Леймгрубер-Батчо индол синтезі: әдістері мен қолданылуы
Leimgruber–Batcho indole synthesis
Леймгрубер-Батчо синтезі: о-нитротолуолдардан индолдарды алу әдісі. Редуктивті циклизация, катализаторлар (никель, палладий) қолданылады. Химия, реакциялар.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Леймгрюбер-Батчо индол синтезі – о-нитротолуендерден индолдарды шығаратын органикалық реакциялар тізбегі. Бірінші қадам – N,N-диметилформамид диметил ацеталы мен пирролидинді қолданып энамин-2 құрау. Көзге көрінетін индол-3 екінші қадамда редуктивті циклдеу арқылы түзіледі. Жоғарыда көрсетілген схемада редуктивті циклдеу Рэйни никелі және гидразинмен жүзеге асырылады. Көміртегіндегі палладий және сутек, қалайы(II) хлориді, натрий гидросульфиті немесе сірке қышқылындағы темір де тиімді тотығуға қарсы агенттер болып табылады.
The Leimgruber–Batcho indole synthesis is a series of organic reactions that produce indoles from o nitrotoluenes 1. The first step is the formation of an enamine 2 using N,N dimethylformamide dimethyl acetal and pyrrolidine. The desired indole 3 is then formed in a second step by reductive cyclisation. In the above scheme, the reductive cyclisation is effected by Raney nickel and hydrazine. Palladium on carbon and hydrogen, stannous chloride, sodium hydrosulfite, or iron in acetic acid are also effective reducing agents.
Реакция механизмі
Алғашқы энамин түзілу кезінде диметиламин (газ) диметилформамид диметилацеталынан пиролидинмен ығыстырылып, одан реактивті зат алынады. Нитротолуендегі метил тобының шамалы қышқыл сутектері негіздік жағдайларда депротондалуы мүмкін, нәтижесінде пайда болған карбанион метанолдың жоғалуымен көрсетілген энаминді түзу үшін шабуыл жасайды. Тізбекті пиролидинсіз, N,N-диметилэнамин арқылы да орындауға болады, бірақ кейбір жағдайларда реакция уақыты айтарлықтай ұзаруы мүмкін. Екінші кезеңде нитро тобы сутек пен Рэйни никель катализаторын қолдану арқылы NH2-ге дейін тотықсыздандырылады, содан кейін циклдендіру және пиролидиннің жойылуы жүзеге асырылады. Сутек көбінесе гидразин гидратының никельдің қатысуымен H2 және N2-ге спонтанды ыдырауы арқылы реакция ортасында (in situ) түзіледі. Бұл реакция – кез келген процедуралар негізгі ғылыми әдебиетте жарияланбастан бұрын өнеркәсіпте кеңінен қолданылған реакцияның жақсы мысалы. Көптеген индолдар фармакологиялық белсенділікке ие, сондықтан фармацевтикалық өнеркәсіп үшін жақсы индол синтезі маңызды. Бұл процесс Фишер индол синтезіне танымал балама болып табылады, себебі көптеген бастапқы орто нитротолуендер коммерциялық түрде қол жетімді немесе оңай синтезделеді. Сонымен қатар, реакциялар жұмсақ жағдайларда жоғары химиялық шығыммен жүзеге асырылады. Аралық энаминдер электрондық жағынан «итеру-тарту» олефиндерімен байланысты, оларда электронды қабылдайтын нитро тобы электрон беретін топқа конъюгацияланған. Кеңейтілген конъюгацияның арқасында бұл қосылыстар әдетте қарқынды қызыл түске ие.
In the initial enamine formation, dimethylamine (a gas) is displaced by pyrrolidine from the dimethylformamide dimethylacetal, producing a more reactive reagent. The mildly acidic hydrogens of the methyl group in the nitrotoluene can be deprotonated under the basic conditions, and the resultant carbanion attacks to produce the enamine shown, with loss of methanol. The sequence can also be performed without pyrrolidine, via the N,N dimethyl enamine, though reaction times may be much longer in some cases. In the second step the nitro group is reduced to NH2 using hydrogen and a Raney nickel catalyst, followed by cyclisation then elimination of the pyrrolidine. The hydrogen is often generated in situ by the spontaneous decomposition of hydrazine hydrate to H2 and N2 in the presence of the nickel. The reaction is a good example of a reaction that was widely used in industry before any procedures were published in the mainstream scientific literature. Many indoles are pharmacologically active, so a good indole synthesis is important for the pharmaceutical industry. The process has become a popular alternative to the Fischer indole synthesis because many starting ortho nitrotoluenes are commercially available or easily made. In addition, the reactions proceed in high chemical yield under mild conditions. The intermediate enamines are electronically related to push–pull olefins, having an electron withdrawing nitro group conjugated to an electron donating group. The extended conjugation means that these compounds are usually an intense red color.
Динитростиренді редукциялық циклдендіру
Динитростирендердің (2) редуктивті циклдеуі, басқа, көбірек қолданылатын әдістер сәтсіз аяқталған жағдайларда тиімді екенін көрсетті. Жоғарыда тізілген стандартты тотығудан тазалау әдістерінің көпшілігі осы реакцияда табысқа жетеді.
The reductive cyclization of dinitrostyrenes (2) has proven itself effective when other more common methods have failed. Most of the standard reduction methods listed above are successful with this reaction.