Name: microwave-assisted preparation of 1-aryl-1h-pyrazole-5-amines
Uploaded: 2019-06-23T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines at JoVE.com

Denne forskning blev støttet af Bill og Linda frost fund.

Forsigtig: Læs alle relevante sikkerhedsdatablade (MSDS) før brug. Følg al relevant sikkerhedspraksis ved brug af mikrobølge reaktoren, herunder gennemgang af mikrobølge reaktor protokollerne og brug af personlige værnemidler (sikkerhedsbriller, handsker, laboratorie frakke, bukser i fuld længde, lukkede sko). Denne procedure er konstrueret til at fungere ved hjælp af en aryl Hydrazin og enten 3-aminocrotononitril eller en α-cyanoketon. Det passende mikrobølge hætteglas og røre stang skal anvendes i henhold t...

<ol>
	<li>Gradler, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fragment-based+discovery+of+focal+adhesion+kinase+inhibitors.">Fragment-based discovery of focal adhesion kinase inhibitors.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry Letters. 23 (19), 5401-5409 (2013).</li><li>Chandak, N., Kumar, S., Kumar, P., Sharma, C., Aneja, K. R., Sharma, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploration+of+antimicrobial+potential+of+pyrazolo[3,4-b]pyridine+scaffold+bearing+benzenesulfonamide+and+trifluoromethyl+moieties.">Exploration of antimicrobial potential of pyrazolo[3,4-b]pyridine scaffold bearing benzenesulfonamide and trifluoromethyl moieties.</a> Medicinal Chemistry Research. 22 (11), 5490-5503 (2013).</li><li>Huo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+biological+activity+of+novel+N-(3-furan-2-yl-1-phenyl-1H-pyrazol-5-yl)+amides+derivatives.">Synthesis and biological activity of novel N-(3-furan-2-yl-1-phenyl-1H-pyrazol-5-yl) amides derivatives.</a> Chinese Chemical Letters. 27 (9), 1547-1550 (2016).</li><li>Anand, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antileishmanial+activity+of+pyrazolopyridine+derivatives+and+their+potential+as+an+adjunct+therapy+with+miltefosine.">Antileishmanial activity of pyrazolopyridine derivatives and their potential as an adjunct therapy with miltefosine.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 60 (3), 1041-1059 (2017).</li><li>Eldehna, W. M., El-Naggar, D. H., Hamed, A. R., Ibrahim, H. S., Ghabbour, H. A., Abdel-Aziz, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-pot+three-component+synthesis+of+novel+spirooxindoles+with+potential+cytotoxic+activity+against+triple-negative+breast+cancer+MDA-MB-231+cells.">One-pot three-component synthesis of novel spirooxindoles with potential cytotoxic activity against triple-negative breast cancer MDA-MB-231 cells.</a> Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. 33 (1), 309-318 (2017).</li><li>Briebenow, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+optimization+of+substituted+5-aminopyrazoles+as+potent+and+selective+adenosine+A1+receptor+antagonists.">Identification and optimization of substituted 5-aminopyrazoles as potent and selective adenosine A1 receptor antagonists.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry Letters. 20 (19), 5891-5894 (2010).</li><li>Marinozzi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pyrazole[3,4-e][1,4]thiazepin-7-one+derivatives+as+a+novel+class+of+Farnesoid+X+Receptor+(FXR)+agonists.">Pyrazole[3,4-e][1,4]thiazepin-7-one derivatives as a novel class of Farnesoid X Receptor (FXR) agonists.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry. 20 (11), 3429-3445 (2012).</li><li>Ochiai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discovery+of+new+orally+available+active+phosphodiesterase+inhibitors.">Discovery of new orally available active phosphodiesterase inhibitors.</a> Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 52 (9), 1098-1104 (2004).</li><li>Ganesan, A., Heathcock, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+unsymmetrical+pyrazines+by+reaction+of+an+oxadiazinone+with+enamines.">Synthesis of unsymmetrical pyrazines by reaction of an oxadiazinone with enamines.</a> Journal of Organic Chemistry. 58 (22), 6155-6157 (1993).</li><li>Sumesh, R. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicomponent+dipolar+cycloaddition+strategy:+combinatorial+synthesis+of+novel+spiro-tethered+pyrazolo[3,4-b]quinoline+hybrid+heterocycles.">Multicomponent dipolar cycloaddition strategy: combinatorial synthesis of novel spiro-tethered pyrazolo[3,4-b]quinoline hybrid heterocycles.</a> ACS Combinatorial Science. 18 (5), 262-270 (2016).</li><li>Bagley, M. C., Davis, T., Dix, M. C., Widdowson, C. S., Kipling, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-assisted+synthesis+of+N-pyrazole+ureas+and+the+p38&#945;+inhibitor+BIRB+796+for+study+into+accelerated+cell+ageing.">Microwave-assisted synthesis of N-pyrazole ureas and the p38&#945; inhibitor BIRB 796 for study into accelerated cell ageing.</a> Organic &amp; Biomolecular Chemistry. 4 (22), 4158-4164 (2006).</li><li>Su, W., Lin, T., Cheng, K., Sung, K., Lin, S., Wong, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+efficient+on-pot+synthesis+of+N-(1,3-diphenyl-1H-pyrazol-5-yl)amides.">An efficient on-pot synthesis of N-(1,3-diphenyl-1H-pyrazol-5-yl)amides.</a> Journal of Heterocyclic Chemistry. 47 (4), 831-837 (2010).</li><li>Eagon, S., Anderson, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-assisted+synthesis+of+tetrahydro-&#946;-carbolines+and+&#946;-carbolines.">Microwave-assisted synthesis of tetrahydro-&#946;-carbolines and &#946;-carbolines.</a> European Journal of Organic Chemistry. (8), 1653-1665 (2014).</li><li>Everson, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave+synthesis+of+1-aryl-1H-pyrazole-5-amines.">Microwave synthesis of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines.</a> Tetrahedron Letters. 60 (1), 72-74 (2019).</li></ol>

En række 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer blev fremstillet ved at kombinere en α-cyanoketon eller 3-aminocrotonitile med en aryl hydrazin i 1 M HCl og varme opløsningen til 150 °c i en mikrobølge reaktor. Næsten alle forbindelser blev syntetiseret i 10-15 min, med den langsomste substrat kræver 35 min af opvarmning14. Brugen af vand som opløsningsmiddel giver mulighed for hurtig opvarmning af opløsningen og minimerer brugen af farlige organiske opløsningsmidler.
<p class="jove_con...

Tilskyndelsen til at skabe en strømlinet syntese af 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer er på grund af myriader af anvendelser af disse små molekyler. De optræder i kinasehæmmere1, antibiotika2, pesticider3, og blandt mange andre biologisk aktive forbindelser4,5. Syntetiske ordninger for disse forbindelser er rigelige, men de fleste involverer komplekse isolering og rensning teknikker. En fælles metode omfatter refluks af aryl Hydrazin og 3-aminocrotononitril i enten alkoholiske eller vandige opløsninger efterfulgt af en efterfølgende rensning via kromatografi og/eller omkrystallisering6,7, 8,9,10. En håndfuld af isolerede rapporter har detaljeret syntesen af disse forbindelser ved hjælp af mikrobølgestråling, men alle krævede omfattende opvarmningstid og tilbød lille fordel i forhold til andre tidligere rapporterede metoder11,12 .
På trods af deres nytte, der er et begrænset antal af 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer tilgængelige fra kommercielle leverandører. Vi har for nylig haft succes med at forberede kvælstof heterocycles ved hjælp af en mikrobølgeovn reaktor13 og besluttede at undersøge en relateret metode til pyrazol-5-Amin analoger. I dette dokument beskriver vi vores procedure for at forberede 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer ved at reagere på en aryl hydrazin med enten 3-aminocrotononitril eller en α-cyanoketon i 1 M HCL under mikrobølgestråling. Fordelene ved denne procedure omfatter en kort reaktionstid og evnen til at indarbejde en række funktionelle grupper, herunder halogenider, nitriler, phenoler, sulfoner og Nitro grupper14.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:757px;" width="757">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">2-5mL Microwave vial set</td>
			<td style="width:121px;">Chemglass</td>
			<td style="width:185px;">CG-4920-01&#160;</td>
			<td style="width:167px;">Set includes appropriate stir bars and 20mm aluminum seals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Biotage Initiator+ microwave</td>
			<td style="width:121px;">Biotage</td>
			<td style="width:185px;">356007</td>
			<td>Includes crimper and decapper tool.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Sonicator</td>
			<td style="width:121px;">Kendal</td>
			<td style="width:185px;">Ultrasonic Cleaner GB-928</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Glassware oven</td>
			<td style="width:121px;">Quincy Lab</td>
			<td style="width:185px;">20GC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">4-Fluorophenylhydrazine hydrochloride</td>
			<td style="width:121px;">Fisher</td>
			<td style="width:185px;">AC119590100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">3-Aminocrotonitrile</td>
			<td style="width:121px;">Fisher</td>
			<td style="width:185px;">AC152451000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">CDCl3</td>
			<td style="width:121px;">Cambridge Labs</td>
			<td style="width:185px;">DLM-7-100</td>
			<td>99.8% D</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Hydrochloric acid, concentrated</td>
			<td style="width:121px;">Fisher</td>
			<td style="width:185px;">A144SI-212</td>
			<td>Used to prepare 1 M HCl solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Sodium hydroxide pellets</td>
			<td style="width:121px;">Fisher</td>
			<td style="width:185px;">S318-100</td>
			<td>Used to prepare 10% NaOH solution</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microwave-assisted preparation of 1-aryl-1h-pyrazole-5-amines

En syntetisk proces til fremstilling af en række 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer blev udviklet. Mikrobølge-medieret karakter af denne metode gør det effektivt i både tid og ressourcer og udnytter vand som opløsningsmiddel. 3-aminocrotononitril eller en passende α-cyanoketon er kombineret med en aryl Hydrazin og opløst i 1 M HCl. Blandingen opvarmes derefter i en mikrobølge reaktor ved 150 °C, typisk for 10-15 min. Produktet kan let opnås ved at basificere opløsningen med 10% NaOH og isolere den ønskede forbindelse med en simpel vakuum filtrering. Brugen af vand som opløsningsmiddel i denne reaktion egner sig til dets lethed og nytte i produktionen, og denne metode er let reproducerbar med en række funktionelle grupper. Typiske isolerede udbytter spænder fra 70-90%, og reaktioner kan udføres på milligram til gram skala med lidt at ingen ændring i observerede udbytter. Nogle af de anvendelser af disse molekyler og deres derivater omfatter pesticider, anti-malarials, og kemoterapeutika, blandt mange andre.

I denne demonstration blev 3-aminocrotononitril og 4-fluorophenylhydrazin-hydrochlorid reageret for at producere 1-(4-fluorophenyl) -3-methyl-1H-pyrazol-5-Amin (figur 1). Blandingen af udgangsmaterialet i mikrobølge flasken set i figur 2a viser den heterogene suspension, der er skabt ved at kombinere udgangsmaterialerne i 1 M HCL-opløsningsmidlet. Det anbefales at pre-mix opløsningen i et par sekunder over en røre plade for at sikre...

Watch this Scientific Journal Video about Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines at JoVE.com

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer fremstilles af aryl hydraziner kombineret med enten 3-aminocrotononitril eller en α-cyanoketon i en 1 M HCL-opløsning ved hjælp af en mikrobølge reaktor. De fleste reaktioner er udført i 10-15 minutter og rent produkt kan opnås via vakuum filtrering med typiske isolerede udbytter på 70-90%.

Mikrobølge assisteret tilberedning af 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...

Denne procedure beskriver en metode til at isolere 1-Aryl-1H-pyrazol-5-aminer ved hjælp af arylhydrziner med enten 3-Aminocrotononitrile eller alfa cyanoketoner under mikrobølgestråling. Den største fordel ved denne procedure I den hurtige reaktionstid, da de fleste reaktioner er fuldstændige inden for få minutter. Vores procedure tolererer også en bred vifte af funktionelle grupper, såsom halogener, nitrpper, phenoler, sulfoner og hetocycykler.For at reaktionen kan lykkes, er det afgørende, at reaktionen opbevares korrekt, og at mikrobølgeovnen er forseglet helt før opvarmning. Til at begynde, opnå en mikrobølgeovn modbydelige designet til reaktionsvolumen på to til fem milliliter, der er blevet tørret natten over i glasvarer ovn og tilsæt en passende røre bar. I en røghætte tilsættes to millimoler af fire-fluorophenylhydrazinhydrorid og to millimoler 3-aminocrotononitrile til mikrobølgeovnen modbydelig.Derefter tilsættes fem milliliter en molar saltsyre for at gøre koncentrationen af start reagenser 0,4 molar. Placer den modbydelige på en røreplade til at røre den heterogene suspension. Hvis reaktanterne har dårlig opløselighed, og reaktionsblandingen ikke kan omrøres korrekt, overføres opløsningen til en større modbydelig og tilsættes yderligere en molarchlorsyre.Undgå at overskride den anbefalede opløsningsmiddelvolumen som angivet i mikrobølgereaktorens driftsmanual. Brug nu et passende crimper værktøj til at forsegle mikrobølgeovnen modbydelige med mikrobølgeovn modbydelige hætte. Overfør den modbydelige fra røghætten til mikrobølgereaktoren og juster reaktionstiden for mikrobølgeprogrammet til 10 minutter, temperatur ved 150 grader Celsius og absorption til meget høj.Under opvarmningsfasen skal du være opmærksom på reaktortrykket. Et pludseligt trykfald kan indikere en lækage eller fejl i karret. Når reaktionen er afkølet til mindre end 40 grader Celsius, overføre den modbydelige fra mikrobølgereaktoren til en røghætte.Tag hætten med et passende decapperværktøj. I røgen bood, klemme mikrobølgeovnen modbydelige på en støtte stå over en røre plade. Der tilsættes to milliliter 10 % natriumhydroxid under omrøring for at forårsage øjeblikkelig udfældning af produktet.Anlæg en dråbe af opløsningen i indikatorpapir for at vise, at pH-slutningen er større end 10. Derefter placere den modbydelige i en sonicator i fem til 10 minutter for at støtte blanding efter behov. Opsæt et vakuumfiltreringsapparat, og hæld opløsningen i tragten.Skrab den modbydelige med en spatel for at løsne produktet fra fartøjets vægge. Brug derefter deioniseret vand til at skylle eventuelle resterende produkter fra mikrobølgeovnen og vaske det isolerede faste produkt. I nogle tilfælde olier produktet ud af den alkaliske opløsning.Produktet anskaffes med en flydende væskeekstraktion med dichlormethan eller ethylacetat. Derefter overføres det rå produkt til en ekssiccator til tørre natten over. Anskrumtæns et proton NMR-spektrum i deuterochlorform for at bekræfte produktets identitet og renhed.I denne demonstration, 3-aminocrotononitrile og 4-fluorophenylhydrazin hydrochlorid blev reageret til at producere 1, 4-flurophenyl-3-methyl-1H-pyrazol-5-amine. NMR bekræfter syntesen af målet 5-aminopyrazol med den karakteristiske singlet peak i regionen af kemiske skift mellem 5,4 til 6,0 ppm, svarende til den aromatiske proton på fire position af pyrazol. Ved at variere omfanget af reaktionen, brugere kan hurtigt producere milligram til gram produkt.Yderligere funktionalitet kan også tilføjes ved at variere reaktanterne. Den vigtigste fordel ved vores metode er, at det giver mulighed for den hurtige syntese af 1-Aryl-1H-pyrazol-5-aminer. Disse er nyttige stilladser, der er blevet indarbejdet i en række bioaktive molekyler.Husk at følge standardprocedurer, mens du arbejder med ætsende opløsninger. Overhold sikkerhedsretningslinjerne, når mikrobølgereaktoren anvendes.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

Aromatic Compounds

SCIENTISTS IN ACTION

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Mikrobølgeassisteret intramolekylære Dehydrogenative Diels-Alder reaktioner til syntese af Funktionaliserede naphthalener / Solvatochromic Farvestoffer

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisteret Funktionalisering af poly (ethylenglycol) og On-harpiks peptider til i Chain Polymeriseringer og Hydrogel Dannelse

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Preparation of Carbon Nanosheets at Room Temperature

Udarbejdelse af Carbon Nanosheets ved stuetemperatur

Amphiphilic molecules equipped with a reactive, carbon-rich "oligoyne" segment consisting of conjugated carbon-carbon triple bonds self-assemble into ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Forberedelse biopolymer Aerogeler Brug Grønne Opløsningsmidler

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

One-pot mikrobølgeovn-assisteret konvertering af anomere nitrat-estere til Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Forberedelse og karakterisering af C60/Graphene Hybrid nanostrukturer

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We ...

Microfluidic Preparation of Liquid Crystalline Elastomer Actuators

Mikrofluid fremstilling af flydende krystallinske Elastomer aktuatorer

This paper focuses on the microfluidic process (and its parameters) to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. The preparation ...

Preparation of Functional Silica Using a Bioinspired Method

Forberedelse af funktionelle Silica med en Bioinspired metode

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally ...

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

Reduktion af Willow Wood brændstof emission ved lav temperatur mikrobølge assisteret hydrotermisk Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...