Benzopirol

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
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 găsește în fracția 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 combinațoa dintre indigo și oleum, datorită fapteului că a fost izolat prin tratarea indigoului cu amestec oleum (SO3 și H2SO4)

Sinteza indolului[modificare | modificare sursă]

Sinteza Nenițescu[modificare | modificare sursă]

Prin această sinteză se obţin de regulă derivaţii 5 hidroxiindolului

Are la bază ă reacție de condensare intre benzochinonă și esteri ai acidului βamino crotonic.

Sinteza Bischler-Möhlau[modificare | modificare sursă]

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

Mecanismul reacției este extrem de complex:

    • Reacția dintre αbrom acetofenonona cu 2 molecule de anilină pentru a forma intermediarul 4.
    • Datorită inducției electrofile a grupării anilinei, are loc o deplasare electronică, ceea ce favorizează o ciclizare internă cu formarea compusului 5
    • Compusul 5 suferă imediat o reacție de aromatizare si tautomerie pentru a forma indolul substituit.
Bischler-Möhlau Indole Synthesis Mechanism.png

Sinteza Leimgruber Batcho[modificare | modificare sursă]

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

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

Sinteza Fischer[modificare | modificare sursă]

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

Reacția constă în încălzirea în prezența 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 transpoziție.Mecanismul propus de Robinson a fost confirmat de folosirea fenilhidrazinei marcate cu N15[2].

Sinteza Reissert[modificare | modificare sursă]

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

.

Reacția se desfășoară 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.

Sinteza Gassman[modificare | modificare sursă]

Sinteza Gassman are la bază folosirea anilinei
Gassman Mechanism Scheme.png

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

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

Pasul 3 îl constituie adiția 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 alăturați);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.

Sinteza Hemetsberger Knittel[modificare | modificare sursă]

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 reacției este necunoscut.

Sinteza Larock[modificare | modificare sursă]

Sinteza Larock utilizează drept materie primă o-iodanilina.

Condensarea o-iodanilinei cu o alchină disubstitută, are loc într-un exces de alchină,în prezența 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 funcționale atît pe nucleul anilinei cît și la nivelul alchinei.Stereochimic, gruparea R cea mai voluminoasă ocupă în final poziția 2 (R2).

Sinteza Madelung[modificare | modificare sursă]

[3]

Sinteza Madelung are la bază ciclizarea intramoleculară a N-fenilamidei

Pusă la punct în anul 1912 de către Madelung care încălzește derivații acetilați 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 terțbutoxidul de potasiu).

Proprietăți chimice[modificare | modificare sursă]

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

Substituția nucleului indolic[modificare | modificare sursă]

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

Reacţie de formilare care are loc numai la C3

.

Dacă poziția 3 este ocupată, substituția poate avea loc și în poziția 2, sau 1, iar atunci cind aceste poziții sunt ocupate substituția poate avea loc și pe nucleul benzenic.Această comportare poate fi explicată de un efect de conjugare, efect care eset pus în evidență de structurile bipolare.

Formulele de structură bipolare ale indolului

. .

Reacția Mannich[modificare | modificare sursă]

În prezența formaldehidei și a dimetilaminei, indolul sufră o reacție Mannich, produsul final fiind gramina, un tip de alcaloid, care este folosită în reacția de sinteză a triptofanului.

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

Compuși organometalici[modificare | modificare sursă]

Datorită prezenței atomului de hidrogen de la N, acesta poate fi cedat în reacțiile cu metalele alcaline și cu compușii organomagnezieni (compuși Grignard), la fel ca și pirolul.Explicația 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 și un mediu de reacție anhidru sunt necesare pentru deprotonare.Sarea anionului indol poate reacționa pe 2 căi:

  • sărurile de potasiu sau de sodiu au tendința de atac electrofil asupra ionului de azot
  • compușii Grignard, compușii de tip covalent (combinațiile complexe ale zincului), au tendința de atac asupra poziției 3.

Pentru același motiv solvenții aprotici de tipul DMF(dimetilformamida( și DMSO (dimetilsulfoxid)sunt folosiți ca mediu de reacție pentri prima cale , datorită favorizării atacului la atomul de N, în timp ce solvenții nepolari de tipul toluenului favorizează atacul la C3

Indole anion reactions.png

Oxidarea indolului[modificare | modificare sursă]

Indolul este relativ ușor oxidat în natură.oxidanți simpli de tipul N-bromosuccinimida oxidează selectiv indolul (1) la oxindol (4 și 5).

Oxindolul reacţionează în 2 forme tautomere 4 (forma indolică) şi 5 (forma lactamică)

Reacții dien[modificare | modificare sursă]

2-aminofuranul este diena, în timp ce indolul este gruparea dienofilă.

Utilizare[modificare | modificare sursă]

Este de obicei folosit în parfumerie, pentru accentuarea anumitor uleiuri volatile .Nucleul indolic est întîlnit în:

Bibliografie[modificare | modificare sursă]