5-シアノインドールは、医学分野における生理活性分子の研究で広く使用されている重要な有機化合物です。 以下に、5-シアノインドールのいくつかの合成方法を紹介します。
のリンク 5-シアノインドール:
https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/5-シアノインドール-cas-15861-24-2.html
1. バーグマン反応法:
この方法の反応は、アルキンを原料として用い、脱水素反応により芳香環化合物を生成するものである。 5-シアノインドールはこの方法で合成できます。 反応に使用される原料はテレフタル酸ジエチルと2-フェニルアセチレンです。 上記 2 つの化合物に紫外線を照射すると中間体が形成され、最終的に環化反応により 5- シアノインドールが生成されます。 この方法は反応条件が比較的穏やかで合成効率が高いという利点がありますが、原料が高価でコストが高くなります。
バーグマン反応の手順:
ステップ 1: 5- シアインドールとトリフルオロ酢酸銀の調製:
実験室条件下では、{{0}}シアインドールとトリフルオロ酢酸銀が通常 0.1 mmol 程度で混合されます。 ロータリーエバポレーターにジメチルスルホキシド (DMSO) 溶液をゆっくりと加え、かき混ぜて混合し、すべての基質が溶解するまで 60 度に温め続けます。 基質の２倍のトリフルオロ酢酸銀を添加した。
ステップ 2: 還流反応:
反応混合物を１時間加熱し、温度を６０度で安定に保つために還流した。
ステップ 3: 加水分解:
反応後、混合溶液を室温まで冷却し、適量の水をゆっくり加えて混合し、生成物を対応する溶液（アセトンなど）で抽出した。 このプロセスでは、5- シアインドール骨格に特徴的な二重結合の極性により、生成物の抽出がより困難になります。
ステップ 4: 集中する:
抽出物を減圧濃縮し、フィルターと純水で繰り返し洗浄し、蒸発乾固する。
バーグマン反応は重要な分子内環化反応であり、その反応機構には以下の 2 つの可能性があります。
メカニズム１：顕著な水素・酸素酸化反応：
バーグマン反応のメカニズムには水素/酸素の酸化反応が含まれており、この分子内モードで炭素-炭素反応を起こすことは困難です。 その中でも、5- シアインドールの炭素 - 水素の減算状態により、環化反応がより一般的かつ容易になります。 この反応では、核磁気共鳴 (NMR) 情報により、5- シアインドール中の N-シアノ窒素が N-準価窒素原子 (oN≡C) に酸化変換されたことが確認されました。 生成された窒素酸化物 (oN≡C) は、他の均一試薬および不均一試薬によって対応するカルボン酸とアミンに還元できます。 このプロセスでは、不均一系化学触媒 (酸/塩基) も重要な役割を果たします。
メカニズム２：顕著な水素・窒素酸化反応：
ベルグマン反応は、水素/窒素酸化反応でも説明できます。 この反応では、5-シアインドールの炭素水素の還元状態もよく反応します。 N-シアノ窒素は、隣接する炭素-水素結合を酸化する可能性があります。 これらの酸化中間体は、他の反応 (水素酸化、ニトロ化など) によって生成されます。 Cp2Fe 上での Mo(CO)6 と生成した窒素酸化物中間体の反応によっても、より強力な還元剤が提供される可能性があります。 対応する電子移動反応が重要な役割を果たす可能性があります。
2. 鈴木カップリング反応法：
鈴木カップリング反応法は芳香環化合物の骨格を構築するために広く用いられている重要な反応です。 5-シアノインドールもこの反応によって合成できます。 この方法は原料が比較的安価で、反応条件の制御が容易であるという利点がありますが、有機溶媒が必要です。
(1) まず、5-ブロモインドール、5-シアノ-1、3-ジメチルピリミジン-2、4-ジオン、酢酸パラジウム (Pd(OAc)2)、ホスフィン配位子 (ホスフィンまたは亜リン酸塩など)、アルカリ (安息香酸ナトリウムまたは炭酸ナトリウムなど)、有機溶媒 (塩化ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、またはジクロロメタンなど)、および水。
(2) 5-ブロモインドール、5-シアノ-1、3-ジメチルピリミジン-2、4-ジオンおよびホスフィン配位子を次のような有機溶媒に溶解します。ジメチルスルホキシドクロリド、アセトニトリルまたはジクロロメタン、および極低温条件下でアルカリを添加する。 たとえば、5-ブロモインドール (0.5mmol)、{{10}}シアノ-1、3-ジメチルピリミジン-2、{ {14}}ジオン（0.6mmol）、ホスフィン配位子（TRIPHOS、{{20}}.9molパーセントなど）および炭酸ナトリウム（2.0当量）をCH3CNに溶解し、完全に溶解するまで撹拌、次に炭酸ナトリウム（２．０当量）を｛｝２４｝｝度で添加した。
（３）反応系に酢酸パラジウム（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）を加え、撹拌混合する。 たとえば、酢酸パラジウム (1.0 モルパーセント) を上記の混合物に加え、反応物を -78 度で撹拌します。
(4) 反応混合物を温度コントローラーで室温または 70 度に加熱し、1-2 時間反応させます。 反応終了後、反応混合物を濾過し、水と有機溶媒で分液抽出する。
(5) カラムクロマトグラフィーまたはその他の分離技術により、無機塩およびその他の不純物から目的生成物5-シアノインドールを抽出および精製します。 例えば、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて、カラムクロマトグラフィー中の不純物から目的生成物を抽出し、ＮＭＲなどの手段により特性評価を行う。
結論として、スズキカップリング反応による5-シアノインドールの合成手順は非常に簡単ですが、反応条件と材料の選択に注意を払う必要があります。
3. フリーデルクラフツ反応法:
フリーデル・クラフツ反応（藤原・森谷反応）は、イミンと硫化アリールの交換反応により芳香族化合物を合成する有機合成法です。 イミダゾール環またはピロール環とアルデヒド環またはケトン環を結合させて、複素環を含む芳香族アミンを生成する環化反応です。 5-シアノインドールは窒素複素環をもつアミド化合物で、フリーデルクラフツ反応によって合成できます。 この方法の利点は、原料の化学的性質が比較的安定しており、得られる製品の構造も比較的安定していることです。 ただし、操作時の反応条件の選択には注意が必要です。
フリーデルクラフツ反応法の詳細な手順は次のとおりです。
(1.) 反応物の準備: 5-シアノインドールとホルムアルデヒドを含む有機溶媒を清潔で乾燥した三口フラスコに加えます。 ここで、有機溶媒は、ニトリル、エーテル、エステルなどの無水有機溶媒であり得るが、溶媒の極性および反応物の相溶性を選択するように注意しなければならない。
(2.) 加熱反応: 三口瓶を熱したオイルバスに入れ、反応混合物を最初は低温で加熱し、その後徐々に反応温度まで加熱します。 反応時間は通常 15-60 分です。 この反応の最適反応温度は一般に 100-140 度の間であり、さまざまな反応物に合わせて調整できます。
(3.) 反応生成物の分離: 反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、大量の水と有機塗料を加え、酸または塩酸水溶液で pH を中性に調整します。 有機相と水相を分離し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、次いで濃縮乾固した。 生成物はカラムクロマトグラフィー等により分離精製することができる。
要約すると、フリーデルクラフツ反応は複素環式化合物から芳香族アミンを合成するのに適した重要な合成方法です。 5-シアノインドールなどの窒素複素環アミドを含む化合物の場合、この反応は高い応用性を持ち、環化合成を実現でき、この分野の研究に一定の応用価値があります。
4. 線形化反応方法:
直鎖化反応法は、核酸分子を直鎖状の DNA または RNA に変換する方法であり、5- シアノインドールが一般的に使用される反応試薬です。 反応の原料はベンジルアルコールとシアノ水酸化ナトリウムであり、さらに環化反応により5-シアノインドールが合成されます。 この方法は原料の入手が容易でコストが安いという利点があり、さまざまな核酸分析・研究分野に適しています。 ただし、使用過程における環化条件に環状生成物が生成するかどうかには十分な注意が必要です。
5-シアノインドールの線形化反応方法とその詳細な手順。
(1) ターゲット DNA または RNA を 5- シアノインドールを含むバッファーに加えます。通常は pH 8.5 の Tris バッファーを使用します。 5-シアノインドールは強力な光化学架橋試薬であり、核酸塩基と結合する NC と複合体を形成し、核酸鎖間に架橋を生じさせることができます。
(2) 反応混合物を 365 nm の紫外光に曝露すると、紫外光の作用により 5- シアノインドールが DNA または RNA の塩基と共有結合を形成し、それによって線状化が達成されます。
(3) ゲルローディングバッファーを加え、反応生成物をチャージし、電気泳動分離のためにアガロースゲルに流し込みます。 線状化された DNA または RNA はゲル内で単一のバンドを生成するため、電気泳動分離によって DNA または RNA の線状断片を分離することが可能です。
一般に、上記の方法はすべて5-シアノインドールの合成に使用されますが、それぞれに長所と短所があります。 実際の応用では、実際に必要な製品に応じて最適な方法を選択する必要があります。