N-Cbz-NortropinoneAz alábbiakban bemutatjuk az N-Cbz-nortropinon általános szintézismódszerét.
1. Ritter reakciója:
Az alkilezőszeren és savas katalízisen alapuló Ritter-reakciót ciklopropanon és N-benzil-N-Cbz-metil-amin N-Cbz-nortropinonná történő reagáltatására alkalmazták. Általában a reakció művelet egyszerű, és a reakciótermék tisztasága magas.
Az N-Cbz-Nortropinon Ritter-reakciójával N-Cbz-N-metilamid származékká alakítható. A reakció általában magában foglalja az N-Cbz-nortropinon és a metil-ammónium-trifluor-acetát (MeTFA) reakcióját. A reakció konkrét lépései a következők:
1. Oldjunk fel N-Cbz-Nortropinont (0,5 g) és MeTFA-t (1,1 g) 50 ml abszolút etanolban.
2. Adjon hozzá benzolszulfonsavat (0,1–1.0 ekvivalens) vagy kénsavat (0,5–1.0 ekvivalens) katalizátorként.
3. Tartsa a reakcióoldatot visszafolyató hűtő alatt, és a reakcióidő körülbelül 24-48 óra.
4. A reakció után állítsa be a pH-értéket kb. 8-ra nátrium-hidroxid oldattal.
5. Az oldatot ezután háromszor mossuk visszafolyató hűtő alatt forralt abszolút etanollal, és az összes mosófolyadékot összegyűjtjük.
6. Mossa le a mosóoldatot (ionos folyadék) háromszor desztillált vízzel.
7. Ionmentesítse az ionos folyadékot desztillált vízzel, és szárítsa meg nitrogéngázzal.
8. Az ionos folyadékot (oldatot) addig koncentráljuk, amíg szilárd csapadék nem válik ki.
9. Végül a szilárd csapadékot etanollal mossuk, szűrjük és szárítjuk, így N-Cbz-N-metilamidot kapunk.
A reakciótermék tisztítási módja:
A reakcióterméket kristályosítással vagy gélszűréssel tisztíthatjuk. Egykristály formát kaphatunk, ha a kristályosítás során különböző oldószereket és különböző hőmérsékleteket változtatunk. Gélszűrés alkalmazása esetén a termék szilikagéllel vagy gélpermeációs kromatográfiával tisztítható.
Az N-Cbz-Nortropinon Ritter-reakciójával N-Cbz-N-metilamiddá alakítható. A reakcióhoz szükséges kísérleti feltételek közé tartozik a hőmérséklet, a katalizátor, az oldószer, az ionos folyadék és a reakcióidő. A reakciólépések olyan folyamatokat foglalnak magukban, mint a reagensek feloldása, katalizátorok hozzáadása, reflux reakció, a pH beállítása és a reakciótermékek tisztítása. A termék általában kristályosítással vagy gélszűréssel tisztítható. A termék szerkezete NMR-spektrummal és tömegspektrummal azonosítható, az azonosítási eredmények pedig tovább erősíthetők XRD-analízissel és elemanalízissel.
2. Kemoenzim által katalizált reakció:
A kemoenzimatikus reakciók, más néven redukált enzimes reakciók, fémkatalizátorok által előidézett hidrogénezési reakciók. Ebben a reakcióban az N-benzil-N-Cbz-metil-amint és a ciklopropanont a katalizátor N-Cbz-nortropinonná redukálhatja. A Ritter-reakcióhoz képest a kémiai enzimes reakció környezetbarátabb, de drága katalizátorok használatát és szigorúbb reakciókörülményeket igényel.
A kemoenzimatikus reakció szerves vegyületek céltermékekké történő átalakításának módszere enzimatikus katalízissel. A kémiai enzimes reakciómódszer előnye az enyhe reakciókörülmények, a nagy reakcióhatékonyság, a termék nagy tisztasága és környezetbarát. Az N-Cbz-Nortropinon szintézisében az enzimkatalizált reakció előnye a nagy szelektivitás és a kevesebb mellékreakció, így általánosan alkalmazott szintetikus módszer.
Az N-Cbz-Nortropinon szintézise során a leggyakrabban használt enzim a lipáz. A lipáz egy enzim, amely katalizálja a zsírészterek hidrolízisét. Előnye a széles szubsztrátum alkalmazkodóképesség és a magas reakcióhatékonyság, így fontos alkalmazásai vannak az ipari termelésben. Az alábbiakban bemutatjuk az N-Cbz-Nortropinon kémiai enzimes reakciólépéseit.
Az első lépésben az N-Cbz-4-piperidont és a metil-fenil-acetátot kálium-karbonát bázis katalízise alatt kondenzáltuk, így N-Cbz-3-(benzilmetoxi)-2-butanont kaptunk. A reakciókörülmény 150 °C, a reakcióidő 12 óra. A reakció befejeződése után a terméket hagyományos módszerekkel tisztítjuk és szárítjuk.
A második lépésben a kapott N-Cbz-3-(benzil-metoxi)-2-butanont metanolban oldjuk, megfelelő mennyiségű lipázt adunk hozzá, és 40 fokon lassan keverjük. A reakcióidő 24 óra. A reakció befejeződése után a terméket tisztítjuk és hagyományos módszerekkel szárítjuk, így N-Cbz-nortropinont kapunk.
A reakció egylépéses reakció, amelynek előnye az egyszerűség, a nagy hatékonyság és a nagy érzékenység. Közülük a reaktáns N-Cbz-4-piperidon a szerves szintézis gyakori köztiterméke, és széleskörű felhasználási lehetőségei vannak. A reakciókörülmények megfelelő szabályozása nagyobb hozamot és terméktisztaságot eredményezhet.
Összefoglalva, az N-Cbz-Nortropinon kemoenzimatikus reakciója egy megvalósítható szintetikus módszer. A reakciókörülmények ésszerű megválasztásával és a reakciófolyamat optimalizálásával a termék tisztasága és hozama hatékonyan javítható, erős támogatást nyújtva a szerves szintézis közbenső termékek és gyógyszerek szintéziséhez.
3. Fotokémiai reakció:
A fotokémiai reakció olyan kémiai reakció, amelyet egy fotokémiai reaktor segítségével valósítanak meg fény besugárzására egy reagensre. A reakció előnye a nagy hatékonyság, a jó szelektivitás, és nincs szükség inert atmoszférára, és széles körben alkalmazzák az N-Cbz-nortropinon szintézisében. A kísérleti művelet lépései a következők:
3.1. N-Cbz-nitropinon előállítása:
Először 5,03 g 1,4-oxo-amino-benzolt (5,03 g) 500 ml tetraetil-éterben oldunk, jeges víz elegyben lehűtjük, hozzáadunk 3,69 ml tömény ecetsavat és 4,61 g nátrium-szulfátot, majd 44,16 ml tömény salétromsavat adunk hozzá, majd keverés után 90 percnyi reakció után a terméket kivesszük, mossuk és szárítjuk. A rágógumit-N-Cbz-nitropinont (5,24 g) sikeresen szintetizálták.
3.2 Fotokémiai reakciók anaerob körülmények között:
A fotokémiai reakció anaerob körülmények között indul meg. Az elkészített N-Cbz-nitropinont (1 mmol), tiokarbamidot (3 mmol) és jéghideg acetonitrilt (30 ml) egy négynyakú lombikba helyeztük, és argonatmoszférában hozzáadtunk bizonyos mennyiségű nátrium-hidroxid-oldatot. Állítsa be a pH-t. A reakcióelegyet keverés közben 25 °C-ra melegítjük, 2 óra múlva hideg vízzel lehűtjük, és az oldatot a szerves rétegre visszük.
Tegye át egy éjszakára szűrőpapírra, helyezze ideális reakcióhelyzetbe (kb. 10 cm-re a lámpacsőtől) a nagynyomású higanylámpa alá, és helyezzen vízhűtő berendezést a lámpacső mindkét oldalára és a lámpa alsó részére. a reakciótartályt, hogy a reakcióhőmérséklet állandó maradjon. Indítsa el a sugárzási reakciót, és ellenőrizze az oldat színváltozását a reakció során. A reakció akkor fejeződött be, amikor a reakcióelegy átlátszóvá vált.
3.3 Oxidációs reakció és vízeltávolítási kezelés:
Adjunk hozzá nátrium-hidroxid-oldatot (15 ml), króm-trioxidot (0,5 g), szárítjuk és őröljük meg a reakcióterméket, használjunk diszpergálószerként diklór-metánt, és keverjük szobahőmérsékleten 4 órán át. Szűrjük, mossuk, eltávolítjuk a szerves filmet, megsavanyítjuk a szűrletet, bepároljuk, eltávolítjuk a vizet, majd szilikagél oszlopkromatográfiával elválasztjuk, így megkapjuk a célterméket, az N-Cbz-nortropinont (arany por).
Ez a módszer alkalmas N-Cbz-Nortropinon nagy hozamú szintézisére, nagy reprodukálhatósággal és szelektivitással. A módszer előnye a nagy hatékonyság, az egyszerűség és a jó ismételhetőség. Ugyanakkor a fotokémiai reakciófolyamatban a nagynyomású higanylámpa reakciófényforrásként való alkalmazása magas alkalmazási értékkel és promóciós kilátásokkal rendelkezik.
4. Azo reakció:
Az azobifenil-reakció olyan reakció, amelyben egy szabad gyökös intermediert egy másik szabad gyökkel kapcsolunk, és így N-Cbz-Nortropinon aromás terméket kapunk.
Az N-Cbz-Nortropinon fontos szerves vegyület, amelyet gyakran használnak gyógyszerszintézisben és biológiai aktivitáskutatásban. Az azo-reakció egy általános kémiai reakció, amely az imineket és az aromás aminokat azovegyületekké alakítja. Kísérleti lépések:
(1) Készítse elő az N-Cbz-Nortropinont:
Adjunk hozzá ciklopentanont és benzaldehidet együtt tetrahidrofuránhoz, adjunk hozzá nátrium-hidroxidot és fenil-ecetsavat, majd 24 órán át reagáltatjuk. Kloroformot adunk hozzá, többször mossuk, és az oldószert rotációs bepárlóban eltávolítjuk, így N-Cbz-nortropinont kapunk.
(2) Azo reakció:
Adjunk hozzá N-Cbz-Nortropinont diklór-metánban, adjunk hozzá anilinoldatot, és adjunk hozzá piridint katalizátorként. Ammónium-szulfátot engedtünk át a gőzön, hogy a reakcióelegy pH-ját =10 értékre állítsa. Ammónium-szulfátot és ammónium-kloridot adunk hozzá csapadék formájában, szűrjük és többször öblítjük. A kapott azovegyületet dimetil-formamidhoz adjuk, és melegítés közben izomerizáljuk, így az N-Cbz-nortropinon azoszármazékát kapjuk.
(3) Tisztítás és jellemzés:
Extrahálás és kloroformmal és vízzel végzett mosás a kívánt terméket kapjuk. Végül ultraibolya spektrofotométerrel megmértük az N-Cbz-Nortropinon abszorpciós spektrumát, és tömegspektrometriát és mágneses magrezonancia analízist végeztünk rajta, hogy biztosítsuk a reakció sikerességét.
Összefoglalva, az N-Cbz-Nortropinonnak számos szintetikus módszere létezik, de ezek alkalmazási lehetőségei és működési nehézségei eltérőek. Egy adott alkalmazásnál megfelelő kiválasztást kell végezni a reagáló anyag jellemzőinek és a munkakörülmények speciális követelményeinek megfelelően.