Isoquinoliner en organisk forbindelse indeholdende to spiroringstrukturer, hvoraf den ene er en benzenring og den anden er en hydrogen nitrogenforbindelse. Isoquinolin har unikke kemiske egenskaber og en bred vifte af anvendelser. Det spiller en vigtig rolle i lægemiddelsyntese, naturlige produktsyntese og organisk syntese. Forbindelser spiller også en vigtig rolle inden for organisk syntese. På grund af den unikke struktur af isoquinoliner, er de almindeligt anvendt i organisk kemi som jern (ferrous er organiske forbindelser, der letter CC-bindingsdannelse). Isoquinolinforbindelser kan syntetiseres ved forskellige effektive metoder, såsom anvendelse af aromatiske nukleofile reaktioner og reduktionsreaktioner under kinetiske og termodynamiske betingelser.
Isoquinolin er en vigtig organisk forbindelse med bred anvendelses- og forskningsværdi. Gattermann-Skita-syntesemetoden er en af de effektive metoder til fremstilling af Isoquinolin. Denne artikel vil introducere dens trin og mekanisme i detaljer.
1. Gattermann-Skita syntese
Syntese princip:
I Gattermann-Skita-syntesen kondenseres aromatiske aldehyder med ammoniak eller aminer under katalyse af kobber- eller kobbersalte til dannelse af Schiff-baser. Efterfølgende tilsættes denne Schiff-base til substratet under katalyse af Lewis-syre for at generere N-heterocyklisk interpolær krop. I nærvær af vand får det interpolære legeme vandforskydning og producerer den ønskede isokinolin.
Specifikke trin:
Syntese af cycloheptenon:
Cycloheptenon kan syntetiseres ved en række forskellige metoder, den mest almindeligt anvendte metode er Kettlewell og Robinson syntesemetoden. De specifikke trin er som følger:
Trin 1: Bland 3-phenylacetone og natriumisopropyloxid (IBX) og reager under milde forhold for at opnå 3-phenyl-5-isopropyl-cyclohepten-2-on.
Trin 2: Benzen i reaktionsopløsningen fjernes for at opnå målproduktet cycloheptyl
Gattermann-Skita-syntesen er en anden traditionel metode til fremstilling af isoquinolin. Denne metode kræver aromatiske aldehyder og ammoniakkilder (såsom ammoniak eller aminer) som udgangsmaterialer, og den har god selektivitet og effektivitet.
2. Pd-katalyseret CH-funktionalisering:
Pd-katalyseret CH-funktionalisering refererer til den direkte funktionaliseringsreaktion på organiske molekylers kulstof-hydrogenbinding. I denne reaktion indføres Pd-katalysator i reaktionen som en katalysator, og CH-bindingen i molekylet aktiveres gennem en oxidativ additionsmekanisme, der realiserer kombinationen af den aktiverede CH-binding og den funktionelle gruppe, hvorved den funktionelle gruppe på carbonatomet. Opret forbindelse. Denne teknologi kræver ikke brug af aktivatorer, kan udføres direkte i luften, og har høj selektivitet, som er en grøn og miljøvenlig reaktionsteknologi. Pd-katalyseret CH-funktionaliseringsteknologi har brede anvendelsesmuligheder og har gjort vigtige fremskridt inden for lægemidler, pesticider, materialevidenskab og organisk syntese.
Syntesemetoden til Pd-katalyseret CH-funktionalisering kan opdeles i følgende trin:
Det første trin: valget af Pd-katalysator:
Ved Pd-katalyseret CH-funktionalisering er det meget vigtigt at vælge en passende Pd-katalysator. Almindelige Pd-katalysatorer omfatter PPh3PdCl2, Pd(OAc)2, Pd2(dba)3 osv. PPh3PdCl2 bruges almindeligvis i funktionaliseringsreaktioner, mens Pd(OAc)2 bruges i oxidationsreaktioner og komplekse frie radikaler.
Det andet trin: valg af reaktanter:
I Pd-katalyseret CH-funktionalisering er det også meget vigtigt at vælge den passende reaktant. Isoquinolin er et molekyle, der indeholder en aromatisk ring og et aromatisk nitrogen-heteroatom. Der er NH- og CH-bindinger i dens molekylære struktur, som kan aktiveres for at realisere funktionaliseringen af CH-bindinger.
Det tredje trin: kontrol af reaktionsbetingelser:
Reaktionsbetingelserne for Pd-katalyseret CH-funktionalisering kan styres ved valget af katalysator, reaktionstemperatur og reaktionstid. Blandt dem er reaktionstemperaturen en vigtig faktor, der påvirker reaktionshastigheden. Normalt, under syntesen af isokinolin, kontrolleres reaktionstemperaturen mellem 100-180 grader. Reaktionstiden er normalt flere timer.
Trin 4: Tilføj hjælpeagent:
I Pd-katalyseret CH-funktionalisering er hjælpemiddel også en vigtig faktor. Hjælpemidlet kan fremme udvekslingen mellem den aktiverede CH-binding og den funktionelle gruppe i reaktionen og realisere forbindelsen af den funktionelle gruppe. Almindelige hjælpemidler indbefatter palladiumkilder, baser, ligander osv. For eksempel kan Hünig's Base, K3PO4 osv. anvendes som basishjælpemiddel til at deltage i reaktionen.
Trin 5: Reaktionsmekanismen:
I Pd-katalyseret CH-funktionalisering inkluderer reaktionsmekanismen aktivering af CH-binding, funktionel gruppebinding og katalytisk cyklus osv. Pd-katalysator opløses i reaktionssystemet og introducerer en oxidativ additionsmekanisme til at aktivere CH-bindingen. Selektiviteten under reaktionen afhænger hovedsageligt af den katalytiske cyklus dannet af kombinationen af Pd-katalysator, hjælpemiddel og reaktanter. Hvis egnede reaktionsbetingelser og katalysatorer vælges, kan syntesen af isoquinolin med høj effektivitet, høj selektivitet og højt udbytte opnås.
Pd-katalyseret CH-funktionalisering er en nyere metode til syntese af isoquinolin, som bruger en ny Pd-katalysator til effektivt at udføre CH-funktionaliseringsreaktioner. Det har fordelene ved enkel betjening, milde reaktionsbetingelser og høj effektivitet. Syntesen af isoquinolin med højt udbytte, høj selektivitet og høj effektivitet kan opnås ved at vælge passende Pd-katalysatorer, reaktanter og reaktionsbetingelser. Denne metode kan bruges til at forbedre den kemiske aktivitet af nogle funktionaliserede steder i isoquinolin og har brede anvendelsesmuligheder.
Den konkrete reaktionsmekanisme er som følger:
Under påvirkning af en katalysator kan den Pd-katalyserede CH-funktionaliseringsmetode bruges til at aktivere den aromatiske CH-binding og danne en Pd-C-binding. Gennem specifikke reaktionsbetingelser kan Pd-C-bindingen yderligere reagere med nuklider som nitrogen og oxygen og til sidst danne en ny kemisk struktur.
Kort sagt er fremstillingsmetoderne for isoquinolin meget rige, herunder Pictet-Spengler-syntese, Bischler-Napieralski-syntese, Gattermann-Skita-syntese, Pd-katalyseret CH-funktionalisering og andre kemiske metoder. Disse metoder har deres egne karakteristika, og den tilsvarende metode kan vælges efter faktiske behov. Samtidig med den kontinuerlige udvikling af kemisk teknologi, menes det, at mere effektive og mere miljøvenlige fremstillingsmetoder af Isoquinolin vil dukke op i fremtiden.