untuk melihat apakah produk siklik dapat dihasilkan.
Metode reaksi linearisasi 5-Cyanoindole dan langkah-langkah detailnya.
(1) Tambahkan DNA atau RNA target ke buffer yang berisi 5-Cyanoindole, biasanya menggunakan buffer Tris dengan pH 8,5. 5-Cyanoindole adalah pereaksi pengikat silang fotokimia yang kuat, yang dapat membentuk kompleks dengan pengikatan NC dengan basa asam nukleat, menghasilkan pengikatan silang antara untaian asam nukleat.
(2) Ekspos campuran reaksi ke sinar ultraviolet 365 nm, dan melalui aksi sinar ultraviolet, 5-Cyanoindole membentuk ikatan kovalen dengan basa dalam DNA atau RNA, sehingga mencapai linearisasi.
(3) Tambahkan buffer pemuatan gel, isi daya produk reaksi dan masukkan ke gel agarosa untuk pemisahan elektroforesis. Karena DNA atau RNA yang dilinierkan menghasilkan pita tunggal dalam gel, fragmen linier DNA atau RNA dapat dipisahkan dengan pemisahan elektroforesis.
Secara umum, semua metode di atas digunakan untuk mensintesis 5-Cyanoindole, dan memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Dalam aplikasi praktis, perlu untuk memilih metode yang paling sesuai dengan produk yang sebenarnya dibutuhkan.