Bujur man bandu si enggo reh ku nature.com enda. Versi browser si ipakendu lit dukungen CSS si terbatas. Gelah banci datndu pengalamen si mehulina, isaranken kami gelah ipakendu versi browser si mbaru (ntah pe mateken mode kompatibilitas bas Internet Explorer). Selain si e, gelah banci terus lit dukungen, situs enda la lit gaya ntah pe JavaScript.
Penelitian enda melaporken sada metode si sangat efisien guna sintesis benzoksazol alu make katekol, aldehida ras amonium asetat jadi bahan baku arah reaksi koupling i bas etanol alu ZrCl4 jadi katalis. Serangkaian benzoksazol (59 jenis) berhasil isintesis alu cara enda alu hasil seh ku 97%. Kelebihen si deban arah pendekaten enda eme sintesis skala besar ras penggunaan oksigen sebage bahan pengoksidasi. Kondisi reaksi si ringan memungkinken fungsionalisasi selanjutna, si memfasilitasi sintesis erbage turunen alu struktur si relevan secara biologis bagi β-laktam ras heterosiklus kinolin.
Perkembangen metode sintesis organik si mbaru si banci ngatasi keterbatasen i bas ndatken senyawa si bernilai tinggi ras nambahi keragamenna (guna mbuka potensi bidang aplikasi si mbaru) enggo menarik melala perhatian subuk i bas akademisi bage pe industri1,2. Selain efisiensi metode-metode enda si meganjang, keramahan lingkungen pendekatan-pendekatan si sangana ikembangken pe jadi sada keuntungen si signifikan3,4.
Benzoksazol eme sada kelas senyawa heterosiklik si enggo menarik perhatian erkiteken aktivitas biologisna si bayak. Senyawa si bage enggo ilaporken lit aktivitasna antimikroba, pelindung saraf, antikanker, antivirus, antibakteri, antijamur, ras anti-inflamasi5,6,7,8,9,10,11. Bagepe melala ipake ibas erbage bidang industri termasuk farmasi, sensorik, agrokimia, ligan (guna katalisis logam transisi), ras ilmu bahan12,13,14,15,16,17. Erkiteken sifat kimia si unik ras serbaguna, benzoksazol enggo jadi bahan bangunen si penting guna sintesis melala molekul organik si kompleks18,19,20. Si menarik, piga-piga benzoksazol eme produk alami si penting ras molekul si relevan secara farmakologis, misalna nakijinol21, boksazomisin A22, kalsimisin23, tafamidis24, kabotamisin25 ras neosalvianen (Gambar 1A)26.
(A) Contoh produk alami si erpalasken benzoksazol ras senyawa bioaktif. (B) Piga-piga sumber katekol si alami.
Katekol melala ipake ibas melala bidang bagi farmasi, kosmetik ras ilmu bahan27,28,29,30,31. Katekol pe enggo teridah lit sifat antioksidan ras anti-inflamasi, si erbahanca ia jadi calon potensial jadi agen terapi32,33. Sifat enda enggo erbahanca ipake ibas pengembangan kosmetik anti penuaan ras produk perawatan kulit34,35,36. Selanjutna, katekol enggo teridah jadi prekursor si efektif guna sintesis organik (Gambar 1B)37,38. Piga-piga katekol enda meluas melala i bas alam. Emakana, penggunaanna sebage bahan baku ntah pe bahan awal sintesis organik banci mewujudken prinsip kimia hijau “memanfaatken sumber daya terbarukan”. Piga-piga rute si berbeda enggo ikembangken guna nikapken senyawa benzoxazole si enggo ifungsionalisasi7,39. Fungsionalisasi oksidatif ikatan C(aryl)-OH katekol eme salah sada pendekaten si menarik ras mbaru ibas sintesis benzoksazol. Contoh pendekaten enda ibas sintesis benzoksazol eme reaksi katekol ras amina40,41,42,43,44, ras aldehida45,46,47, ras alkohol (ntah pe eter)48, bagepe ras keton, alkena ras alkin (Gambar 2A)49. I bas penelitian enda, reaksi multikomponen (MCR) antara katekol, aldehida ras amonium asetat ipake guna sintesis benzoksazol (Gambar 2B). Reaksi e ilakoken alu make jumlah katalitik ZrCl4 ibas pelarut etanol. Perdiateken maka ZrCl4 banci ianggap sebage katalis asam Lewis hijau, ia senyawa si kurang beracun [LD50 (ZrCl4, oral man tikus) = 1688 mg kg−1] ras la ianggap beracun tinggi50. Katalis zirkonium pe enggo berhasil ipake sebage katalis guna sintesis erbage senyawa organik. Biaya si murah ras stabilitasna si meganjang nandangi lau ras oksigen erbahanca ia jadi katalis si menjanjiken i bas sintesis organik51.
Guna ndarami kondisi reaksi si cocok, ipilih kami 3,5-di-tert-butilbenzena-1,2-diol 1a, 4-metoksibenzaldehida 2a ras garam amonium 3 jadi model reaksi ras ilakoken reaksi-reaksi e i bas kehadiren asam Lewis (LA) si berbeda ras suhu benxazo1). La lit sada pe produk si iperdiateken adi la lit katalis (Tabel 1, entri 1). Selanjutna, 5 mol % asam Lewis si berbeda-beda bagi ZrOCl2,8H2O, Zr(NO3)4, Zr(SO4)2, ZrCl4, ZnCl2, TiO2 ras MoO3 iuji jadi katalis i bas pelarut EtOH ras ZrCl4 idatken si mehulina (Tabel2–2). Guna meningkatken efisiensi, iuji erbage pelarut eme dioksan, asetonitril, etil asetat, dikloroetan (DCE), tetrahidrofuran (THF), dimetilformamida (DMF) ras dimetil sulfoksida (DMSO). Hasil kerina pelarut si iuji lebih rendah asangken etanol (Tabel 1, entri 9–15). Nggunaken sumber nitrogen si deban (misalna NH4Cl, NH4CN ras (NH4)2SO4) sebage pengganti amonium asetat labo meningkatken hasil reaksi (Tabel 1, entri 16–18). Penelitin selanjutna ncidahken maka suhu i teruh ras i datas 60 °C labo meningkatken hasil reaksi (Tabel 1, entri 19 ras 20). Adi beban katalis iubah jadi 2 ras 10 mol %, maka hasilna 78% ras 92% (Tabel 1, entri 21 ras 22). Hasilna nurun adi reaksi e ilakoken i teruh atmosfer nitrogen, si ncidahken maka oksigen atmosfer banci berperan kunci i bas reaksi e (Tabel 1, entri 23). Peningkatan jumlah amonium asetat labo meningkatken hasil reaksi bahkan menurun hasilna (Tabel 1, entri 24 ras 25). Selain si e, la lit peningkatan hasil reaksi si iperhatiken alu nambahi jumlah katekol (Tabel 1, entri 26).
Kenca enggo itentuken kondisi reaksi si optimal, ipelajari me serbaguna ras kelayaken reaksi e (Gambar 3). Erkiteken alkina ras alkena lit kelompok fungsionalna si penting i bas sintesis organik ras gampang ibahan derivatisasi lebih lanjut, piga-piga turunen benzoksazol isintesis alu alkena ras alkena (4b–4d, 4f–4g). Alu make 1-(prop-2-in-1-il)-1H-indol-3-karbaldehida jadi substrat aldehida (4e), hasilna seh ku 90%. Selain si e, benzoksazol si igantiken alu halo alkil isintesis alu hasil si meganjang, si banci ipake guna ligasi ras molekul si deban ras derivatisasi selanjutna (4h–4i) 52. i bas hasil si meganjang, masing-masing. Alu make cara enda, berhasil kami sintesis turunen benzoksazol (4l ras 4m) si mengandung moieties kinolon53,54,55. Benzoksazol 4n si mengandung dua gugus alkin isintesis ibas hasil 84% ibas benzaldehida si igantiken 2,4 nari. Senyawa sepeda 4o si mengandung heterosiklus indol berhasil isintesis ibas kondisi si ioptimalken. Senyawa 4p isintesis alu make substrat aldehida si melekat ku gugus benzonitril, si jadi substrat si erguna guna persiapen supramolekul (4q-4r)56. Guna ncidahken keberlakuan metode enda, persiapen molekul benzoksazol si mengandung moieties β-laktam (4q–4r) ipertunjukken i bas kondisi si ioptimalken arah reaksi β-laktam si ifungsionalisasi aldehida, katekol, ras amonium asetat. Percobaan enda ncidahken maka pendekaten sintetis si mbaru ikembangken banci ipake guna fungsionalisasi tahap akhir molekul si kompleks.
Guna lebih ncidahken serbaguna ras toleransi metode enda nandangi kelompok fungsional, ipelajari kami erbage aldehida aromatik termasuk kelompok donor elektron, kelompok penarik elektron, senyawa heterosiklik, ras hidrokarbon aromatik polisiklik (Gambar 4, 4s–4aag). Umpamana, benzaldehida iubah jadi produk si isuraken (4s) alu hasil terisolasi 92%. Aldehida aromatik si lit gugusna si mereken elektron (termasuk -Me, isopropil, tert-butil, hidroksil, ras para-SMe) berhasil iubah jadi produk si sesuai alu hasil si mehuli (4t–4x). Substrat aldehida si terhambat secara sterik banci menghasilken produk benzoksazol (4y-4aa, 4al) alu hasil si mehuli seh ku si mehuli. Penggunaan benzaldehida meta-substitusi (4ab, 4ai, 4am) memungkinken persiapen produk benzoksazol alu hasil si meganjang. Aldehida halogen bagi (-F, -CF3, -Cl ras Br) mereken benzoksazol si sesuai (4af, 4ag ras 4ai-4an) alu hasil si memuasken. Aldehida si lit gugus penarik elektronna (misalna -CN ras NO2) pe bereaksi alu mehuli ras mereken produk si isuraken (4ah ras 4ao) alu hasil si meganjang.
Deret reaksi si ipake guna sintesis aldehida a ras b. a Kondisi reaksi : 1 (1,0 mmol), 2 (1,0 mmol), 3 (1,0 mmol) ras ZrCl4 (5 mol%) ireaksiken ibas EtOH (3 mL) ibas suhu 60 °C selama 6 h. b Hasilna sue ras produk si terisolasi.
Aldehida aromatik polisiklik bagi 1-naftaldehida, antrasen-9-karboksaldehida ras fenantren-9-karboksaldehida banci menghasilken produk si isuraken 4ap-4ar alu hasil si meganjang. Erbage aldehida aromatik heterosiklik termasuk pirol, indol, piridin, furan ras tiofen menoleransi kondisi reaksi alu mehuli ras banci menghasilken produk si sesuai (4as-4az) alu hasil si tinggi. Benzoksazol 4aag idatken ibas hasil 52% alu make aldehida alifatik si sesuai.
Daerah reaksi alu make aldehida komersial a, b. a Kondisi reaksi : 1 (1,0 mmol), 2 (1,0 mmol), 3 (1,0 mmol) ras ZrCl4 (5 mol %) ireaksiken ibas EtOH (5 mL) ibas suhu 60 °C selama 4 h. b Hasilna sue ras produk si terisolasi. c Reaksi e ilakoken i bas suhu 80 °C selama 6 h; d Reaksi e ilakoken ibas suhu 100 °C selama 24 h.
Guna lebih nggambarken serbaguna ras kelayaken metode enda, iuji kami ka erbage katekol si igantiken. Katekol si igantiken sada bagi 4-tert-butilbenzena-1,2-diol ras 3-metoksibenzena-1,2-diol bereaksi alu mehuli ras protokol enda, si mereken benzoksazol 4aaa–4aac i bas hasil 89%, 86%, ras 57%. Piga-piga benzoksazol polisubstitusi pe berhasil isintesis alu make katekol polisubstitusi si sesuai (4aad–4aaf). La lit produk si idatken adi ipake katekol pengganti si kurang elektron bagi 4-nitrobenzena-1,2-diol ras 3,4,5,6-tetrabromobenzena-1,2-diol (4aah–4aai).
Sintesis benzoksazol ibas jumlah gram berhasil idalanken ibas kondisi si ioptimalken, ras senyawa 4f isintesis ibas hasil terisolasi 85% (Gambar 5).
Sintesis skala gram i bas benzoksazol 4f. Kondisi reaksi : 1a (5,0 mmol), 2f (5,0 mmol), 3 (5,0 mmol) ras ZrCl4 (5 mol%) ireaksiken ibas EtOH (25 mL) ibas suhu 60 °C selama 4 h.
Erpalasken data literatur, mekanisme reaksi si masuk akal enggo iusulken guna sintesis benzoksazol i bas katekol, aldehida, ras amonium asetat nari alu litna katalis ZrCl4 (Gambar 6). Katekol banci mengkelat zirkonium alu mengkoordinasiken dua gugus hidroksil guna membentuk inti si pemena ibas siklus katalitik (I)51. I bas hal enda, bagin semikinon (II) banci terbentuk arah tautomerisasi enol-keto i bas kompleks I58. Gugus karbonil si terbentuk ibas perantara (II) teridah bereaksi ras amonium asetat guna membentuk imin perantara (III) 47. Kemungkinen si deban eme imin (III^), si terbentuk arah reaksi aldehida ras amonium asetat, bereaksi ras gugus karbonil guna membentuk perantara i,IV-06min imin. Selanjutna, perantara (V) banci mengalami siklisasi intramolekul40. Kedungenna, perantara V ioksidasi alu oksigen atmosfer, hasilna produk si isuraken 4 ras ngelepasken kompleks zirkonium guna mulai siklus selanjutna61,62.
Kerina reagen ras pelarut itukur i bas sumber komersial nari. Kerina produk si iteh iidentifikasi alu perbandingen ras data spektral ras titik leleh sampel si iuji. Spektrum NMR 1H (400 MHz) ras NMR 13C (100 MHz) isuratken alu alat DRX Brucker Avance. Titik leleh itentuken i bas alat Büchi B-545 i bas kapiler si terbuka. Kerina reaksi e ipantau alu kromatografi lapisen tipis (TLC) alu make pelat silika gel (Silika gel 60 F254, Perusahaan Kimia Merck). Analisis unsur-unsur ilakoken alu alat Mikroanalisis PerkinElmer 240-B.
Larutan katekol (1,0 mmol), aldehida (1,0 mmol), amonium asetat (1,0 mmol) ras ZrCl4 (5 mol %) i bas etanol (3,0 mL) berturut-turut iaduk i bas tabung terbuka i bas mandi minak si suhu 60 °C i teruh udara i bas waktu si iperluken. Perkembangen reaksi e ipantau alu kromatografi lapisen tipis (TLC). Kenca dung reaksi, campuren si ihasilken i dinginken ku suhu kamar ras etanol ibuat alu tekanan si berkurang. Campuren reaksi e i encerken alu EtOAc (3 x 5 mL). Jenari, lapisen organik si enggo igabungken e ikerangken i datas Na2SO4 anhidrat ras ikonsentrasiken i bas vakum. Kedungenna, campuren mentah e imurniken alu kromatografi kolom alu make eter minyak bumi/EtOAc sebage eluen guna mampu benzoksazol murni 4.
Singkatna, enggo ikembangken kami sada protokol si mbaru, ringan ras hijau guna sintesis benzoksazol arah pembentuken ikatan CN ras CO si beruruten i bas kehadiren katalis zirkonium. I bas kondisi reaksi si enggo ioptimalken, 59 benzoksazol si berbeda isintesis. Kondisi reaksi e serasi ras erbage kelompok fungsional, janah piga-piga inti bioaktif berhasil isintesis, si ncidahken potensi si meganjang guna fungsionalisasi selanjutna. Emaka enggo ikembangken kami strategi si efisien, sederhana ras praktis guna produksi berskala besar erbage turunen benzoksazol i bas katekol alami i bas kondisi hijau alu make katalis si murah.
Kerina data si idat ntah pe si ianalisa i bas penelitian enda imasukken ku bas artikel si iterbitken enda ras file Informasi Tambahanna.
Nikola, i Kota Kansas nari. Sintesis organik : seni ras ilmu menyalin molekul biologis si lit i alam ras erbahan molekul si seri i laboratorium. Prok. R Sok. A. 470, tahun 2014 (2014).
Ananikov VP ras teman-temanna. Perkembangen metode si mbaru sintesis organik selektif modern: ndatken molekul si ifungsionalisasi alu ketepatan atom. Rus Kimia. Ed. 83, 885 (tahun 2014).
Ganesh, KN, ras si debanna. Kimia hijau : Palas guna masa depan si berkelanjuten. Organik, Proses, Penelitian ras Pengembangan 25, 1455-1459 (2021).
Yue, Q., ras si debanna. Tren ras peluang ibas sintesis organik: keadaan indikator penelitian global ras kemajun ibas ketepatan, efisiensi, ras kimia hijau. J. Organisasi. Kimia. 88, 4031-4035 (2023) i bas tahun 2023.
Lee, SJ ras Trost, BM Sintesis kimia si hijau. PNAS. 105, 13197-13202 (2008).
Sintesis, dok molekuler ras evaluasi antibakteri turunen benzoksazol si mbaru. Tengkuli. Kimia. Res. 25, 553-567 (2016) i bas tahun 2016.
10:10, 11. 10 I bas bahan enda, sipelajari kerna transformasi sintetis ras bioskrining turunen benzoksazol: sada ulasen. Jurnal Kimia Heterosiklik 57, 2079-2107 (2020) i bas tahun 2020.
Sintesis ras hubungen struktur-aktivitas turunen benzoksazol polisubstitusi si aktif antimikroba si mbaru. Jurnal Kimia Kedokteran Eropa 39, 291-298 (2004).
Sintesis piga-piga benzoksazol si igantiken 2,5,6, benzimidazol, benzotiazol ras oksazolo (4,5-b) rehibidase transkripta-1. Arznemitel-Penelitian/Obat-obatan Res. 53, 266-271 i bas tahun 2003 nari.
Osmanieh, D. ras si debanna. Sintesis piga-piga turunen benzoxazole si mbaru ras penelitian kerna aktivitas antikankerna. Jurnal Eropa kerna Kimia Kedokteran 210, 112979 (2021).
Rida, SM, ras si debanna. Piga-piga turunen benzoksazol si mbaru enggo isintesis jadi agen antikanker, anti-HIV-1, ras antibakteri. Jurnal Kimia Kedokteran Eropa 40, 949-959 (2005).
Demmer, KS ras Bunch, L. Penerapan benzoksazol ras oksazolopiridin i bas penelitian kimia tambar. Jurnal Kimia Kedokteran Eropa 97, 778-785 (2015).
Paderni, D., ras si debanna. Sada kemosensor makrosiklik neon berbasis benzoksazolil si mbaru guna deteksi optik Zn2+ ras Cd2+. Sensor kimia 10, 188 (2022) i bas tahun 2022.
Zou Yan ras teman-temanna. Kemajun ibas penelitian benzotiazol ras turunen benzoksazol ibas pengembangan pestisida. Int. J Mol. Ilmu Pengetahuan. 24, 10807 (2023).
Wu, Y. ras si debanna. Dua kompleks Cu(I) si ibangun alu ligan benzoksazol N-heterosiklik si berbeda: sintesis, struktur, ras sifat fluoresensi. J. Mol. Struktur. 1191, 95-100 (2019).
Mekanisme oksidasi katalitik stirena alu hidrogen peroksida i bas litna kompleks paladium(II) kationik. Jurnal Masyarakat Kimia Amerika 139, 12495-12503 (2017).
Resin benzoksazol: Kelas polimer termoset si mbaru si rehna i bas resin benzoksazin pintar nari. Makromolekul, Ketangkasen 45, 8991-8997 (2012).
1,3-benzoksazol si berfungsi C2 arah pendekaten aktivasi C-H si ikatalisi logam transisi. Kimia – Sada Jurnal Eropa 27, 10533-10557 (2021).
Singh, S., ras si debanna. Kemajun si mbaru-mbaru enda i bas pengembangan senyawa aktif secara farmakologis si mengandung kerangka benzoxazole. Jurnal Kimia Organik Asia 4, 1338-1361 (2015).
Wong, XK ras Yeung, KY. Peninjauan paten kerna status perkembangen obat benzoxazole si genduari. KhimMedKim. 16, 3237-3262 (2021).
Ovenden, SPB, ras si debanna. Benzoksazol seskiterpenoid ras kinon seskiterpenoid i bas spons laut Dactylospongia elegans nari. J. Nat. Prok. 74, 65-68 i bas tahun 2011 nari.
Struktur antibiotik si mbaru eme boksazomisin a, B, ras CJ Am. Kimia. Sok. 110, 2954-2958 (1988) i bas tahun 1988.
10:10 10 Struktur ionofor kationik divalen A23187. Jurnal Masyarakat Kimia Amerika 96, 1932-1933 (1974).
Taman, J., ras si debanna. Tafamidis : sada penstabil transtiretin kelas sada guna nambari kardiomiopati amiloid transtiretin. 470-477 (2020) i bas tahun 2020.
Streptomises i bas kondisi lingkungen si ekstrim: Sumber potensial obat antimikroba ras antikanker si mbaru? Jurnal Mikrobiologi Internasional, 2019, 5283948 (2019).
Alkaloid benzoksazol: kejadin, kimia ras biologi. Kimia ras Biologi Alkaloid 79, 71-137 (2018).
Shafik, Z., ras si debanna. Ikatan bionik i teruh lau ras penghapusan perekat on-demand. 124, 4408-4411 (2012) i bas buku Kimia Terapan.
10:10, 11. 10 I bas bahan enda, sipelajari kerna kimia permukaan si terinspirasi i bas kerang nari guna lapisen si erbage-bage fungsina. Ilmu pengetahuan 318, 420-426 (2007) i bas tahun 2007.
Penyesuaien potensi redoks ras aktivitas katalitik kompleks Cu (II) si mbaru alu make O-iminobenzosemikinon sebage ligan penyimpanan elektron. Nopember Rus. Kimia, 44, 4426-4439 (2020).
Peran dopamin i bas mekanisme tindaken obat antidepresan. Jurnal Farmakologi Eropa 405, 365-373 (2000) i bas tahun 2000.