isoquinolinaé um composto orgânico contendo duas estruturas de anel espiro, uma das quais é um anel de benzeno e a outra é um composto de hidrogênio e nitrogênio. A isoquinolina possui propriedades químicas únicas e uma ampla gama de aplicações. Desempenha um papel importante na síntese de drogas, síntese de produtos naturais e síntese orgânica. Os compostos também desempenham um papel importante no campo da síntese orgânica. Devido à estrutura única das isoquinolinas, elas são comumente usadas em química orgânica como ferrosas (ferrosas são compostos orgânicos que facilitam a formação de ligações CC). Os compostos de isoquinolina podem ser sintetizados por vários métodos eficazes, como o uso de reações nucleofílicas aromáticas e reações de redução sob condições cinéticas e termodinâmicas.
A isoquinolina é um importante composto orgânico com ampla aplicação e valor de pesquisa. O método de síntese Gattermann-Skita é um dos métodos eficazes para a preparação de isoquinolina. Este artigo apresentará suas etapas e mecanismo em detalhes.
1. Síntese de Gattermann-Skita
Princípio de síntese:
Na síntese de Gattermann-Skita, os aldeídos aromáticos são condensados com amônia ou aminas sob a catálise de cobre ou sais de cobre para formar bases de Schiff. Posteriormente, essa base de Schiff é adicionada ao substrato sob a catálise do ácido de Lewis para gerar o corpo interpolar N-heterocíclico. Na presença de água, o corpo interpolar sofre cisalhamento de água e produz a isoquinolina desejada.
Etapas específicas:
Síntese de Cicloheptenona:
A cicloheptenona pode ser sintetizada por uma variedade de métodos, sendo o método mais comumente usado o método de síntese de Kettlewell e Robinson. As etapas específicas são as seguintes:
Etapa 1: misture 3-fenilacetona e óxido isopropílico de sódio (IBX) e reaja sob condições suaves para obter 3-fenil-5-isopropil-ciclohepten-2-ona.
Etapa 2: o benzeno na solução de reação é removido para obter o cicloheptil do produto alvo
A síntese Gattermann-Skita é outro método tradicional para a preparação de isoquinolina. Este método requer aldeídos aromáticos e fontes de amônia (como amônia ou aminas) como materiais de partida, e tem boa seletividade e eficácia.
2. Funcionalização de CH catalisada por Pd:
A funcionalização de CH catalisada por Pd refere-se à reação de funcionalização direta na ligação carbono-hidrogênio de moléculas orgânicas. Nesta reação, o catalisador Pd é introduzido na reação como um catalisador, e a ligação CH na molécula é ativada por meio de um mecanismo de adição oxidativa, realizando a combinação da ligação CH ativada e o grupo funcional, realizando assim o grupo funcional em o átomo de carbono. conectar. Essa tecnologia não requer o uso de ativadores, pode ser realizada diretamente no ar e possui alta seletividade, sendo uma tecnologia de reação ecológica e ecológica. A tecnologia de funcionalização de CH catalisada por Pd tem amplas perspectivas de aplicação e fez progressos importantes nas áreas de produtos farmacêuticos, pesticidas, ciência de materiais e síntese orgânica.
O método de síntese da funcionalização de CH catalisada por Pd pode ser dividido nas seguintes etapas:
O primeiro passo: a escolha do catalisador Pd:
Na funcionalização de CH catalisada por Pd, é muito importante escolher um catalisador de Pd adequado. Catalisadores de Pd comuns incluem PPh3PdCl2, Pd(OAc)2, Pd2(dba)3, etc. PPh3PdCl2 é comumente usado em reações de funcionalização, enquanto Pd(OAc)2 é usado em reações de oxidação e reações complexas de radicais livres.
O segundo passo: a escolha dos reagentes:
Na funcionalização de CH catalisada por Pd, também é muito importante escolher o reagente apropriado. A isoquinolina é uma molécula que contém um anel aromático e um heteroátomo de nitrogênio aromático. Existem ligações NH e CH em sua estrutura molecular, que podem ser ativadas para realizar a funcionalização das ligações CH.
A terceira etapa: controle das condições de reação:
As condições de reação da funcionalização do CH catalisado por Pd podem ser controladas pela escolha do catalisador, temperatura de reação e tempo de reação. Entre eles, a temperatura de reação é um fator importante que afeta a velocidade da reação. Normalmente, durante a síntese de Isoquinolina, a temperatura da reação é controlada entre 100-180 graus . O tempo de reação é geralmente de várias horas.
Etapa 4: adicionar agente auxiliar:
Na funcionalização do CH catalisado por Pd, o agente auxiliar também é um fator importante. O agente auxiliar pode promover a troca entre a ligação CH ativada e o grupo funcional na reação e realizar a conexão do grupo funcional. Agentes auxiliares comuns incluem fontes de paládio, bases, ligantes, etc. Por exemplo, Base de Hünig, K3PO4, etc. podem ser usados como agentes auxiliares de base para participar da reação.
Passo 5: O mecanismo da reação:
Na funcionalização CH catalisada por Pd, o mecanismo de reação inclui a ativação da ligação CH, ligação do grupo funcional e ciclo catalítico, etc. O catalisador Pd é dissolvido no sistema de reação e introduz um mecanismo de adição oxidativa para ativar a ligação CH. A seletividade durante a reação depende principalmente do ciclo catalítico formado pela combinação do catalisador Pd, agente auxiliar e reagentes. Se condições de reação e catalisadores adequados forem selecionados, a síntese de isoquinolina com alta eficiência, alta seletividade e alto rendimento pode ser alcançada.
A funcionalização de CH catalisada por Pd é um método mais recente para a síntese de isoquinolina, que usa um novo catalisador de Pd para realizar com eficiência as reações de funcionalização de CH. Tem as vantagens de operação simples, condições de reação suaves e alta eficiência. A síntese de isoquinolina com alto rendimento, alta seletividade e alta eficiência pode ser alcançada selecionando catalisadores de Pd apropriados, reagentes e condições de reação. Este método pode ser usado para melhorar a atividade química de alguns sítios funcionalizados em isoquinolina e tem amplas perspectivas de aplicação.
O mecanismo de reação concreto é o seguinte:
Sob a ação de um catalisador, o método de funcionalização de CH catalisado por Pd pode ser usado para ativar a ligação CH aromática e formar uma ligação Pd-C. Através de condições de reação específicas, a ligação Pd-C pode reagir ainda mais com nuclídeos como nitrogênio e oxigênio e, finalmente, formar uma nova estrutura química.
Em suma, os métodos de preparação de isoquinolina são muito ricos, incluindo síntese de Pictet-Spengler, síntese de Bischler-Napieralski, síntese de Gattermann-Skita, funcionalização de CH catalisada por Pd e outros métodos químicos. Esses métodos têm características próprias e o método correspondente pode ser selecionado de acordo com as necessidades reais. Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia química, acredita-se que métodos de preparação de isoquinolina mais eficientes e ecologicamente corretos aparecerão no futuro.