دانلود تحقیق سنتز کینولیزین های پراستخلاف

بخش اول

سنتز کینولیزین  های پراستخلاف

مقدمه:

واکنش های چند جزئی[1] (MCRs) از جمله زمینه های جذاب و مورد علاقه بسیاری از شیمیدان ها بوده و امروزه از جایگاه ویژه ای در شیمی آلی و داروئی برخوردار می باشد. به طور کلی واکنش هائی که در انها بیش از دو ماده اولیه شرکت داشته باشد و فراورده ای را تشکیل دهند که قسمت اعظم اتم های تشکیل دهنده مواد اولیه در ساختار آن یافت شوند، به عنوان واکنش های چند جزئی شناخته می شوند{1}. واکنش های چند جزئی به واسطه ای داشتن ویژگی های منحصر به فردشان از اهمیت بالائی برخوردارند. به عنوان مثال به دلیل ماهیت تک مرحله ای، نه تنها هزینه های اضافی برای جداسازی و تخلیص فراورده های میانی را ندارند بلکه بهره ی واکنش نیز نسبت به واکنش های دو یا چند مرحله ای بیشتر می باشد. هم چنین این گونه واکنش ها از گزینش پذیری بهتری برخوردار بوده و کاهش زمان و هزینه های آزمایشگاهی از دیگر مزایای مهم واکنش های چند جزئی محسوب می شود. واکنش های چند جزئی می توانند محصولاتی با تنوع زیاد تولید نموده و کتابخانه ای از مواد شیمیائی به وجود بیاورند. {2}

تعداد واکنش های چند جزئی شناخته شده نسبت به واکنش های معمول در شیمی محدود می باشد که اکثر واکنش های چند جزئی قدیمی حاصل طراحی دقیق و منطقی نبوده و اغلب به طور تصادفی کشف شده اند. {3} از این رو مطالعه و تحقیق در جهت کشف واکنش های چند جزئی جدید و تلاش در جهت بهره برداری خاص از واکنش های چند جزئی شناخته شده ی حاضر مقوله ای جذاب برای بسیاری از شیمیدان های آلی است یکی از واکنش های چند جزئی که اخیرا مورد توجه شیمیدان های آلی قرار گرفته واکنش های چند جزئی بر پایه زوج یونها[2] می باشد که در تحقیق حاضر به طول اجمالی به آن پرداخته می شود.

1-1-2- واکنش های چند جزئی بر پایه زوج یونها:

اولین واکنش چند جزئی بر پایه زوج یون را دیلز[3] و آلدر[4] در سال 1932 گزارش نمودند. در این واکنش پیریدین با AMAD محصول افزایشی با نسبت 2: 1 ایجاد می کند{4} ساختار محصول افزایشی مذکور سه دهه بعد توسط اچسون[5] شناسائی و اثبات گردید که نتیجه آن پذیرش مفهوم واکنش حلقه زائی دو قطبی شد{5}. هویزگن[6] این واکنش را به عنوان حلقه زائی 1و 4- دو قطبی مشتق شده از واکنش کلاسیک دیلز- آلدر که شامل حد واسط (3) بود طبقه بندی نمود.

تحقیقات بیشتر برای اثبات مکانیسم واکنش حلقه زائی 1 و 4- دو قطبی توسط هویزگن انجام گرفت. بعد از آن اچسون و وینترفلدت[7] واکنش های مشابهی را معرفی نمودند. از واکنش هایی که براساس تشکیل حد واسط زوج یونی پایه ریزی شده اند می توان به واکنش حلقه زائی 1 و 3- دو قطبی، واکنش حلقه زائی، 1، 4- دو قطبی، واکنش ماریتا، بایلس- هیلمن (MBH)[8] ، کاربن های N- هتروسیکلی (NHCs) و یکسری از واکنش های دیگر اشاره کرد.

شکل 1-1-

در این دسته از واکنش ها حد واسط زوج یونی (8) با افزایش هسته دوست بدون پروتون (6) به یک سیستم n فعال (7) مثل آلکن ها، آنالوگ های دی آزو آلکن ها و آلکین ها ایجاد می شود. زوج یون ایجاد شده بسته به ماهیت هسته دوست می تواند 1، 3 و یا 1 ، 4 باشد. واکنش سه جزئی حلقه زائی دو قطبی زمانی حاصل می شود که هسته دوست در ساختار محصول باقی بماند ( مسیر A, C) در برخی از واکنش ها هسته دوست نقش کاتالیستی داشته و (10)،(11) و دیگر محصولات را ایجاد می کند (مسیر B) ماهیت محصول تشکیل شده در مسیر B ( شکل 1-1-2) وابسته به هسته دوست (6) و استخلاف های R3,R2 در پذیرنده (7) می باشد. (6)

تری آلکیل و تری آلیل فسفین ها، پیریدین و تری آمین ها از جمله هسته دوست هائی هستند که اغلب نقش کاتالیستی دارند. این نوع واکنش در شکل (1-1-3) به صورت شماتیک نشان داده شده است. (7)

هسته دوست های کاربنی همانند پیرول و ایندول، ایزوسیانیدها، دی آلکوکسی کاربن ها، ایلیدی های مختلف و کاربن های N – هتروسیکلی (NHCS) به یک سیستم غیر اشباع فعال اضافه شده و حد واسط زوج یونی را به وجود می آورند. (8) این دسته از زوج یونها که تمایل به حفظ هسته دوست در ساختار محصول دارند به واکنش چند جزئی منتهی می شوند. اغلب این واکنش ها به دام انداختن زوج یون را شامل می شوند. گزارشات زیادی از این دسته واکنش ها در منابع علمی موجود است که در ادامه به طور اجمال به برخی از آن ها اشاره می شود.

1-1-2-1- زوج یون حاصل از افزایش ایزوسیانید به DMAD:

تلاش های بسیار زیادی برای به دام انداختن زوج یون حاصل از افزایش ایزوسیانید به DMAD ( زوج یون وینترفلدت) به وسیله ترکیب سوم انجام شده که این تلاش ها برای چندین سال ناموفق بوده است. در ادامه ی این تلاش ها نایر[9] و همکارانش دریافتند که ایزوسیانید در مجاورت دی متیل استیلن دی کربوکسیلات (DMAD) با یک آلدهید در حلال بنزن مخلوط می شود ( شکل 1-1-4) و فراورده های 2- آمینو فوران (15) را به دست می دهد (9).

مکانیسم پیشنهادی بدین صورت است که افزایش هسته دوستی ایزوسیانید به DMAD یک حد واسط زوج یونی (16) را بوجود می آورد. این حد واسط با انجام یک واکنش حلقه زائی {3+2} با آلدهید و پس از انجام جا به جائی {1،5} هیدروژن، 2- آمینو فوران (15) را تولید می کند ( شکل 1-1-5)

شکل

در شرایطی تقریبا مشابه در واکنش فوق اگر به جای آلدهید از ایمین استفاده شود ( شکل 1-16) 2- آمینو پپرول (19) با بهره خوبی به دست می آید(10).

شکل

همچنین وقتی در واکنش مذکور به جای آلدهیدهای آروماتیک ترکیبهای دارای متیلن فعال (CH- اسیدها) نظیر 4- هیدروکسی کومارین، 2- هیدروکسی، 4،1- نفتوکینون،4- هیدروکسی 1- متل کینولین، 4- هیدروکسی -6 متیل- پیرون و 1- نفتول به کار گرفته شود فراورده های H 4- پیران های جوش خورده (23) به دست می آیند {11} برای نمونه در شکل 1-1-7 مکانیسم واکنش سیکلو هگزیل ایزوسیانید با DMAD در مجاورت 4- هیدروکسی کومارین (20) به عنوان CH- اسید تحت شرایط رفلاکس در بنزن نشان داده شده است.

شکل

پیش از آنکه نایر و همکارانش به دام اندازی حد واسط حاصل از حمله ایزوسیانیدها به DMAD توسطCH- اسیدها را گزارش نمایند، یاوری[10] و همکارانش با 1 و 3- دی متیل باربیتوریک اسید (24) به عنوان CH- اسید این کار را انجام داده ( شکل 1-1-8) و فراورده های H 4- پیران جوش خورده (25) را تهیه کرده بودند. (12)

شکل

اخیرا یاوری و همکارانش از ترکیب 3- متیل- سیکلو پنتان- 1،2،4- تری اون (26) به عنوان CH- اسید استفاده کرد ( شکل 1-1-9) و سیستم های هتروسیکل جدیدی که شامل حلقه های پیران جوشخورده (27) است را گزارش نمودند. {13}.

شکل

به دام انداختن حد واسط زوج یونی حاصل از حمله ایزوسیانیدها بهDMAD توسط گروه کربونیلی اورتو- و یا پارا- کینون ها (28) {14} و همچنین فتالیک انیدرید (30) {15} در بنزن جوشان فراورده های اسپیرو ایمینولاکتون های (29و31) را بوجود می آورد ( شکل 1-1-10)

شکل

همچنین واکنش ایزوسیانید و دی آلکیل استیلن دی کربوکسیلات در مجاورت N- آلکیل آیزاتین ها (32) {16} و یا تریپتان ترین (34) {17} سیستم های هتروسیکل شامل جز اسپیرو ایمینو لاکتون را ایجاد می نماید. (1-1-11)

شکل

همچنین واکنش ایزوسیانید و دی آلکیل استیلن دی کربوکسیلات در مجاورت N- آلکیل آیزاتین ها (32) {16} و یا تریپتان ترین (34) {17} سیستم های هتروسیکل شامل جز اسپیرو ایمینو لاکتون را ایجاد می نماید (1-1-11)

شکل 1-1-11

دام انداختن حد واسط زوج یونی حاصل از حمله ایزوسیانیدها به DMAD با گروه آلکنی فعال دی سیانو الفین (36) مشتقات مختلفی ( شکل 1-1-12) از سیکلوپنتادی آن (37) ایجاد می نماید. {18}

شکل 1-1-12

1-1-2-2- زوج یون حاصل از افزایش دی متوکسی کاربن به DMAD

مطالعات هافمن[11] نشان داد ( شکل 1-1-13) که افزایش دی متوکسی کاربن به DMAD محصول افزایشی (38) را با نسبت 2 : 1 ایجاد می کند (19)

شکل 1-1-13

بعد از آن ریگبی[12] از این نوع واکنش ( شکل 1-1-14) برای سنتز ترکیبات طبیعی آزوپینوایندول ها (39) استفاده نمود {20}.

شکل 1-1-14

زوج یون حاصل از دی متوکسی کاربن و DMAD بوسیله ایمین ها، اورتو و پراکینون ها، آلدهید ها {21} 1 ، 4 دی اون های مانند فنانترن کینون {22} و 1،4 دی اون ها {23} گزارش شده است ( شکل 1-1-15).