4-置換キナゾリン誘導体の簡便な準備

この実験の全体的な目標は、2-アミノベンゾフェノンと尿素およびジメチルスルホキシドとの間の反応から4-フェニルキナゾリンを形成するためのシンプルでクリーンな手順を提供することです。この方法は、化合物のミニスケール調製や関連する精製技術など、化学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、ガスクロマトグラフィー-質量分析法またはGC-質量分析によって実証されるように、反応が非常にクリーンであり、生成物を分取またはクロマトグラフィー、またはTLCによって容易に精製できることです。

反応混合物を調製するには、2〜5ミリリットルのマイクロ波反応チューブに互換性のある磁気攪拌子を追加します。分析天びんを使用して、ポイントゼロ-8-6-6グラムの2-アミノベンゾフェノンとポイントゼロ-9-8-8グラムの尿素を反応チューブに計量します。.次に、5ミリリットルのDMSOを反応チューブに移します。

ゴム製のセプタムインレットを含む互換性のあるアルミニウムキャップで反応チューブを密封します。ボルテクサーでチューブを1〜2分間激しく振って、反応物を溶解します。次に、マイクロ波反応器の電源を入れ、マイクロ波反応管を8つのチューブホルダーのいずれかに入れます。

マイクロ波反応器の表示画面を通じて、チューブの位置、チューブの種類、反応温度、予備攪拌時間、マイクロ波吸収レベル、攪拌速度、反応時間などの反応パラメータを設定します。すべてのパラメータが正しく設定されたら、[実行]ボタンをクリックします。ロボットは、チューブホルダーから反応チューブを自動的にピックアップし、加熱穴の中に入れます。

次に、マイクロ波反応器はパラメータに従って反応を実行します。マイクロ波の照射が終わったら、温度が下がるのを待ってから30°Cまで閉じます。ロボットは反応チューブを拾い上げ、元のホルダーに戻します。

ガスクロマトグラフィー-質量分析を行うには、まずガラス製サンプリングチューブをオートサンプラートレイに置きます。モニター上のGC-MS-threeショートカットをクリックすると、インジェクターGCと質量分析計の機能を制御および調整するデータ収集プログラムが開始されます。ドロップダウンメニューの「Method」をクリックし、Load Methodをハイライト表示して、適切なメソッドをロードします。

この実験では、GCの初期温度を摂氏70度に設定し、温度を毎分20°Cで上昇させ、最終温度を摂氏250度に設定します。ホールドタイムを調整して合計実行時間を15分に設定し、注入量を2マイクロリットルに調整するように切り替え、それぞれ2つの異なる溶剤による4回の事前洗浄を2回、2つの異なる溶剤でそれぞれ2回のアフターウォッシュを4回行います。この条件下では、キャリアガスとして純粋なヘリウムを使用します。

データ取得シーケンスを編集するには、ドロップダウンメニューの上部にある「Sequence」をクリックして、「Edit Sequence」をハイライト表示します。新しいウィンドウがポップアップします。サンプルの種類、サンプルバイアルの位置、サンプル名、データファイル名、コメントなど、サンプルに関する情報を入力します。

すべてのサンプル情報を入力したら、「OK」ボタンをクリックします。次に、ドロップダウンメニューの上部にある[シーケンス]をクリックして[名前を付けてシーケンスを保存]を強調表示し、適切なフォルダにシーケンス名を入力します。GC-MSデータを取得するには、ドロップダウンメニューの上部にある「Sequence」をクリックして「Run Sequence」をハイライト表示し、取得したデータを保存する適切なデータファイルディレクトリを選択し、「Run Sequence」ボタンをクリックしてデータ取得プロセスを開始します。

GC-MSの結果を分析するには、モニター上のGS-MS-threeデータ解析ショートカットをダブルクリックすると、GC-MSマシンから取得したデータを意図的に処理するソフトウェアが表示されます。データ取得プロセス中に分析されたサンプルのこの即時結果を表示するには、ドロップダウンメニューから[ファイル]をクリックし、[スナップショットを撮る]を強調表示して、サンプルの同期されたGCスペクトルを取得します。集録プロセスが完了したら、ドロップダウンメニューから[File]をクリックして[Load Data File]を強調表示して、データを処理します。

次に、正しいデータファイルを選択して、サンプルのGCスペクトル全体を表示します。GCスペクトルのウィンドウ内でマウスが指し示されている位置に垂直線が表示されます。垂直線が最高点に当たるピークの中心にマウスを移動し、マウスの右ボタンをダブルクリックすると、GCスペクトルの下の新しいウィンドウでサンプルの質量スペクトルが表示されます。

左ボタンを押したままズームする領域を選択すると、詳細なスペクトルを視覚化するためにマススペクトルをズームできます。GCスペクトル上での保持時間を比較することにより、異なるサンプル中の同じ化合物を同定します。同じデータ取得条件下では、GCスペクトル上に同じ化合物が同じ保持時間で現れるはずです。

マススペクトルウィンドウ内でマウスの右ボタンをダブルクリックし、2つの新しいウィンドウを取得して化合物を特定します。サンプルの純度を分析するには、ドロップダウンメニューの[Chromatogram]をクリックし、[Integrate]または[Auto-Integrate]をハイライトして、[Percent Report]を選択します。精製する前に、反応混合物を抽出します。

製造用のペンチでマイクロ波反応チューブを開き、反応混合物を125ミリリットルの分離漏斗に移します。この漏斗に20ミリリットルの酢酸エチルを加え、続いて10ミリリットルの水を加えます。分離漏斗を激しく振って、底の水層を排出します。

次に、分離漏斗にさらに10ミリリットルの水を追加し、このプロセスを繰り返します。残りの酢酸エチル溶液をロータリーエバポレーションにより約1ミリリットルまで濃縮します。パスツールピペットを使用して、濃縮酢酸エチル溶液を20センチメートル×20センチメートルの分取TLCプレートに移し、TLCプレート上のサンプルのストライプの幅が1センチメートル未満で、端から約1センチメートル

このプレートを150ミリリットルのヘキサンと酢酸エチルが入ったガラスチャンバーに浸します。TLCプレートの上部に近づくソルベントフロンティアの動きを観察し、ソルベントフロンティアが上端から約1cmのところでプレートを取り出します。紫外線の下で、鉛筆を使用してバンドに緑色の蛍光で印を付けます。

TLCプレートのマークされたバンドを秤量紙に引っ掻き取ります。グラスウールを充填したガラスピペットに、斜めに折りたたまれた計量紙を使用して、傷のついたシリカゲル粉末をピペットに移します。シリカゲルの粉末を計量紙からピペットに落とし、ピペットを硬い表面に軽くたたいてシリカゲルをしっかりと詰めます。

ピペットをアセトンで洗浄し、2ドラムシンチレーションバイアルに入れます。次に、溶出したアセトン溶液のポイント35ミリリットルを別の2ミリリットルのガラスサンプリングチューブに移し、GC-MS分析を行います。残りのアセトン溶液をロータリーエバポレーターで直接乾燥させます。

最後のステップとして、精製された化合物を含むシンチレーションバイアル全体を真空デシケーターに入れて、さらに乾燥させます。ここに示されているのは、熱が加えられる前の反応混合物のGC分析です。DMSO、酢酸エチル、チオ尿素、および2-アミノベンゾフェノンのピークが標識されています。

また、電子イオン化モードにおける2-アミノベンゾフェノンの質量スペクトルは、GCスペクトルの下に示されています。ここに示されているのは、5時間加熱した後の150°Cでの反応混合物のGCスペクトルです。4-フェニルキナゾリンのピークは、出発物質とほぼ同じ量です。

トラクト反応中間体にはラベルが付けられています。ここでは、電子イオン化モードにおける4-フェニルキナゾリンの質量スペクトルを示しています。10時間加熱した後の反応混合物のGCスペクトルは、出発物質の消失を明確に示しており、反応の完了を示しています。

ここに示されているのは、熱が加えられる前にホットプレート上で加熱された反応のGCスペクトルです。そして反応が6時間加熱された後。また、反応副生成物の質量スペクトルも示されています。

ジメチルジスルフィドおよびジメチルトリスルフィドの質量スペクトルも、GC-MS 分析によって追跡されます。この手順を試みる際には、反応の規模によって反応時間が異なることを覚えておくことが重要です。反応スケールが大きいほど、完了するまでに時間がかかります。

このビデオを見れば、GC質量装置で反応を追跡する方法と、TLCの分取で反応生成物を精製する方法を十分に理解できるはずです。二硫化ジメチルや、おそらくメタンなどの副産物は強い臭いがするので、ヒュームフード内での反応は常に間違っているはずであることを忘れないでください。