چگونه یک حلال صد ساله می تواند سنتز آمید کارآمد را فعال کند

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

پیوندهای آمیدی پیوندهای شیمیایی ضروری برای زیست شناسی، پزشکی و شیمی مواد هستند. پیوندهای پپتیدی، دسته ای از پیوندهای آمیدی، اسیدهای آمینه را برای تشکیل پروتئین پیوند می دهند. پیوندهای آمیدی در داروها و پلیمرها نیز مهم هستند. سنتز کارآمد پیوندهای آمیدی تمرکز اصلی در شیمی سبز است.

بیشتر رویکردهای عملی برای سنتز آمید به معرف های جفت کننده برای فعال کردن اسیدهای کربوکسیلیک قبل از واکنش با آمین ها برای تشکیل آمید نیاز دارند. با این حال، بسیاری از معرف‌های متداول می‌توانند خورنده یا سمی باشند، محصولات جانبی خطرناک را آزاد کنند و زباله‌های قابل‌توجهی تولید کنند و چالش‌هایی را برای سنتز در مقیاس بزرگ ایجاد کنند. یک معرف کوپلینگ ایده آل مقرون به صرفه و پایدار خواهد بود و فقط محصولات جانبی خوش خیم تولید می کند که به راحتی از بین می روند.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی Sunwoo Lee، استاد گروه شیمی در دانشگاه ملی Chonnam در کره جنوبی، از دی کلرومتان به عنوان یک معرف جفت کننده برای سنتز پیوند آمیدی مستقیم از اسیدهای کربوکسیلیک و آمین ها استفاده کردند.

لی گفت: «دی کلرومتان یک حلال رایج در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی است. "در این مطالعه، ما کاربرد موفقیت آمیز این حلال رایج را برای تسهیل تشکیل پیوند آمیدی کارآمد و مقیاس پذیر ارائه می کنیم."

این مطالعه در مجله American Chemical Society منتشر شده است.

محققان دریافتند که در شرایط اولیه، کربوکسیلات ها می توانند از طریق واکنش SN2 به دی کلرومتان حمله کنند و واسطه های کلرومتیل استر را فعال کنند. سپس این واسطه ها می توانند برای تولید آمیدها تحت جایگزینی آسیل با آمین ها شوند. محققان با استفاده از اسید بنزوئیک و بنزیلامین به عنوان بسترهای مدل، شرایط واکنش را بهینه کردند.

نتایج اولیه نشان داد که کربنات سدیم به عنوان پایه، دی کلرومتان به عنوان معرف جفت کننده و دی متیل سولفوکسید به عنوان حلال، تشکیل آمید مورد نظر را در بازدهی خوب فعال کردند. راندمان بهینه و تکرارپذیری به دمای 80 درجه سانتیگراد (176 درجه فارنهایت)، زمان واکنش 12 ساعته و آمین اضافی نیاز دارد.

آزمایش‌های بیشتر نشان داد که این روش در طیف وسیعی از اسیدهای کربوکسیلیک و آمین‌ها کار می‌کند. محققان با استفاده از این رویکرد دو آمید دارویی را سنتز کردند: عامل ضد آریتمی پروکائین آمید با بازده 92 درصد و موکلوبمید ضد افسردگی با بازده 76 درصد. این تیم همچنین از این روش برای سنتز آمید مستقیم و تک مرحله ای از اسیدهای کربوکسیلیک و بی کربنات آمونیوم استفاده کردند.

محققان مقیاس پذیری روش را در واکنشی با استفاده از 100 میلی مول اسید 4-کلروبنزوئیک و 2-مورفولینو اتانامین نشان دادند که بیش از 20 گرم (0.7 اونس) موکلوبمید با خلوص بیش از 99 درصد تولید کرد.

مطالعات مکانیکی نشان داد که واکنش در درجه اول زمانی رخ می دهد که کربوکسیلات میانی به دی کلرومتان حمله می کند و یک استر فعال شده را از طریق جایگزینی SN2 تولید می کند. یک مسیر رقیب یک واسطه متیلن بیس (کربوکسیلات) تولید می کند که همچنین می تواند تحت آمینولیز قرار گیرد و در انتقال آسیل بیشتر شرکت کند.

لی گفت: «با اجتناب از بسیاری از معرف‌های جفت‌کننده استوکیومتری معمولی و کاهش ضایعات حاصل از واکنش‌های جفت، رویکرد ما نشان می‌دهد که دی کلرومتان می‌تواند جایگزینی عملی و مقیاس‌پذیر برای سنتز آمید ارائه کند.

نیتین پوتری و همکاران، ارزیابی مجدد دی کلرومتان: کشف یک معرف جفت پنهان برای فعال کردن اسیدهای کربوکسیلیک در سنتز مستقیم آمید، مجله انجمن شیمی آمریکا (2026). DOI: 10.1021/jacs.6c05971

اطلاعات مجله: مجله انجمن شیمی آمریکا

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →