5-Sýanóindóler mikilvægt lífrænt efnasamband sem er mikið notað í rannsóknum á lífvirkum sameindum á sviði læknisfræði. Hér að neðan munum við kynna nokkrar tilbúnar aðferðir við 5-Cyanoindole.
Tengillinn á 5-Sýanóindól:
1. Bergman viðbragðsaðferð:
Viðbrögð aðferðarinnar eru að nota alkýn sem hráefni til að mynda arómatísk hringasambönd með afhýdnunarhvarfi. 5-Hægt er að búa til sýanóindól á þennan hátt. Hráefnin sem notuð eru í hvarfinu eru díetýltereftalat og 2-fenýlasetýlen. Eftir að ofangreind tvö efnasambönd eru geisluð með útfjólubláu ljósi myndast milliefni og að lokum myndast 5-sýanóindól með hringrásarhvarfi. Kosturinn við þessa aðferð er að hvarfskilyrðin eru tiltölulega væg og nýmyndunin er mikil, en hráefnin eru dýr og kostnaðurinn hár.
Skref Bergman viðbragðsins:
Skref 1: Undirbúningur 5-sýanindóls og silfurtríflúorasetats:
Við aðstæður á rannsóknarstofu er {{0}}sýanindól og silfurtríflúorasetati blandað, venjulega í stærðargráðunni 0,1 mmól. Bætið dímetýlsúlfoxíð (DMSO) lausn hægt út í hringuppgufunartæki og hrærið til að blanda, haldið áfram að hita upp í 60 gráður þar til allt hvarfefni er uppleyst. Tvisvar sinnum meira silfurtríflúorasetati var bætt við en hvarfefnið.
Skref 2: Bakflæðisviðbrögð:
Hvarfblandan var hituð í 1 klst. og bakflæði til að halda hitastigi stöðugu við 60 gráður.
Skref 3: Vatnsrof:
Eftir hvarfið var blandaða lausnin kæld niður í stofuhita og viðeigandi magni af vatni var bætt hægt við til blöndunar og afurðin var dregin út með samsvarandi lausn (eins og asetoni). Í þessu ferli, vegna pólunar tvítengisins í 5-sýanindól beinagrindinni, verður útdráttur vörunnar erfiðari.
Skref 4: Einbeittu þér:
Útdregna afurðin er þykkt undir lækkuðum þrýstingi, afurðin þvegin ítrekað með síu og hreinu vatni, gufuð upp og hún þurrkuð.
Bergman-hvarfið er mikilvæg hringrásarviðbrögð innan sameinda og hvarfbúnaður þess hefur eftirfarandi tvo möguleika:
Vélbúnaður 1: Áberandi vetnis/súrefnisoxunarviðbrögð:
Verkunarháttur Bergman hvarfsins felur í sér vetnis/súrefnisoxunarhvarf og það er erfitt að setja upp kolefnis-kolefnis viðbrögð í þessum innra sameindaham. Meðal þeirra, frádráttarástand kolefnis-vetnis í 5-sýanindól gerir það almennara og auðveldara að bregðast við fyrir hringmyndunarviðbrögð. Í þessu hvarfi staðfestu upplýsingar um kjarnasegulómun (NMR) oxunarbreytingu N-sýanónítrógens í 5-sýanindóli í N-undirgilda köfnunarefnisatómið (oN≡C). Hægt er að minnka köfnunarefnisoxíðin (oN≡C) sem myndast í samsvarandi karboxýlsýrur og amín með öðrum einsleitum og ólíkum hvarfefnum. Í þessu ferli gegnir ólíkur efnahvati (sýra/basi) einnig mikilvægu hlutverki.
Vélbúnaður 2: Áberandi vetnis/köfnunarefnisoxunarviðbrögð:
Bergman hvarfið má einnig skýra með vetni/köfnunarefnisoxunarhvarfi. Í þessu hvarfi bregst minnkað ástand kolefnis-vetnis í 5-sýanindól einnig vel. N-sýanó köfnunarefni getur oxað aðliggjandi kolefnis-vetnistengi. Þessi oxuðu milliefni eru þróuð með öðrum viðbrögðum (svo sem vetnisoxun, nítrering osfrv.). Hvarf Mo(CO)6 við Cp2Fe og framleidd köfnunarefnisoxíð milliefni geta einnig veitt sterkari afoxunarefni. Samsvarandi rafeindaflutningsviðbrögð geta gegnt mikilvægu hlutverki.
2. Suzuki tengiviðbragðsaðferð:
Suzuki tengiviðbragðsaðferðin er mikið notað mikilvægt hvarf sem hægt er að nota til að smíða beinagrind arómatískra hringaefnasambanda. 5-Einnig er hægt að búa til sýanóindól með þessum viðbrögðum. Kosturinn við þessa aðferð er að hráefnin eru tiltölulega ódýr og auðvelt er að stjórna hvarfaðstæðum en nauðsynlegt er að nota lífrænan leysi.
(1) Fyrst þarf að útbúa efni, þar á meðal 5-brómindól, 5-sýanó-1,3-dímetýlpýrimídín-2,4-díón, Palladium asetat (Pd(OAc)2), fosfínbindlar (eins og fosfín eða fosfít), basa (eins og natríumbensóat eða natríumkarbónat), lífræn leysiefni (eins og dímetýlsúlfoxíðklóríð, asetónítríl eða díklórmetan) og vatn.
(2) Leysið upp 5-brómindól, 5-sýanó-1,3-dímetýlpýrimídín-2,4-díón og fosfín bindla í lífrænum leysi eins og dímetýlsúlfoxíðklóríð, asetónítríl eða díklórmetan, og Bætið basa við við frostskilyrði. Leysið til dæmis upp 5-brómindól (0,5 mmól), {{10}}sýanó-1,3-dímetýlpýrimídín-2,{ {14}}díón (0.6mmól), fosfínbindlar (eins og TRIPHOS, {{20}},9mól prósent) og natríumkarbónat (2.0eq) í CH3CN, hrært þar til það er alveg uppleyst , síðan bætt við natríumkarbónati (2,0 jöfnuði) við -78 gráðu.
(3) Bætið palladíumasetati (Pd(OAc)2) í hvarfkerfið og hrærið til að blandast saman. Til dæmis, bætið palladíum asetati (1.0 mól prósent) við ofangreinda blöndu og hrærið í hvarfinu við -78 gráðu.
(4) Hvarfblandan verður hituð að stofuhita eða 70 gráður undir hitastýringu og hvarf í 1-2 klukkustundir. Eftir að hvarfinu er lokið er hvarfblandan síuð og hvarfblandan er aðskilin og dregin út með vatni og lífrænum leysi.
(5) Dragðu út og hreinsaðu markafurðina 5-sýanóindól úr ólífrænum söltum og öðrum óhreinindum með súluskiljun eða annarri aðskilnaðaraðferð. Til dæmis, með því að nota kísilgelsúluskiljun, er markafurðin dregin út úr óhreinindum í súluskiljuninni og einkennd með aðferðum eins og NMR.
Að lokum má segja að skrefin fyrir myndun 5-sýanóindóls með Suzuki tengihvarfi eru mjög einföld, en huga ætti að vali hvarfskilyrða og efna.
3. Friedel-Crafts hvarfaðferð:
Friedel-Crafts hvarfið (Fujiwara-Moritani hvarfið) er lífræn nýmyndunaraðferð til að búa til arómatísk efni með skiptihvarfi ímína og arýlsúlfíða. Það er hringmyndunarviðbrögð sem tengir imídasól- eða pýrrólhring við aldehýð- eða ketónhring til að mynda arómatískt amín sem inniheldur heteróhring. 5-Sýanóindól er amíðefnasamband með köfnunarefnisheteróhring sem hægt er að búa til með Friedel-Crafts hvarfi. Kosturinn við þessa aðferð er að efnafræðilegir eiginleikar hráefna eru tiltölulega stöðugir og uppbygging vörunnar sem myndast er tiltölulega stöðug. Hins vegar er nauðsynlegt að huga að vali á viðbragðsskilyrðum meðan á notkun stendur.
Nákvæm skref Friedel-Crafts hvarfaðferðarinnar eru sem hér segir:
(1.) Undirbúningur hvarfefna: Bætið 5-sýanóindóli og lífrænum leysi sem inniheldur formaldehýð í hreina og þurra þriggja hálsa flösku. Þar sem lífræni leysirinn getur verið vatnsfrí lífræn leysiefni eins og nítríl, eter, esterar osfrv., en gæta skal þess að velja pólun leysisins og samhæfni hvarfefnanna.
(2.) Upphitunarviðbrögð: Setjið þriggja hálsa flöskuna í heitt olíubað, hitið fyrst hvarfefnablönduna með lágum hita og hitið það síðan smám saman að hvarfhitastigi. Viðbragðstíminn er yfirleitt 15-60 mínútur. Besti hvarfhitastigið fyrir þetta hvarf er yfirleitt á milli 100-140 gráður, sem hægt er að stilla fyrir mismunandi hvarfefni.
(3.) Aðskilnaður hvarfafurða: Eftir að hvarfið er lokið, kælið hvarfblönduna að stofuhita, bætið við miklu magni af vatni og lífrænni málningu, og stillið síðan pH í hlutlaust með sýru eða saltsýru vatnslausn. Lífræni fasinn og vatnsfasinn voru aðskildir og lífræni fasinn var þurrkaður yfir vatnsfríu natríumsúlfati og síðan þéttur þar til hann þornaði. Hægt er að aðskilja vöruna og hreinsa með súluskiljun og þess háttar.
Í stuttu máli er Friedel-Crafts hvarfið mikilvæg tilbúið aðferð, sem hentar til myndun arómatískra amína úr heterósýklískum efnasamböndum. Fyrir efnasambönd með köfnunarefnis heterósýklísk amíð eins og 5-sýanóindól, hefur þetta hvarf mikla nothæfi og getur framkallað hringmyndunarmyndun, sem hefur ákveðið notkunargildi fyrir rannsóknir á þessu sviði.
4. Línugerðarviðbragðsaðferð:
Línugerðar hvarfaðferðin er aðferð til að umbreyta kjarnsýrusameindum í línugerð DNA eða RNA, þar sem 5-sýanóindól er almennt notað hvarfefni. Hráefnin sem notuð eru í hvarfinu eru bensýlalkóhól og natríumsýanóhýdroxíð, og 5-sýanóindól er frekar myndað með hringmyndunarhvarfi. Kosturinn við þessa aðferð er að auðvelt er að fá hráefnin og kostnaðurinn lítill og hentar vel fyrir ýmis kjarnsýrugreiningar- og rannsóknarsvið. Hins vegar er nauðsynlegt að fylgjast vel með hringrásaraðstæðum meðan á notkun stendur til að sjá hvort hægt sé að mynda hringlaga vörur.
Línugerðarviðbragðsaðferð 5-Cyanoindole og ítarleg skref þess.
(1) Bætið mark-DNA eða RNA við biðminni sem inniheldur 5-sýanóindól, venjulega með því að nota Tris jafnalausn með pH 8,5. 5-Sýanóindól er sterkt ljósefnafræðilegt krosstengiefni, sem getur myndað flókið með NC-bindingu við kjarnsýrubasa, sem leiðir til krosstengingar milli kjarnsýruþráða.
(2) Útsettu hvarfblönduna fyrir 365 nm útfjólubláu ljósi, og með virkni útfjólubláu ljóss myndar 5-sýanóindól samgilt tengi við basann í DNA eða RNA, þannig að línumyndun næst.
(3) Bætið við hlauphleðslujafnalausn, hlaðið hvarfafurðina og keyrið hana inn í agarósa hlaupið fyrir rafdrætti aðskilnað. Vegna þess að línubundið DNA eða RNA framleiðir eitt band í hlaupinu er hægt að aðskilja línuleg brot af DNA eða RNA með rafhleðslu.
Almennt séð eru ofangreindar aðferðir allar notaðar til að mynda 5-sýanóindól og þær hafa sína kosti og galla. Í hagnýtri notkun er nauðsynlegt að velja heppilegustu aðferðina í samræmi við raunverulega nauðsynlega vöru.