پايان نامه پيرازولر – پيريدين ها
مقدمه
پيرازول يك حلقه 5 عضوي حاوي دو اتم ازت مجاور به صورت1،2ـ دي آزول ميباشد. نقطه جوش پيرازول 187 درجه سانتي گراد است كه بالا بودن نقطه جوش پيرازول(1) نسبت به ايزوتيازول(2) با نقطه جوش 114 درجه سانتيگراد و ايزواكسازول(3) با نقطه جوش 95 درجه سانتيگراد به علت وجود هيدروژن روي نيتروژن شماره (1) پيرازول ميباشد كه ميتواند تشكيل پيوند هيدروژني بين مولكولي را بدهد.]3-1[
(3) (2) (1)
براي پيرازول ميتوان فرمهاي توتومري هم در نظر گرفت. به عنوان نمونه، براي متيل پيرازول , اين فرمها به صورت زير ميباشد:
(5) (4)
1ـ2ـ روشهاي سنتز پيرازولها:
يكي از عموميترين روشهاي تهيه پيرازولها، واكنش دي كتونها با هيدرازين يا هيدرازين تك استخلافي ميباشد. از تركيبات دي كربونيلي متعددي ميتوان در اين روش استفاده كرد. از اين رو، استيل استون بر اثر واكنش با هيدرازين، توليد3،5 ـ دي متيل – پيرازول ميكند. واكنش غالباً گرمازا است ولي ميتوان آن را بر اثر رقيق كردن يا سرد كردن تا اندازه مناسب به سهولت كنترل كرد. اين تبديل ابتدا با تشكيل هيدرازون و سپس حلقهاي شدن و به دنبال آن آبزدايي در مجاورت اسيد انجام ميشود. همانطور كه پيشبيني ميشود دي كتونهاي نامتقارن در اغلب موارد مخلوطي از ايزومرها را ميدهد. ( شماي 1-1 )]4[
شماي 1-1
پيرازولينها ( دي هيدروپيرازولها) را ميتوان با استفاده از آب برم، پرمنگنات پتاسيم ، نيترات نقره، اكسيد مركوريك، كروميك اسيد و يا گوگرد به راحتي به پيرازول مربوطه اكسيد كرد. اگر گروه ترك كننده خوبي وجود داشته باشد، ضمن مرحله آروماتيك شدن اغلب حذف ميشود.( شماي1-2) [6ـ5]
شماي 1-2
وقتي دي آزومتانهاي دو استخلافي به استيلنها اضافه شوند ، پيرازولين حاصل نميتواند به سهولت توتومري شود. به هر حال در واكنش با اسيد، باز يا گرما، اين پيرازولين به پيرازول تبديل ميشود.[7]
به طور كلي يكي از 2 استخلاف در موقعيت 3 به موقعيت 4 نوآرائي ميكند يا حذف ميشود. اگر موقعيت 4 اشغال شود مهاجرت به موقعيت 1 مشاهده ميشود. ( شماي 1-3) [8]
شماي 1-3
بطور مشابه تركيبات دي آزو را ميتوانيم به تركيبات استيلني قلع به صورت زير اضافه كنيم.( شماي 1-4 )[10ـ9 [
شماي 1-4
1ـ3 واكنشهاي پيرازولها:
واكنشهايي كه بر روي حلقه پيرازول انجام ميشود ميتواند به صورتهاي مختلفي باشد.اين واكنشها ميتواند با واكنشگرهاي الكتروفيلي، راديكالي و يا نوکلئوفيلي انجام شود كه به عنوان نمونه، تعدادي از اين واكنشها را بررسي مينماييم. آسيلاسيون در حضور باز ضعيفي مانند پيريدين بر روي نيتروژن پيرازول صورت ميپذيرد.( شماي 1-5 ) [13ـ11]
شماي 1-5
براي انجام آسيلاسيون بر روي كربن بايد نيتروژن حلقه را بلوكه كرد وگرنه همانطور كه ذكر شد واكنش آسيلاسيون بر روي نيتروژن انجام ميپذيرد.( شماي 1-6)
شماي 1-6
نيتراسيون در موقعيت 4 پيرازول انجام ميشود. [14] در اين واكنش استيل نيترات به عنوان عامل نيترودار كننده عمل مي کند، در ابتدا نيتروژن نيترودار ميشود , اين محصول در مرحله بعد در حضور اسيد سولفوريك در دماي اتاق در اثر نوآرايي به 4ـ نيتروپيرازول تبديل ميشود.( شماي 1-7 )[15]
شماي 1-7
واكنش سولفوناسيون بر روي حلقه پيرازول در حضور اسيد سولفوريک دودکننده و در دماي بالا انجام ميشود.( شماي 1-8 ) ]16[
شماي 1-8
پيرازول در واكنش با بازها هيدروژن روي نيتروژن خود را از دست داده، توليد آنيون پيرازول مينمايد. به عنوان مثال، ميتوان از كاتاليزورهاي انتقال فاز براي اين مورد استفاده كرد. تركيب (6)در حضور اين كاتاليزور پروتونزدايي شده، و در واكنش با آلكيل هاليد (7) تركيب (8) را ايجاد ميكند. (شماي 1-9 )[18- 17]
(8) (7) (6)
شماي 1-9
اگر بخواهيم چنين واكنشي بر روي كربن پيرازول انجام پذيرد ، بايد ابتدا هيدروژن روي نيتروژن را بلوكه كنيم تا واكنش بر روي كربن انجامپذير باشد , در غير اينصورت حتما واكنش بر روي نيتروژن متصل به هيدروژن انجام ميپذيرد. به عنوان مثال، نيتروژن تركيب (9) در حضور فرمالدئيد و پيروليدين بلوكه شده تا تركيب (10) را توليد كند و اين تركيب به نوبه خود در حضور واكنشگرهاي مناسب در كربن شماره 4 متحمل جايگزيني الكتروفيلي ميشود. سپس در اثر محافظتزدايي، تركيب (11) را بدست دهد.( شماي 1-10 ) ]20-19[
(11) (10) (9)
شماي 1-10
2-1 پيريدينها
پيريدين و بسياري از متيل ـ و اتيل- پيريدينها را ميتوان از مخلوط فرار ناشي از كربني كردن زغال سنگ به دست آورد. قطران زغال سنگ حاوي حدود 2/0% مخلوطي با پايه پيريدين است كه بوسيله اسيد استخراج شده و سپس جداسازي ميگردد. در هر حال روشهاي سنتزي تهيه پيريدين و متيل پيريدينها در مقياس زياد از مواد اوليه آليفاتيك جانشين تهيه از روش زغال سنگ شده است. براي مثال، واكنش فاز گازي استالدئيد، فرمالدئيد و آمونياك در حضور كاتاليزور سيليس ـ آلومينيوم منجر به توليد پيريدين و 3ـ متيل پيريدين ميشود. 2ـ و 4ـ متيل پيريدين به عنوان تركيب غالب از واكنش فاز گازي استالدئيد و آمونياك به دست ميآيد. تركيبات كربونيل مختلف ديگري مثل آكرولئين و استون به عنوان مواد اوليه با آمونياك براي تهية آلكيل پيريدينها مورد استفاده قرار ميگيرند. پيريدينهاي پر استخلاف متعددي نيز به صورت تجارتي از طريق واكنشهاي حلقوي شدن تهيه ميشوند.
پيريدين يك مايع قابل اختلاط با آب ، با نقطه جوش 115 درجه سانتيگراد و بوي نامطبوع است. اين ماده يك حلال قطبي عالي ، يك باز (23/5=pKa ) و يك ليگاند دهنده در كمپلكسهاي فلزي ميباشد. سه تركيب متيل پيريدين (سابقاً به پيكولين معروف بودند) همگي در قطران زغال سنگ موجودند و توسط سنتز حلقوي ساخته ميشوند. هر سه متيل پيريدين توسط اكسيد كردن در محيط گازي با هوا و آمونياك به سيانوپيريدينهاي مربوط تبديل ميشوند كه از آنها در جهت سنتز ساير پيريدينهاي استخلاف شده، استفاده ميشود. براي مثال، محصول هيدروليز 3ـ سيانوپيريدين ، پيريدين ـ 3ـ كربوكساميد ( نيكوتيناميد) و پيريدين –3– كربوكسيليك اسيد (نيكوتينيك اسيد)، جزو ويتامينهاي گروه ب ميباشند. برخي از دي و تريمتيل پيريدينها نيز، به آساني از راه سنتز در مقياس بالا به دست ميآيند. ديمتيل پيريدينها سابقاً لوتيدين و تريمتيل پيريدينها، كوليدين ناميده ميشد. بسياري از پيريدينهاي ساده از جمله 2ـ كلروپيريدين و 2ـ آمينوپيريدين در حجم بالا توليد شدهاند. 2ـ كلروپيريدين محصول اصلي كلره كردن پيريدين در محيط گازي و 2ـ آمينوپيريدين حاصل واكنش چيچيبابين از پيريدين است.
پيريدين ـ3ـ كربوكساميد (نيكوتيناميد) بخشي از ساختمان كوآنزيمهاي مهم نيكوتين آميد آدنين دي نوكلئوتيد (NAD) , (12)،( R=H )و فسفات آن (NADP+) [R=PO(OH)2] ميباشد. اين كوآنزيم يكي از ويتامينهاي كمپلكس ب 2 ميباشد كه در سلولهاي قرمز خون وجود دارد و در واكنشهاي احيايي بيوشيميايي شركت ميكند .
پيريدوكسول ( ويتامين ب 6)،(13)، (R= CH2OH) در مخمر و جوانه گندم موجود و يك افزودني مهم غذائي است. تركيبات مربوط با نامهاي معمول عبارتند از پيريدوكسال (R= CHO )و پيريدوكسامين (R=CH2NH2) . مشتق 5ـ فسفات پيريدوكسال يك كوآنزيم واكنش كربوكسيلبرداري و ترانس آمينه كردن آمينواسيدها ميباشد. پيريدينهاي طبيعي زيادي وجود دارند كه بهترين نمونه شناخته شده آن آلكالوئيد نيكوتين تنباكو ميباشد .
(13) (12)
بسياري از پيريدينها به صورت دارو درآمدهاند مثل پيروكسيكام، كه يك ضد التهاب است، نيفديپين و آملوديپين كه در درمان آنژين مؤثرند و پيناسيديل، كه براي درمان افزايش فشار خون به كار ميرود. بسياري از بيپيريديلها آفتكش گياهي هستند كه از آن ميان ميتوان به پاراكوات و ديكوات اشاره كرد.
شواهد فراواني نشان ميدهد كه پيريدين يك مولكول آروماتيك است و انرژي رزونانسي قابل مقايسه با بنزن دارد. شيمي آن از برخي جهات شبيه بنزن است، اگرچه اختلافهاي بسياري ناشي از وجود اتم نيتروژن در حلقه وجود دارد . در هر حال ميتوانيم بگوييم كه عموماً واكنشهاي جانشيني الكترون دوستي پيريدين مشكلتر از تركيبات بنزن است، در نتيجه تركيبات پيچيدة پيريدين به جاي ساخته شدن از طريق واكنشهاي جانشيني معمولاً توسط سنتز حلقه ساخته ميشوند و روشهاي سنتز حلقه پيريدين مهمتر از تركيبات بنزن است.
2-2 سنتز حلقه
روشهاي مرسوم ساختن پيريدينها از تركيبات پيشتاز غير حلقوي با استفاده از واكنشهاي حلقه زايي است. ارزيابي سنتز معكوس سيستم حلقوي پيريدين در شماي 2-1 سه راه ممكن را براي ساخت حلقه از مواد آغازگر قابل دستيابي نشان ميدهد.
شماي 2-1
سنتز هانش و واكنشهاي مربوط به آن :
واكنش تركيبات 1، 3ـ ديكربونيل با آلدئيدها و آمونياك بيش از يك قرن پيش توسط هانش به عنوان راهي براي رسيدن به 1، 4– دي هيدروپيريدينها شرح داده شد. اين واكنش به طور گستردهاي براي سنتز دي هيدروپيريدين ها و پيريدينهايي كه استخلافهاي قرينه دارند به كار گرفته شده است. در سالهاي اخير، به دنبال كشف خصوصيات مفيد برخي از محصولات سنتز هانش، اين واكنش اهميت يافت. براي مثال، نيفديپين، به صورت يك متضاد كلسيم در موجود زنده عمل ميكند و به عنوان يك عامل ضد افزايش فشار خون ارزش درماني دارد.]21 [
واكنش و مكانيسم آن در شماي 2-2 آمده است . چهار تركيب شركت كننده در واكنش ، در اين مثال عبارتند از : متيل استواستات (2 مول ) ، بنزآلدئيد و آمونياك . دو ماده حد واسط توسط واكنش جداگانه متيل استواستات با آمونياك و بنزآلدئيد توليد مي شوند . اين دو حد واسط در مخلوط واكنش تأييد شده اند و مرحله تعيين كننده سرعت واكنش مرحله افزايش متيل 3ـ آمينوبوت ـ 2ـ انوآت به كتواستر اشباع نشده مي باشد .] 22[
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.