Α,β-Doymamış Bileşikler ve Alkinlerin Persülfatla Teşvik Edilen Benzannülasyonu Ile Suda Polifonksiyonize Edilmiş Benzenlerin Etkin Sentezi
16 Aralık 2019
Suda bulunan α,β-doymamış bileşiklerin ve alkinlerin benzeri görülmemiş polifonksiyonize benzenlerin sentezine doğru persülfattan teşvik edilmiş metalsiz benzannülasyonu bildirilmiştir.
Bu organik kimya gereksinimleri doğrultusunda çok basit bir deneysel kurulum uygulanabilir polifonksiyonel benzenes bir dizi elde etmektir. Bu tekniğin en büyük avantajı, ham karışımın kolay izolasyonuna olanak tanıyan ve organik kimyanın sürdürülebilir uygulamasına katkıda bulunan bir çözücü olarak suyun kullanılmasıdır. Prosedürü gösteren Dr.Gabriela Souza, laboratuvarımdan yardımcı araştırmacı.
Başlamak için, bir karıştırma çubuğu içeren 15 mililitrelik bir test tüpüne iki mililitre distile su ekleyin. Sırayla, fenol asetilen 220 mikrolitre, 2-sikloheks-1-bir 96.8 mikrolitre ve taze hazırlanmış 1.3 molar amonyum persülfat 1.5 mililitre ekleyin. Kauçuk bir septum kullanarak tüpü kaplayın ve ısıtma sırasında nihai basınç birikimini önlemek için içine bir iğne yerleştirin.
Bir sıcak plaka üzerinde alüminyum ısıtma bloğu tüpü yerleştirin ve sekiz saat boyunca 1, 150 RPM güçlü karıştırma altında 85 santigrat derecede ısıtın. Reaksiyonun ilerlemesini sağlamak için, reaksiyon ortamının 50 mikrolitrelik bir aliquot almak ve 1.5 mililitre konik flakon aktarın. Şişeye 50 mikrolitre etil asetat ekleyin ve sallayın.
Sonra bir kılcal tüp ile organik üst tabaka toplamak ve bir TLC silika kaplı cam plaka üzerine uygulayın. Analiz etmek için 92:8 heksante etil asetat çözeltisi içinde plaka daldırma. Reaksiyon karışımını oda sıcaklığına kadar soğutun ve test tüpüne bir mililitre etil asetat ekleyin.
Süspansiyonu yaklaşık bir dakika karıştırın ve sonra süspansiyonu 2, 336 kez oda sıcaklığında bir dakika santrifüj edin. Pasteur pipetini kullanarak organik üst katmanı çıkarın ve yuvarlak bir alt şişeye aktarın. Santrifüje etil asetat ilavesini ve üst tabakanın kaldırılmasını iki kez daha tekrarlayın.
Bir ham petrol elde etmek için bir döner evaporatör kullanarak azaltılmış basınç altında üst tabaka konsantre. 7,5 gram silikon dioksit içeren bir kabın içine 92:8 oranında heksan ve etil asetat karışımı 55 mililitre ekleyin. Homojen bir bulamaç elde etmek için şişeyi karıştırın.
Buzun paketini paketlemek için bulamacı 40 milimetre iç çapı olan bir kolona aktarın. Ham yağı en az miktarda etil asetat içinde çözün ve bu çözeltiyi kolona aktarın. Kolon atıklarını test tüplerinde toplayın.
TLC gerçekleştirin ve yalnızca bir göç bileşik gösteren TLC sonucuna göre istenilen saf ürün elde. İstenilen çözeltiyi bir döner evaporatör üzerinde azaltılmış basınç altında yoğunlaştırın ve yüksek vakum altında son uçucuları en az bir saat çıkarın. İthal ürünün numunesini proton ve karbon-13 NMR ile çözünür kloroform kullanarak analiz edin.
Bu protokolde, poliikalı benzen renksiz bir yağ olarak izole edildi. Yapısı ve saflığı proton ve karbon-13 NMR spektrumlarında değerlendirildi. 8.37 ve 7.72 PPM'de merkezi benzen halkasındaki aromatik protonların zirveleri ürünün oluşumunda tanısal sinyal olarak kullanılmıştır.
Reaksiyon ortamının sıcaklığını dikkatle kontrol etmek ve reaksiyon sırasında süspansiyonun düzgün bir şekilde karıştırılmasını sağlamak çok önemlidir. Bu işlem suda yapılan herhangi bir dönüşümde kullanılabilir. Workup adım tutulması reaksiyon ortamı bir ham karışım elde etmek için etkili bir yoldur.
Bu prosedür, suyu bir reaksiyon aracı olarak incelemek ve daha sürdürülebilir dönüşümlerin tasarımını teşvik etmek için kolay ve verimli bir yol sunar. Operasyonel güvenlik için, bir kauçuk septum ile tüp kapama sonra, ısıtma gitmeden önce bir iğne eklemek için emin olun. Reaksiyon sırasında herhangi bir basınç birikimini önler.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu makale, suda α,β-doymamış bileşikler ve alkinlerden çok fonksiyonlu benzenler sentezlemek için persülfat kullanan metal içermeyen bir benzannülasyon yöntemini bildirmektedir. Teknik, çözücü olarak su kullanarak sürdürülebilirliği vurgulamakta ve ürünün izole edilmesini kolaylaştırmaktadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Organik Kimya
- Sürdürülebilir Uygulamalar
- Sentetik Metodolojiler
Arka Plan
- Polifonksiyonelleştirilmiş benzenler, çeşitli kimyasal uygulamalarda önem taşır.
- Geleneksel yöntemler genellikle tehlikeli çözücülerin ve reaktiflerin kullanımını içerir.
- Çözücü olarak suyun kullanılması, kimyasal süreçlerin sürdürülebilirliğini artırır.
- Persülfat, organik sentezde yararlı bir yükseltgendir.
Çalışmanın Amacı
- Çok fonksiyonlu benzenlerin sentezi için metal içermeyen bir yöntem geliştirmek.
- Organik reaksiyonlarda çözücü olarak su kullanımını göstermek.
- Araştırmacılar için basit bir deneysel düzenek sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Bir deney tüpünde reaksiyon karışımının hazırlanması.
- Çözücü olarak distile su kullanımı.
- Fenol asetilen ve 2-siklohekzen-1-on eklenmesi.
- Reaksiyonu teşvik etmek için amonyum persülfat eklenmesi.
Temel Sonuçlar
- Çok fonksiyonlu benzenlerin başarılı sentezi.
- Reaksiyonun su içindeki verimliliğinin gösterilmesi.
- Ham karışımların izolasyonu kolaydı.
- Teknik, sürdürülebilir organik kimya uygulamalarıyla uyumludur.
Sonuçlar
- Bu yöntem, karmaşık organik bileşiklerin sentezi için uygulanabilir bir alternatif sunmaktadır.
- Çözücü olarak suyun kullanılması, daha yeşil kimyaya katkıda bulunmaktadır.
- Bu yaklaşım, çeşitli organik sentez uygulamaları için uyarlanabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yönetici Endüstriyel Uygunluğu
Bu sürdürülebilir benzannülasyon yöntemi, metal içermeyen bir persülfat sistemi kullanarak su içerisinde çok fonksiyonlu benzenlerin sentezlenmesine olanak tanıyarak kompleks aromatik iskeletlerin oluşturulması için daha çevreci bir alternatif sunmaktadır. Tehlikeli çözücüleri ve metal katalizörleri ortadan kaldıran bu yaklaşım, çevresel etkiyi azaltmaya ve süreç güvenliğini artırmaya odaklanan erken aşama tıbbi kimya çalışmalarını desteklemektedir. Protokolün operasyonel basitliği ve silika plug ile gerçekleştirilen kolay saflaştırma işlemi, keşif süreçlerinde benzen tabanlı farmakoforların hızlıca araştırılmasına yönelik kullanım kolaylığını artırmaktadır.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Hit belirleme çalışmalarında yapı-aktivite ilişkilerini incelemek için çeşitli benzen iskeletlerinin hızlı bir şekilde üretilmesini sağlar.
- Operasyonel Değer: Zararsız bir çözücü olarak su kullanarak iş akışı entegrasyonunu kolaylaştırır ve çözücü kaynaklı güvenlik ve atık sorunlarını azaltır.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Bilimsel Değer: Kütüphane sentezi için daha fazla fonksiyonelleştirmeye uygun, iyi tanımlanmış, çok yer değiştirmiş benzen ürünleri üretir.
- Operasyonel Değer: Ürün izolasyonunu ve saflaştırmasını kolaylaştırarak, taramaya hazır bileşiklerin ölçeklenebilir hazırlığını destekler.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Preklinik aday sentezinde ara ürünler olarak hizmet edebilecek karmaşık benzen türevlerine erişim sağlar.
- Operasyonel Değer: Kromatografi yoğunluklu adımları önleyerek, hit aşamasından lead optimizasyon aşamalarına etkili bir geçiş sağlar.
Pipeline ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu yöntem, özellikle öncü bileşik üretimi ve iskelet çeşitlendirme çalışmalarında, aromatik çekirdeklerin sürdürülebilir sentezinin önceliklendirildiği erken keşif iş akışlarına uygundur.
- Keşif Biyolojisi: Hedef etkileşimini ve fonksiyonel modülasyonu araştırmak için benzen bazlı moleküllerin hipotez güdümlü sentezini destekler.
- Tarama: Biyokimyasal veya hücresel analizler için tutarlı saflık ve çözünürlük profillerine sahip bileşik kütüphanelerinin üretimine olanak tanır.
- Analitik: Karar verme süreçleri için güvenilir veriler sağlayarak, NMR ve LC-MS karakterizasyonuna uygun, izole edilebilir ürünler sunar.
- Translasyonel Araştırma: Ölçeklenebilir ve tekrarlanabilir adımlar aracılığıyla, ilk hit sentezinden preklinik aday geliştirmeye kadar sürekli bir yol sunar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Aromatik bakımından zengin kemotipleri hedefleyen birden fazla projeye uygulanabilen, benzannülasyon için yeniden kullanılabilir, metal içermeyen sulu bir platform oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Sürdürülebilir sentez yoluyla erişilebilen yapısal çeşitliliği artırarak, erken dönem SAR keşiflerindeki öngörü güvenini geliştirir.
- Operasyonel Değer: Organik çözücülerin ve tehlikeli reaktiflerin kullanımına olan bağımlılığı azaltarak, operasyonel karmaşıklığı ve atık yönetimi yükünü düşürür.
- Stratejik Değer: Yeşil kimya girişimleriyle uyum sağlayarak, kurumsal sürdürülebilirlik metriklerini ve düzenleyici hazırlıkları iyileştirir.
- Portföy Etkisi: Benzen içeren iskeletler üzerinde daha hızlı ve güvenli iterasyonlar yapılmasını sağlayarak, tıbbi kimya programlarındaki riske göre ayarlanmış yatırımları destekler.
Uygulama Hususları
- Organik sentez konusunda uzmanlık ve amonyum persülfat gibi oksidantların kullanımıyla ilgili deneyim gerektirir.
- Isıtma blokları, santrifüjler ve döner evaporatörler dahil olmak üzere standart laboratuvar ekipmanlarına ihtiyaç duyulur.
- Partiler arasında tekrarlanabilirliği sağlamak için tutarlı karıştırma ve sıcaklık kontrolü gereklidir.
- Mevcut kapsam sınırlamaları nedeniyle, diğer alkin veya alken substratlarına uyarlanması optimizasyon gerektirebilir.
- Alt akış biyolojik testlerine entegre edilirken, ürün stabilitesi ve çözünürlüğü erken aşamada değerlendirilmelidir.
