Teurimong geunaseh ka neukunjong bak nature.com. Versi browser nyang neungui na dukungan CSS nyang teubatah. Keu pengalaman nyang paleng jroh, kamoe meusarankan neungui versi browser nyang paleng baro (atau neupeumate mode kompatibilitas lam Internet Explorer). Seulaén nibak nyan, keu tapeugot dukungan sabe, situs nyoe hana akan geupeutamong gaya atawa JavaScript.
Studi nyo meulaporkan metode yeng that efisien untuk sintesis benzoksazol dipakek katekol, aldehida ngen amonium asetat seubagai bahan baku melalui reaksi penggabungan dalam etanol deungen ZrCl4 seubagai katalis. Serangkaian benzoxazole (59 jenis) berhasil disintesis ngen cara nyoe lam hasee sampoe 97%. Keuntongan laen dari pendekatan nyo termasok sintesis skala rayek ngon penggunaan oksigen seubagai bahan oksidasi. Kondisi reaksi ringan memungkenkan fungsionalisasi beurikot jih, nyang memfasilitasi sintesis pelbagai turunan deungon struktur nyang relevan seucara biologis lagee β-laktam ngon heterosiklus kinolin.
Perkembangan metode baro sintesis organik nyang jeut mengatasi keterbatasan lam meutumeng senyawa bernilai tinggi ngon meningkatkan keragaman jih (untuk meubuka bidang aplikasi potensial baro) kaleuh menarek le perhatian bak akademisi ngon industri1,2. Seulaen efisiensi nyang tinggi dari metode-metode nyoe, keramahan lingkungan dari pendekatan nyang teungoh dikembangkan pih akan jeut keu keuntungan nyang signifikan3,4.
Benzoxazoles nakeuh saboh glah senyawa heterosiklik nyang ka le that menarek perhatian kareuna aktivitas biologis nyang kaya. Senyawa lagee nyan kaleuh dilaporkan na aktivitas antimikroba, neuroprotektif, antikanker, antivirus, antibakteri, antijamur, ngon anti-inflamasi5,6,7,8,9,10,11. Awak nyan cit seucara luah dipakek di berbagai bidang industri termasok farmasi, sensorik, agrokimia, ligan (untuk katalisis logam transisi), ngen ilme bahan12,13,14,15,16,17. Kareuna sifeut kimia ngon serbaguna jih nyang unik, benzoksazol kaleuh jeuet blok bangunan peunteng untok sintesis le molekul organik nyang kompleks18,19,20. Nyang menarik, padum-padum boh benzoksazol nakeuh produk alami nyang peunteng ngon molekul nyang relevan seucara farmakologis, lagee nakijinol21, boksazomisin A22, kalsimisin23, tafamidis24, kabotamisin25 ngon neosalvianen (Gambar 1A)26.
(A) Contoh produk alami berbasis benzoksazol ngon senyawa bioaktif. (B) Padum-padum boh sumber katekol alami.
Katekol le that dipakek lam le bidang lagee farmasi, kosmetik dan ilme bahan27,28,29,30,31. Katekol pih kaleuh terbukti na sifeut antioksidan ngon anti-inflamasi, jeut keu calon potensial seubagoe agen terapeutik32,33. Sifeut nyoe ka jeuet keu seubab geungui lam pengembangan kosmetik anti-aging ngon produk perawatan kulet34,35,36. Seulaen nyan, katekol kaleuh teubukti seubagoe prekursor nyang efektif untok sintesis organik (Gambar 1B)37,38. Padum-padum boh katekol nyoe le that lam alam. Kareuna nyan, penggunaan jih seubagoe bahan mentah atawa bahan awai keu sintesis organik jeut mewujudkan prinsip kimia ijo “memanfaatkan sumber daya terbarukan”. Na padum boh rute nyang beda kaleuh ji kembangkan untuk ji peusiapkan senyawa benzoxazole nyang berfungsional7,39. Fungsionalisasi oksidatif ikatan C(aryl)-OH katekol nakeuh salah saboh pendekatan nyang paleng menarek ngon baroe untok sintesis benzoksazol. Contoh pendekatan nyoe lam sintesis benzoksazol nakeuh reaksi katekol deungon amina40,41,42,43,44, deungon aldehida45,46,47, deungon alkohol (atau eter)48, seureuta deungon keton, alkena, ngon alkina (Gambar 2A)49. Lam penelitian nyoe, reaksi multikomponen (MCR) antara katekol, aldehida ngon amonium asetat geungui keu sintesis benzoksazol (Gambar 2B). Reaksi nyan geupeugot ngon geungui jumlah katalitik ZrCl4 lam pelarut etanol. Perhatikan bahwa ZrCl4 jeut dianggap seubagai katalis asam Lewis ijo, nyan adalah senyawa yeng kureung toksik [LD50 (ZrCl4, oral untuk tikoh) = 1688 mg kg−1] ngen hana dianggap brat toksik50. Katalis zirkonium cit kalheh berhasel dipakek seubagai katalis untuk sintesis berbagai seunyawa organik. Biaya awak nyan yeng miyup ngen stabilitas yeng lambong teuhadap ie ngen oksigen dipeuget awak nyan jeut katalis yeng menjanjikan dalam sintesis organik51.
Untuk meuteumee kondisi reaksi nyang cocok, kamoe memilih 3,5-di-tert-butilbenzena-1,2-diol 1a, 4-metoksibenzaldehida 2a dan garam amonium 3 seubagoe reaksi model dan melakukan reaksi-reaksi nyan deungon na asam Lewis (LA) nyang berbeda keu suhu benxazo1). Hana produk nyang diamati deungon hana katalis (Tabel 1, entri 1). Seulaen nyan, 5 mol % asam Lewis nyang meubeda lagee ZrOCl2,8H2O, Zr(NO3)4, Zr(SO4)2, ZrCl4, ZnCl2, TiO2 ngon MoO3 geu uji seubagoe katalis lam pelarut EtOH ngon ZrCl4 geuteumeung nyang paleng get (Tabel 8). Keu peuningkat efisiensi, meubagoe pelarut geu uji meunan cit dioksan, asetonitril, etil asetat, dikloroetan (DCE), tetrahidrofuran (THF), dimetilformamida (DMF) ngon dimetil sulfoksida (DMSO). Hase dari mandum pelarut nyang diuji leubeh miyup nibak etanol (Tabel 1, entri 9-15). Meungui sumber nitrogen laen (lagee NH4Cl, NH4CN ngon (NH4)2SO4) seubagoe gantoe amonium asetat hana meuningkatkan hase reaksi (Tabel 1, entri 16-18). Kajian leubeh lanjot geupeuleumah bahwa suhu di miyup ngon di ateuh 60 °C hana geupeugot hasé reaksi (Tabel 1, entri 19 ngon 20). Bak watèe beban katalis geu ubah jeuet keu 2 ngon 10 mol %, hasé jih maseng-maseng 78% ngon 92% (Tabel 1, entri 21 ngon 22). Hasé jih meunuron watèe reaksi nyan geupeugot di miyup atmosfir nitrogen, nyan tanda bahwa oksigen atmosfer mungkén meu'èn peran kunci lam reaksi nyan (Tabel 1, entri 23). Peuningkatan jumlah amonium asetat hana meuningkatkan hase reaksi dan bahkan meunuron hase (Tabel 1, entri 24 dan 25). Seulaen nyan, hana peningkatan hase reaksi nyang diamati deungon meutamah jumlah katekol (Tabel 1, entri 26).
Lheueh geupeuteuntèe kondisi reaksi nyang optimal, serbaguna ngon penerapan reaksi nyan geupeulajari (Gambar 3). Kareuna alkina ngon alkena na keulompok fungsional nyang peunteng lam sintesis organik ngon mudah dipeuget derivatisasi leubeh lanjot, meupadum turunan benzoksazol disintesis deungon alkena ngon alkina (4b-4d, 4f-4g). Meunyo tangui 1-(prop-2-in-1-il)-1H-indol-3-karbaldehida seubagoe substrat aldehida (4e), hase jih trok 90%. Seulaen nyan, benzoksazol nyang digantoh halo alkil disintesis deungon hase nyang tinggi, nyang jeuet dipakek untuk ligasi deungon molekul laen ngon derivatisasi leubeh lanjot (4h-4i) 52. lam hasé nyang manyang, maseng-maseng. Deungon cara nyoe, kamoe berhasil mensintesis turunan benzoksazol (4l ngon 4m) nyang mengandung moieties kinolon53,54,55. Benzoksazol 4n nyang na dua boh kelompok alkina disintesis lam hase 84% dari benzaldehida nyang geugantoe 2,4. Senyawa siklus 4o nyang mengandung heterosiklus indol berhasel disintesis lam kondisi nyang dioptimalkan. Senyawa 4p disintesis deungon dipakek substrat aldehida nyang meuleukat bak kelompok benzonitril, nyang merupakan substrat nyang berguna untuk peusiapan supramolekul (4q-4r)56. Untuk menyorotkan penerapan metode nyo, persiapan molekul benzoxazole yeng mengandung moieties β-laktam (4q-4r) ditunjukkan dalam kondisi yeng dioptimalkan melalui reaksi β-laktam yeng berfungsi aldehida, katekol, ngen amonium asetat. Eksperimen nyo menunjukkan bahwa pendekatan sintetis yeng baro dikembangkan jeut dipakek untuk fungsionalisasi tahap akhe molekul kompleks.
Untuk leubeh lanjot menunjukkan serbaguna ngon toleransi metode nyoe keu kelompok fungsional, kamoe meurunoe berbagai aldehida aromatik termasok kelompok penyumbang elektron, kelompok penarikan elektron, senyawa heterosiklik, ngon hidrokarbon aromatik polisiklik (Gambar 4, 4s-4aag). Miseu jih, benzaldehida diubah jeut keu produk nyang diinginkan (4s) lam hase terisolasi 92%. Aldehida aromatik deungon kelompok donor elektron (termasok -Me, isopropil, tert-butil, hidroksil, ngon para-SMe) berhasel diubah jeut keu produk nyang sesuai deungon hase nyang that get (4t-4x). Substrat aldehida nyang terhambat seucara sterik jeuet menghasekan produk benzoksazol (4y-4aa, 4al) deungon hase nyang get sampoe that get. Peuguna benzaldehida nyang geugantoe meta (4ab, 4ai, 4am) memungkenkan peusiapan produk benzoksazol lam hase nyang tinggi. Aldehida halogen lagee (-F, -CF3, -Cl ngon Br) geubri benzoksazol nyang sesuai (4af, 4ag ngon 4ai-4an) lam hase nyang memuaskan. Aldehida ngon kelompok penarikan elektron (misaljih -CN ngon NO2) pih meureaksi ngon jroh ngon geubri produk nyang geukeuneuk (4ah ngon 4ao) ngon hase nyang manyang.
Deret reaksi nyang geungui keu sintesis aldehida a ngon b. a Kondisi reaksi: 1 (1,0 mmol), 2 (1,0 mmol), 3 (1,0 mmol) ngon ZrCl4 (5 mol%) geu-reaksi lam EtOH (3 mL) bak suhu 60 °C seulama 6 j. b Hase jih sesuai ngon produk nyang diisolasi.
Aldehida aromatik polisiklik lagee 1-naftaldehida, antrasen-9-karboksaldehida ngon fenantrena-9-karboksaldehida jeuet menghasekan produk nyang diinginkan 4ap-4ar deungon hase nyang tinggi. Ladom aldehida aromatik heterosiklik teumasok pirol, indol, piridin, furan ngon tiofen bertoleransi kondisi reaksi deungon get ngon jeuet menghasekan produk nyang sesuai (4as-4az) deungon hase nyang tinggi. Benzoksazol 4aag jiteumee lam hase 52% ngon ji pakek aldehida alifatik nyang sesuai.
Wilayah reaksi nyang geungui aldehida komersial a, b. a Kondisi reaksi: 1 (1,0 mmol), 2 (1,0 mmol), 3 (1,0 mmol) ngon ZrCl4 (5 mol %) geu-reaksi lam EtOH (5 mL) bak suhu 60 °C seulama 4 j. b Hase jih sesuai ngon produk nyang diisolasi. c Reaksi nyan geupeugot bak suhu 80 °C seulama 6 j; d Reaksi nyan geupeugot bak suhu 100 °C seulama 24 j.
Untuk leubeh lanjot geugambarkan serbaguna ngon penerapan metode nyoe, kamoe pih meutes berbagai katekol nyang geugantoe. Katekol monosubstitusi lagee 4-tert-butilbenzena-1,2-diol ngon 3-metoksibenzena-1,2-diol bereaksi deungon get deungon protokol nyoe, meuhasekan benzoksazol 4aaa-4aac lam hase maseng-maseng 89%, 86%, ngon 57%. Meupadum boh benzoksazol polisubstitusi cit berhasil disintesis deungon geupake katekol polisubstitusi nyang sesuai (4aad-4aaf). Hana produk nyang dipeuroleh watee katekol nyang digantoe defisiensi elektron lagee 4-nitrobenzena-1,2-diol ngon 3,4,5,6-tetrabromobenzena-1,2-diol dipakek (4aah-4aai).
Sintesis benzoxazole lam jumlah gram berhasil dipeuget lam kondisi nyang dioptimalkan, ngon senyawa 4f disintesis lam hasee terisolasi 85% (Gambar 5).
Sintesis skala gram benzoksazol 4f. Kondisi reaksi: 1a (5,0 mmol), 2f (5,0 mmol), 3 (5,0 mmol) ngon ZrCl4 (5 mol%) geu-reaksi lam EtOH (25 mL) bak suhu 60 °C seulama 4 j.
Berdasarkan data literatur, mekanisme reaksi nyang masuk akai ka geuusulkan keu sintesis benzoksazol dari katekol, aldehida, ngon amonium asetat deungon na katalis ZrCl4 (Gambar 6). Katekol jeuet mengkelat zirkonium deungon mengkoordinasikan duwa kelompok hidroksil untok membentok inti phon dari siklus katalitik (I)51. Lam hai nyoe, bagian semikinon (II) jeuet dibentok melalui tautomerisasi enol-keto lam kompleks I58. Gugus karbonil nyang teubeuntuk lam perantara (II) deuh jih meu-reaksi ngon amonium asetat sampoe meubentuk imin perantara (III) 47. Kemungkinan laen nakeuh imin (III^), nyang teubeuntuk le reaksi aldehida ngon amonium asetat, meu-reaksi ngon gugus karbonil sampoe meubentuk perantara i,IV60min. Seulaen nyan, perantara (V) jeuet mengalami siklisasi intramolekul40. Akhe jih, perantara V dioksidasi deungon oksigen atmosfer, menghasekan produk nyang diingenkan 4 ngon meulheueh kompleks zirkonium untok memulai siklus beurikot jih61,62.
Mandum reagen ngon pelarut geubloe dari sumber komersial. Mandum produk nyang dituri diidentifikasi ngen dipeubandeng ngen data spektral ngon titek leleh sampel nyang diuji. Spektrum NMR 1H (400 MHz) ngon NMR 13C (100 MHz) geucatat bak alat DRX Brucker Avance. Titek leleh geupeuteuntèe bak alat Büchi B-545 lam kapiler nyang teubuka. Mandum reaksi nyan geupantau ngon kromatografi lapisan tipih (TLC) ngon geungui pelat gel silika (Silika gel 60 F254, Perusahaan Kimia Merck). Analisis unsur dipeuget bak mikroanalisis PerkinElmer 240-B.
Saboh larutan katekol (1,0 mmol), aldehida (1,0 mmol), amonium asetat (1,0 mmol) ngon ZrCl4 (5 mol %) lam etanol (3,0 mL) meuturôt-turôt geuaduk lam tabung teubuka lam bak minyeuk bak suhu 60 °C di miyup udara seulama watèe nyang geubutuhkan. Keumajuan reaksi nyan geupantau ngon kromatografi lapisan tipih (TLC). Lheueh seuleusoe reaksi, campuran nyang ka jiteumee nyan jipeulupie sampoe suhu ruangan ngon etanol jipeuteubiet ngon teukanan nyang ka jipeukureueng. Campuran reaksi nyan geu encerkan ngon EtOAc (3 x 5 mL). Lheueh nyan, lapisan organik nyang ka geupeugabong nyan geupeuthoe ateuh Na2SO4 anhidrat ngon geupeukonsentrasi lam vakum. Akhe jih, campuran manyang dimurnikan deungen kromatografi kolom dipakek eter minyeuk bumoe/EtOAc seubagai eluen untuk meuhasekan benzoksazol murni 4.
Singkat jih, kamoe ka meukembangkan protokol baro, ringan ngon ijo keu sintesis benzoxazoles melalui pembentukan berurutan ikatan CN ngon CO deungon na katalis zirkonium. Lam kondisi reaksi nyang geuoptimalkan, 59 boh benzoksazol nyang beda geusintesis. Kondisi reaksi kompatibel deungen berbagai kelompok fungsional, ngen padim boh inti bioaktif berhasel disintesis, meutunyok potensi tinggi awak nyan untuk fungsionalisasi selanjut jih. Oleh kareuna nyan, kamoe ka meukembangkan strategi nyang efisien, sederhana ngon praktis keu produksi skala rayeuk berbagai turunan benzoxazole dari katekol alami lam kondisi ijo ngon meupakek katalis biaya rendah.
Mandum data nyang dipeugot atawa dianalisa lam penelitian nyoe dipeutamong lam artikel nyang dipeuteubiet nyoe dan file Informasi Tambahan jih.
Nikolaou, Kota Kansas. Sintesis organik : seni ngen ilme menyalen molekul biologis yang geu teume di alam ngen geu peuget molekul yang sama di laboratorium. Proc. R Soc. A. 470, thon 2014.
Ananikov VP dkk. Perkembangan metode baro sintesis organik selektif modern: meutumeng molekul berfungsi deungen presisi atom. Russ Kimia. Ed. 83, 885 (thôn 2014).
Ganesh, KN, dan laen-laen. Kimia ijo: Landasan keu masa ukeu nyang berkelanjutan. Organik, proses, penelitian ngon pengembangan 25, 1455-1459 (2021).
Yue, Q., dan laen-laen. Tren ngon peluang lam sintesis organik: keadaan indikator penelitian global ngon kemajuan lam presisi, efisiensi, ngon kimia ijo. J. Org. Kimia. 88, 4031-4035 (2023).
Lee, SJ ngon Trost, BM Sintesis kimia ijo. PNAS. 105, 13197-13202 (2008).
Sintesis, perlabuhan molekuler ngon evaluasi antibakteri turunan benzoksazol baroe. Ie Unoe. Kimia. Res. 25, 553-567 (2016).
Transformasi sintetis ngon bioskrining turunan benzoksazol: tinjauan. Jurnal Kimia Heterosiklik 57, 2079-2107 (2020).
Sintesis ngon hubungan struktur-aktivitas turunan benzoksazol polisubstitusi nyang aktif antimikroba baroe. Jurnal Kimia Ubat Eropa 39, 291-298 (2004).
Akbay, A., Oren, I., Temiz-Arpaci, O., Aki-Sener, E. dan Yalcin, I. Sintesis sekitar benzoksazol, benzimidazol, benzotiazol dan oksazolo (4,5-b) rehibiase rehibiase dan awaknyan lam turunan transkrip HIV-1. Arzneimittel-Penelitian/Ubat Res. 53, 266-271 (2003).
Usmanieh, D. dan laen-laen. Sintesis padum boh turunan benzoxazole baroe ngon studi aktivitas antikanker jih. Jurnal Kimia Ubat Eropa 210, 112979 (2021).
Rida, S. M., dan laen-laen. Na padum boh turunan benzoksazol baroe kaleuh ji sintesis seubagoe agen antikanker, anti-HIV-1, ngon antibakteri. Jurnal Kimia Ubat Eropa 40, 949-959 (2005).
Demmer, KS ngon Bunch, L. Penerapan benzoksazol ngon oksazolopiridin lam penelitian kimia ubat. Jurnal Kimia Ubat Eropa 97, 778-785 (2015).
Paderni, D., dan laen-laen. Saboh kemosensor makrosiklik fluoresen berbasis benzoksazolil baro untuk deteksi optik Zn2+ ngon Cd2+. Sensor Kimia 10, 188 (2022).
Zou Yan dkk. Kemajuan lam penelitian benzotiazol ngon turunan benzoksazol lam pengembangan pestisida. Int. J Mol. Ilmu. 24, thon 10807 (2023).
Wu, Y. dan laen-laen. Duwa kompleks Cu(I) nyang dibangun deungon ligan benzoksazol N-heterosiklik nyang berbida: sintesis, struktur, ngon sipheuet fluoresensi. J. Mol. Struktur. 1191, 95-100 (2019).
Mekanisme oksidasi katalitik stirena le hidrogen peroksida deungon na kompleks paladium (II) kationik. Jurnal masyarakat kimia amerika 139, 12495-12503 (2017).
Agag, T., Liu, J., Graf, R., Spiess, HW, ngon Ishida, H. Resin benzoksazol: Glah baro polimer termoset nyang berasal dari resin benzoksazin pintar. Makromolekul, Wahyu 45, 8991-8997 (2012).
Basak, S., Dutta, S. ngon Maiti, D. Sintesis 1,3-benzoksazol nyang berfungsi C2 melalui pendekatan aktivasi C-H nyang dikatalisis logam transisi. Kimia – saboh jurnal Eropa 27, 10533-10557 (2021).
Singh, S., dan laen-laen. Kemajuan baroe-baroe nyoe lam pengembangan senyawa aktif farmakologis nyang mengandung rangka benzoxazole. Jurnal Kimia Organik Asia 4, 1338-1361 (2015).
Wong, XK dan Yeung, KY. Tinjauan paten status perkembangan ubat benzoxazole saat nyoe. KhimMedKhim. 16, 3237-3262 (2021).
Ovenden, SPB, dan laen-laen. Benzoksazol seskiterpenoid ngen kinon seskiterpenoid dari spons laot J. Nat. Proc. 74, 65-68 (2011).
Struktur antibiotik baroe boksazomisin a, b, ngon cj am. Kimia. Soc. 110, 2954-2958 (1988).
Cheney, ML, DeMarco, PW, Jones, ND, ngon Okkolowitz, JL Struktur ionofor kationik divalen A23187. Jurnal masyarakat kimia amerika 96, 1932-1933 (1974).
Taman, J., ngon nyang laen. Tafamidis: saboh penstabil transtiretin glah phon keu pengobatan kardiomiopati amiloid transtiretin. Cakepan Farmakoterapi 54, 470-477 (2020).
Streptomyces lam kondisi lingkungan nyang ekstrim: Sumber potensial ubat antimikroba ngon antikanker baroe? jurnal internasional mikrobiologi, thon 2019, thon 2019.
Alkaloid benzoksazol: kejadian, kimia dan biologi. Kimia ngon biologi alkaloid 79, 71-137 (2018).
Shafik, Z., dan laen-laen. Ikatan bionik di miyup ie ngon peugadeh perekat ateuh permintaan. Kimia Terapan 124, 4408-4411 (2012).
Lee, H., Dellatore, SM, Miller, VM, ngen Messersmith, Kimia wateh yeng diilhami le Kerang PB untuk lapisan multifungsi. Sains 318, 420-426 (2007).
Nasibipour, M., Safai, E., Wrzeszcz, G., ngon Wojtczak, A. Penyesuaian potensi redoks ngon aktivitas katalitik kompleks Cu (II) baroe nyang menggunakan O-iminobenzosemikinon seubagoe ligan penyimpanan elektron. Nov Rusia. Kimia, 44, 4426-4439 (2020).
Peran dopamin lam mekanisme tindakan antidepresan. Jurnal Farmakologi Eropa 405, 365-373 (2000).