Benzopirol

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Indolul în stare pură are un miros plăcut sar impurificat cu scatol (3metilindol) are miros dezagreabil

Benzopirolul sau indolul este un compus organic heterociclic, fiind format din 2 nuclee:unul aromatic condensat cu un nucleu pirolic.Se găseşte în fracţia de gudroane distilată la temperaturi de 220-260⁰C.De asemenea a mai fost identificat în uleiurile volatile extrase din florile de portocal sau iasomie.Denumirea sa esta dată de combinaţoa dintre indigo şi oleum, datorită fapteului că a fost izolat prin tratarea indigoului cu amestec oleum (SO₃ şi H₂SO₄)

[modifică] Sinteza indolului

[modifică] Sinteza Neniţescu

Prin această sinteză se obţin de regulă derivaţii 5 hidroxiindolului

Are la bază ă reacţie de condensare intre benzochinonă şi esteri ai acidului βamino crotonic.

[modifică] Sinteza Bischler-Möhlau

Prin utilizarea de cetone alifatice α bromurate se poate obţine un nucleu indolic substituit cu radicali alchil

Mecanismul reacţiei este extrem de complex:

- Reacţia dintre αbrom acetofenonona cu 2 molecule de anilină pentru a forma intermediarul 4.
- Datorită inducţiei electrofile a grupării anilinei, are loc o deplasare electronică, ceea ce favorizează o ciclizare internă cu formarea compusului 5
- Compusul 5 suferă imediat o reacţie de aromatizare si tautomerie pentru a forma indolul substituit.

[modifică] Sinteza Leimgruber Batcho

O metodă eficientă de obţinere a indolului, sau a derivaţilor acestuia.

Patentată în 1976, metoda este foarte utilizată în sintezele farmaceutice ale substanţelor cu nucleu indolic.

[modifică] Sinteza Fischer

Una dintre cele mai vechi metode, patentată de Emil Fischer în 1886,utilizată pentru obţinerea omologilor indolului

Reacţia constă în încălzirea în prezenţa ZnCl₂, a fenilhidrazonelor aldehidelor sau cetonelor la circa 200⁰C.Mecanismul [1], propus de Robinson este unul complex, care implică o izomerizare urmată imediat de o transpoziţie.Mecanismul propus de Robinson a fost confirmat de folosirea fenilhidrazinei marcate cu N¹⁵[2].

[modifică] Sinteza Reissert

Sinteza are la bază condensarea o-nitro-toluenului cu dietiloxalatul, în prezenţă de etoxid de sodiu

Reacţia se desfăşoară pe parcursul a mai multor etape:

Condensarea o-nitrotoluenului 1 cu dietiloxalatul 2 pentru a forma etil-onitrofenilpurivatul 3.
Ciclizarea reductivă a etil -onitrofenilpiruvatului cu Zn/CH₃COOH, formîndu-se acidul 2-indol carboxilic.
Acidul 2-indol carboxilic poate suferi o decarboxilare prin încălzire, formînd indolul 5.

[modifică] Sinteza Gassman

Sinteza Gassman are la bază folosirea anilinei

Sinteza Gassman are la bază un mecanism care poate fi structurat astfel: Primul pas îl constituie oxidarea anilinei cu terţ-butil hipoclorit (tBuOCl) pentru formarea cloraminei 2

Pasul 2 îl constituie adiţia cetonei, reacţie ce are loc la o temperatură de -78 ⁰C, formîndu-se ionul sulfoniu 3.

Pasul 3 îl constituie adiţia unei baze (trietilamina).La temperatura camerei aceasta va deprotona ionul sulfoniu transformîndu-l înntr-un compus numit sulfon ilidă (o moleculă neutră din punct de vedere electric , dar care are sarcini electrice opuse la 2 atomi alăturaţi);sulfon ilida suferă o rearanjare de tip sigmatropic pentru a forma cetona 5.Aceasta fomează prin deshidratare 3tiometilindol, compus care prin tratare cu Ni Raney elimină ionul de S, formînd astfel 3-H-indol.

[modifică] Sinteza Hemetsberger Knittel

Sinteza este rar folosită datorită dificultăţii de obţinere a esterului şi a instabilităţii sale

Sinteza Hemetsberger are la bază descompunerea termică a esterului acidului 3-aril-2-azido-propenoic în esterul acidului 2 indol carboxilic.Mecanismul reacţiei este necunoscut.

[modifică] Sinteza Larock

Condensarea o-iodanilinei cu o alchină disubstitută, are loc într-un exces de alchină,în prezenţa fie a carbonatului de potasiu fie a acetatului de potasiu, în amestec egal cu clorură de litiu.Metoda are avantajul că permite grefarea a numeroase grupări funcţionale atît pe nucleul anilinei cît şi la nivelul alchinei.Stereochimic, gruparea R cea mai voluminoasă ocupă în final poziţia 2 (R2).

[modifică] Sinteza Madelung

[3]

Sinteza Madelung are la bază ciclizarea intramoleculară a N-fenilamidei

Pusă la punct în anul 1912 de către Madelung care încălzeşte derivaţii acetilaţi ai o toluidinei cu etoxid de sodiu la 400 ⁰C, pe parcursul anilor ea mai suferă modificări: Verley 1924(catalizator amidura de sodiu), Tyson 1941 (catalizator terţbutoxidul de potasiu).

[modifică] Proprietăţi chimice

Inelul pirolic are o reactivitatmult mai mare faţă de nucleul benzenic, acest fapt datorîndu-se electroniulor neparticipanţi ai atomului de azot, electroni neparticipanţi care sunt delocalizaţi.Conform valorii pK_a=3,6 acizii tari de tipul acidului clorhidric por protona acest atom de N din nucleul indolic.

[modifică] Substituţia nucleului indolic

La indol, spre deosebire de pirol, poziţia cea mai reactivă este poziţia 3, de 1013ori mai reactivă faţa de benzen.În sprijinul acestei teorii eset reacţia Vilsmeyer-Haack [4]

Reacţie de formilare care are loc numai la C3

Dacă poziţia 3 este ocupată, substituţia poate avea loc şi în poziţia 2, sau 1, iar atunci cind aceste poziţii sunt ocupate substituţia poate avea loc şi pe nucleul benzenic.Această comportare poate fi explicată de un efect de conjugare, efect care eset pus în evidenţă de structurile bipolare.

Formulele de structură bipolare ale indolului

. .

[modifică] Reacţia Mannich

În prezenţa formaldehidei şi a dimetilaminei, indolul sufră o reacţie Mannich, produsul final fiind gramina, un tip de alcaloid, care este folosită în reacţia de sinteză a triptofanului.

Gramina, sau 3N-dimetilamino-metil-indol, este un alcaloid izolat din seminţele de graminee încolţite

[modifică] Compuşi organometalici

Datorită prezenţei atomului de hidrogen de la N, acesta poate fi cedat în reacţiile cu metalele alcaline şi cu compuşii organomagnezieni (compuşi Grignard), la fel ca şi pirolul.Explicaţia ar sta în valoarea pKa a protonului din legătura cu azotul.Această valoare este de 21 în DMSO, deci bazele tari de tipul hidrurii de sodiu sau butil-litiul şi un mediu de reacţie anhidru sunt necesare pentru deprotonare.Sarea anionului indol poate reacţiona pe 2 căi:

sărurile de potasiu sau de sodiu au tendinţa de atac electrofil asupra ionului de azot
compuşii Grignard, compuşii de tip covalent (combinaţiile complexe ale zincului), au tendinţa de atac asupra poziţiei 3.

Pentru acelaşi motiv solvenţii aprotici de tipul DMF(dimetilformamida( şi DMSO (dimetilsulfoxid)sunt folosiţi ca mediu de reacţie pentri prima cale , datorită favorizării atacului la atomul de N, în timp ce solvenţii nepolari de tipul toluenului favorizează atacul la C3