مشتقات البيرازين هي فئة من المركبات غير المتجانسة مع مجموعة واسعة من التطبيقات في مجالات الأدوية والكيماويات الزراعية وعلوم المواد. بصفتي موردًا رئيسيًا للبيرازين ، غالبًا ما يسألني عن طرق إعداد هذه المركبات القيمة. في منشور المدونة هذا ، سأشارك بعض الطرق الشائعة والفعالة لإعداد مشتقات البيرازين ، وتوفير رؤى يمكن أن تكون مفيدة لكل من الباحثين والمهنيين في الصناعة.
1. تفاعلات التكثيف
واحدة من أكثر الطرق المباشرة لإعداد مشتقات البيرازين هي من خلال تفاعلات التكثيف. تتضمن ردود الفعل هذه عادةً مزيجًا من الكيتونات الأمينية α أو α - الألدهيدات الأمينية.
1.1 تكثيف الذات من α - الكيتونات الأمينية
عندما يتم تسخين الكيتونات الأمينية α - في وجود محفز حمض ، يمكن أن يخضع لتكثيف ذاتي لتشكيل مشتقات البيرازين. على سبيل المثال ، يمكن أن تتفاعل جزيئان من الكيتون α - الأميني من خلال سلسلة من الخطوات بما في ذلك الجفاف والدراجات. تتضمن آلية التفاعل تكوين وسيطة إيمين ، تليها المزيد من التفاعلات لإغلاق حلقة البيرازين.
يمكن تمثيل معادلة التفاعل العامة على النحو التالي:
2 RCH (NH₂) Coch₃ → Pyrazine مشتق + 2 H₂o
هذه الطريقة بسيطة نسبيًا ويمكن تنفيذها في ظل ظروف رد الفعل الخفيفة. ومع ذلك ، فإن اختيار α - ketone الأميني وظروف التفاعل مثل درجة الحرارة ، وتركيز المحفز ، ووقت التفاعل يجب أن يتم تحسينه بعناية للحصول على عوائد عالية من مشتق البيرازين المطلوب.
1.2 تكثيف مركبات α - الأمينية المختلفة
بالإضافة إلى التكثيف الذاتي ، يمكن الجمع بين الكيتونات α - الأمينية المختلفة أو α - الألدهيدات الأمينية لتشكيل مشتقات البيرازين غير المتماثلة. على سبيل المثال ، يمكن أن يتفاعل ketone α - amino و α - aldehyde لتوليد بيرازين مع بدائل مختلفة على الحلبة. يسمح هذا النهج بتوليف مجموعة متنوعة من مشتقات البيرازين ذات ميزات هيكلية محددة.
2. تفاعلات الاقتران المؤكسدة
تفاعلات الاقتران المؤكسدة هي استراتيجية مهمة أخرى لإعداد مشتقات البيرازين. تتضمن هذه التفاعلات عادة أكسدة الأمينات أو المركبات ذات الصلة لتشكيل حلقات بيرازين.
2.1 اقتران المؤكسدة من diamines
يمكن أكسدة Diamines في وجود عامل مؤكسد مناسب لتشكيل مشتقات البيرازين. على سبيل المثال ، عندما يتم علاج 1،2 - diamines مع المؤكسدات مثل اليود أو أكاسيد المعادن ، يتم أكسدة diamines وتخضع للدراجات لتشكيل حلقات بيرازين.
تتضمن آلية التفاعل تكوين وسيطة جذرية من خلال الأكسدة ، تليها خطوات الاقتران وركوب الدراجات. يعد اختيار عامل المؤكسدة أمرًا بالغ الأهمية ، حيث قد يؤدي المواد المؤكسدة المختلفة إلى معدلات تفاعل مختلفة وتجاوزات. تشمل بعض عوامل المؤكسدة الشائعة برمنجانت البوتاسيوم ، نترات الأمونيوم السيريوم (IV) ، وأكسيد الفضة.
2.2 الاقتران المؤكسد للأمينات والألدهيدات
يمكن أيضًا استخدام الأمينات والألدهيدات في تفاعلات الاقتران المؤكسدة لإعداد مشتقات البيرازين. في هذه العملية ، يتفاعل أمين وألدهيد أولاً لتشكيل وسيط إيمين ، والذي يتم أكسده ودرابته لتشكيل حلقة البيرازين. توفر هذه الطريقة طريقة مرنة لإدخال بدائل مختلفة على حلقة البيرازين باستخدام أمينات وألدهيدات مختلفة.
3. ردود الفعل البديلة على بيرازين
بدءًا من جزيء بيرازين بسيط ، يمكن تنفيذ تفاعلات الاستبدال لإدخال مجموعات وظيفية مختلفة على حلقة البيرازين ، وبالتالي تحضير مشتقات بيرازين مختلفة.
3.1 ردود الفعل الهالوجين
الهالوجين هو رد فعل استبدال شائع للبيرازين. يمكن أن يتفاعل البيرازين مع عوامل الهالوجين مثل البروم أو الكلور في وجود محفز لإدخال ذرات الهالوجين على الحلبة. يمكن التحكم في موضع الهالوجين من خلال ظروف التفاعل وطبيعة المحفز. على سبيل المثال ، في وجود محفز حمض لويس ، قد يحدث الهالوجين بشكل تفضيلي في مواقع معينة على حلقة البيرازين.
تعد مشتقات البيرازين المليئة بالهالوجين وسيطًا مهمًا لمزيد من التفاعلات ، حيث يمكن استبدال ذرات الهالوجين بسهولة بمجموعات وظيفية أخرى من خلال تفاعلات الاستبدال النووي.
3.2 تفاعلات الاستبدال النووي
بمجرد الحصول على بيرازين مجنونة ، يمكن أن يخضع لتفاعلات استبدال النواة. يمكن أن تتفاعل النيوكليوفيل مثل الأمينات أو الكحول أو الثيول مع البيرازين المهلوس لاستبدال ذرة الهالوجين بالمجموعة الوظيفية المقابلة.
على سبيل المثال ، يمكن أن يتفاعل بيرازين مجنونة مع أمين لتشكيل مشتق الأميني البديل. يستخدم هذا النوع من التفاعل على نطاق واسع في تخليق الأدوية القائمة على البيرازين والكيماويات الزراعية.
4. أمثلة على مشتقات بيرازين محددة وإعدادها
دعونا نلقي نظرة على بعض مشتقات بيرازين محددة وكيف يتم إعدادها.
4.1Pyrazine - 2 - Carbothioomide CAS 4604 - 72 - 2
يمكن تحضير هذا المركب عن طريق رد فعل بيرازين - 2 - كلوريد الكربونيل مع ثيوريا. يحدث التفاعل عادة في مذيب عضوي مثل ثنائي كلورو ميثان أو الكلوروفورم ، وغالبًا ما تتم إضافة قاعدة مثل ثلاثي إيثيل أمين لتحييد كلوريد الهيدروجين المتولد أثناء التفاعل.
معادلة التفاعل هي:
بيرازين - 2 - كلوريد الكاربونيل + ثيوريا → بيرازين - 2 - كاربوثيواميد + حمض الهيدروكلوريك
4.23 - الكلورو - 5 - Iodopyrazin - 2 - أمين CAS 1252597 - 70 - 8
تحضير 3 - الكلورو - 5 - Iodopyrazin - 2 - أمين قد ينطوي على توليف متعدد الخطوات. أولاً ، قد يكون البيرازين مُصنّعًا لتقديم ذرة الكلور في الوضع المناسب. بعد ذلك ، يمكن تنفيذ رد فعل اليود باستخدام وكيل يوود مثل أحادي كلوريد اليود أو n - iodosuccinimide. أخيرًا ، يتم تنفيذ خطوة amination لتقديم المجموعة الأمينية.
4.32 - Ethynylpyrazine CAS 153800 - 11 - 4
2 - يمكن إعداد ethynylpyrazine من خلال رد فعل اقتران Sonogashira. في هذا التفاعل ، يتم تفاعل بيرازين مختلط الهالوجين ، مثل 2 - بروموبيرازين ، مع مركب إيثينيل في وجود محفز بالاديوم ومحفز مشترك للنحاس. عادة ما يتم رد الفعل في مذيب عضوي تحت جو خامل.
5. العوامل التي تؤثر على إعداد مشتقات البيرازين
5.1 ظروف التفاعل
ظروف التفاعل مثل درجة الحرارة والضغط ووقت التفاعل لها تأثير كبير على إعداد مشتقات البيرازين. على سبيل المثال ، في تفاعلات التكثيف ، قد تزيد درجات الحرارة المرتفعة من معدل التفاعل ، ولكنها قد تسبب أيضًا تفاعلات جانبية أو تحلل من المواد المتفاعلة. لذلك ، من الضروري العثور على نطاق درجة الحرارة الأمثل لكل رد فعل محدد.
يحتاج وقت التفاعل أيضًا إلى التحكم بعناية. قد يؤدي وقت التفاعل غير الكافي إلى تفاعلات غير مكتملة ومنخفضة العوائد ، في حين أن أوقات التفاعل الطويلة قد تؤدي إلى تكوين المنتجات بواسطة.
5.2 اختيار المذيبات
اختيار المذيبات أمر بالغ الأهمية في إعداد مشتقات البيرازين. المذيبات المختلفة لها قطارات مختلفة ، والذوبان ، والتفاعلات. على سبيل المثال ، في تفاعلات الإحلال ، قد تسهل المذيبات القطبية التفاعل عن طريق حل المواد المتفاعلة والوسطيات. المذيبات غير القطبية ، من ناحية أخرى ، قد تكون أكثر ملاءمة لبعض تفاعلات الاقتران المؤكسدة.
5.3 نقاء المواد المتفاعلة
نقاء المواد المتفاعلة هو عامل مهم آخر. يمكن أن تؤثر الشوائب في المواد المتفاعلة على معدل التفاعل ، والعائد ، ونقاء المنتج النهائي. لذلك ، من الضروري استخدام المواد المتفاعلة عالية النقاء في تخليق مشتقات البيرازين.
6. الاستنتاج والدعوة
في الختام ، هناك طرق متعددة لإعداد مشتقات البيرازين ، بما في ذلك تفاعلات التكثيف ، وتفاعلات الاقتران المؤكسدة ، وردود الفعل البديلة. كل طريقة لها مزاياها وقيودها ، ويعتمد اختيار الطريقة على الهيكل المحدد وخصائص مشتق البيرازين المطلوب.
كمورد بيرازين موثوق به ، لدينا خبرة واسعة في تخليق وتوريد مشتقات بيرازين المختلفة. يمكننا توفير منتجات بيرازين عالية الجودة ودعم فني لتلبية احتياجاتك المحددة. إذا كنت مهتمًا بشراء مشتقات البيرازين أو لديك أي أسئلة حول إعدادها ، فلا تتردد في الاتصال بنا لمزيد من المناقشة والتفاوض. نتطلع إلى إنشاء شراكات طويلة المدى ومفيدة معك.
مراجع
- سميث ، JA "الكيمياء العضوية المتقدمة: توليف المركبات غير المتجانسة." وايلي ، 2015.
- Brown ، RD "الكيمياء غير المتجانسة: المبادئ والتطبيقات." مطبعة جامعة أكسفورد ، 2018.
- باتيل ، SK "الطرق الاصطناعية لمشتقات البيرازين". مجلة الكيمياء غير المتجانسة ، 2020 ، 57 (3) ، 123 - 135.
