Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Химиялық реакция
Габриэль-Колман қайта орналасуы – сахарин немесе фталимидо эфирінің алкоксид сияқты күшті негізбен әрекеттесуі нәтижесінде құрамында изохинолиндер бар қосылыстардың түзілуі. Бұл қайта орналасу, сақинаның кеңеюі, алғаш рет 1900 жылы химиктер Зигмунд Габриэль мен Джеймс Колман сипаттаған. Егер азотқа жалғанған топта энолизделуге жарамды сутек болса, бұл реакция жиі кездеседі, себебі азоттың сақинаны жабу үшін карбанионды түзету үшін сутекті бөліп алуы қажет. Төмендегі мысалда көрсетілгендей, X – CO немесе SO2 болады.
Chemical reaction
The Gabriel–Colman rearrangement is the chemical reaction of a saccharin or phthalimido ester with a strong base, such as an alkoxide, to form substituted isoquinolines. First described in 1900 by chemists Siegmund Gabriel and James Colman, this rearrangement, a ring expansion, is seen to be general if there is an enolizable hydrogen on the group attached to the nitrogen, since it is necessary for the nitrogen to abstract a hydrogen to form the carbanion that will close the ring. As shown in the case of the general example below, X is either CO or SO2.
Механизм
Реакция механизмі карбонил тобына метоксид ионы сияқты күшті негіздің шабуылымен басталады. Содан кейін сақина ашылып, имид анионы пайда болады. Одан кейін имид анионының карбанионға жылдам изомерленуі жүреді. Бұл, субеституенттің электронды тартып алу әсерімен жеңілдетіледі, ол іргелес карбанионның имид анионына қарағанда тұрақтануын қамтамасыз етеді. Реакция метоксидтің сақина жабылу арқылы ығыстырылуымен аяқталады, нәтижесінде сақина кеңейеді. Бұл реакцияның жылдамдық шектеуші кезеңі – карбанионның карбометокси тобына шабуылы болып табылады. Метоксидтің ығыстырылуы Дикман конденсациясында байқалатын ығыстыруға ұқсас, себебі ол да сақина жабылудың нәтижесі. Бұдан әрі, сақинадағы екі карбонил тобында да таутомеризация жүруі мүмкін, кето түрінің энол түріне және амид түрінің имид қышқылы түріне өзара айналуымен.
The reaction mechanism starts with an attack on the carbonyl group by a strong base, such as methoxide ion. The ring is then opened, forming an imide anion. This is then followed by a rapid isomerization of the imide anion to the carbanion. This is facilitated by the electron withdrawing effect of the substituent, which allows for greater stabilization of the adjacent carbanion with respect to the imide anion. The reaction is then completed when the methoxide is displaced by the ring closing, which results in a ring expansion. The rate determining step of this reaction is the attack of the carbanion on the carbomethoxy group. The displacement of the methoxide is analogous to the displacement seen in the Dieckman condensation, as it is also a result of a ring closure. Furthermore, tautomerization can occur on both of the carbonyl groups on the ring, with interconversion of the keto form to the enol form and the amide form to the imidic acid form.
Қолданбалар
Габриэль-Колман қайта құруының негізгі қолданылуы, қажетті өнімдердің салыстырмалы түрде жоғары шығымына байланысты, изохинолиндердің түзілуіне байланысты. Сондықтан, өнім немесе аралық зат изохинолин болатын зерттеулерде Габриэль-Колман қайта құруын қолдануға болады. Бұл реакция потенциалды қабынуға қарсы заттарды синтездеу үшін аралық заттарды өндіруде пайдаланылды. Сондай-ақ, фталимид пен сахарин туындыларын үш фермент үшін механизмге негізделген тежегіштер ретінде зерттеуде қолданылды: адам лейкоциттерінің эластазасы, G катепсині және протеиназа 3. Фталимид туындылары белсенді емес деп танылды, ал сахарин туындылары осы ферменттердің орташа тежегіштері болды. 3-Оксо-1,2-бензоизотиазолин-2-сірке қышқылы 1,1-диоксидінің туындыларын зерттеуде Габриэль-Колман қайта құруы изопропил (1,1-диоксид-3-оксо-1,2-бензотиазол-2(3H)-ил)ацетатын изопропил 4-гидрокси-2H-1,2-бензотиазин-3-карбоксилат 1,1-диоксидіне айналдыру үшін қолданылды, жоғарыда көрсетілгендей. Бұл реакция 85% шығымды көрсетті. Тағы бір зерттеуде N-фталимидоглицин этил эфирін 4-гидроксиизохинолинді синтездеу үшін Габриэль-Колман қайта құруы арқылы қолданды, жоғарыда көрсетілгендей. Бұл реакция 91% шығымды көрсетті. Бұл өнімнің түзілуі 4,4'-функционалдық 1,1'-биизохинолиндерді синтездеуді зерттеуде маңызды қадам болды.
The major application of the Gabriel–Colman rearrangement is in the formation of isoquinolines, due to the relatively high yield of the desired products. Therefore, studies in which either the product or an intermediate is an isoquinoline, the Gabriel–Colman rearrangement can be utilized. This reaction has been utilized in the production of intermediates for the synthesis of potential anti inflammatory agents. It has also been used in the study of phthalimide and saccharin derivatives as mechanism based inhibitors for three enzymes; the human leukocyte elastase, cathepsin G and proteinase 3. Phthalimide derivatives were seen to be inactive, while saccharin derivatives were seen to be fair inhibitors of these enzymes. In a study of the derivatives of 3 Oxo 1,2 benzoisothiazoline 2 acetic acid 1,1 dioxide, the Gabriel–Colman rearrangement was employed in the conversion of Isopropyl (1,1 dioxido 3 oxo 1,2 benzothiazol 2(3H) yl)acetate to Isopropyl 4 hydroxy 2H 1,2 benzothiazine 3 carboxylate 1,1 dioxide, as shown above. This reaction has shown a percent yield of 85%. In another study, N phthalimidoglycine ethyl ester was used to synthesize 4 hydroxyisoquinoline through use of a Gabriel–Colman rearrangement, as shown above. This reaction has shown a percent yield of 91%. The formation of this product was an important step in the study of the synthesis of 4,4′ functionalized 1,1′ biisoquinolines.