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

Denna forskning stöddes av Bill och Linda frost Fund.

Var försiktig: Läs igenom alla relevanta material säkerhets data blad (MSDS) före användning. Följ alla lämpliga säkerhets rutiner när du använder mikrovågsugnen, bland annat genom att granska mikrovågsreaktorns protokoll och användning av personlig skyddsutrustning (skydds glasögon, handskar, labbrock, ful längds byxor, skor med sluten tå). Detta förfarande är utformat för att fungera med en aryl Hydrazin och antingen 3-aminokrotononitril eller en α-cyanoketon. Lämplig mikrovågsinjektionsflaska och...

<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>

Ett antal 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer bereddes genom att kombinera en α-cyanoketon eller 3-aminokrotonitil med en aryl hydrazin i 1 M HCl och värma lösningen till 150 ° c i en mikrovågsugn reaktor. Nästan alla föreningar var syntetiseras i 10-15 min, med den långsammaste substrat som kräver 35 min uppvärmning14. Användningen av vatten som lösnings medel möjliggör snabb uppvärmning av lösningen och minimerar användningen av farliga organiska lösnings medel.
<p class="j...

Impulsen att skapa en strömlinjeformad syntes av 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer beror på den myriad av tillämpningar av dessa små molekyler. De förekommer i Kinas hämmare1, antibiotika2, bekämpnings medel3, och bland många andra biologiskt aktiva föreningar4,5. Syntetiska system för dessa föreningar är rikligt, men de flesta involverar komplexa isolerings-och renings tekniker. En vanlig metod innebär återflöde av arylhydrazin och 3-aminokrotononitril i antingen alkoholhaltiga eller vatten lösningar följt av en efterföljande rening via kromatografi och/eller omkristallisering6,7, 8,9,10. En handfull isolerade rapporter har detaljerade syntesen av dessa föreningar med hjälp av mikrovågs strålning, men alla krävde omfattande uppvärmnings tid och erbjöd liten fördel jämfört med andra tidigare rapporterade metoder11,12 .
Trots deras nytta, det finns ett begränsat antal 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer tillgängliga från kommersiella leverantörer. Vi hade nyligen framgång förbereda kväve heterocykler med hjälp av en mikrovågsugn reaktor13 och bestämde sig för att undersöka en relaterad metodik för pyrazol-5-Amin analoger. I detta dokument, vi detalj vårt förfarande för att förbereda 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer genom att reagera en aryl hydrazin med antingen 3-aminokrotononitril eller en α-cyanoketone i 1 M HCl under mikrovågs strålning. Fördelarna med detta förfarande inkluderar en kort reaktions tid och förmågan att införliva en mängd olika funktionella grupper inklusive halogenider, nitriler, fenoler, sulfoner och 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 process för beredning av en mängd 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer utvecklades. Den mikrovågsmedierade karaktären hos denna metod gör den effektiv i både tid och resurser och använder vatten som lösnings medel. 3-aminokrotononitril eller en lämplig α-cyanoketon kombineras med en arylhydrazin och löses upp i 1 M HCl. Blandningen värms sedan i en mikrovågsugn reaktor vid 150 ° c, typiskt för 10-15 min. Produkten kan lätt erhållas genom basbildande lösningen med 10% NaOH och isolera den önskade föreningen med en enkel vakuum filtrering. Användningen av vatten som lösnings medel i denna reaktion lånar till dess lätthet och användbarhet i produktionen, och denna metod är lätt reproducerbar med en mängd olika funktionella grupper. Typiska isolerade avkastningar varierar från 70-90%, och reaktioner kan utföras på milligram till gram skala med liten eller ingen förändring i observerade avkastningar. Några av de tillämpningar av dessa molekyler och deras derivat inkluderar bekämpnings medel, anti-malarials, och chemotherapeutics, bland många andra.

I denna demonstration reagerade 3-aminocrotononitril och 4-fluorophenylhydrazinhydroklorid för att producera 1-(4-fluorofenyl) -3-metyl-1H-pyrazol-5-Amin (figur 1). Blandningen av utgångs materialet i mikrovågsflaskan som ses i figur 2a visar den heterogena SUS pensionen som skapas genom att kombinera utgångs materialen i 1 M HCl-vätskan. Det rekommenderas att i förväg blanda lösningen i några sekunder över en rör platta för...

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 framställs av aryl hydraziner kombinerat med antingen 3-aminokrotononitril eller en α-cyanoketon i en 1 M HCl-lösning med hjälp av en mikrovågsugn reaktor. De flesta reaktionerna görs i 10-15 minuter och ren produkt kan erhållas via vakuum filtrering med typisk isolerad avkastning på 70-90%.

Mikrovågsassisterad beredning av 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 ...

Denna procedur beskriver en metod för att isolera 1-Aryl-1H-pyrazol-5-aminer med hjälp av aryl hydraziner med antingen 3-Aminocrotononitrile eller alfa cyanoketones under mikrovågsstrålning. Den största fördelen med detta förfarande I den snabba reaktionstiden, eftersom de flesta reaktioner är fullständiga inom några minuter. Vårt förfarande tolererar också ett brett spektrum av funktionella grupper, såsom halides, nitriles, fenoler, sulfoner och heterocycycles.För att reaktionen ska lyckas är det kritiskt att reaktionen förvaras ordentligt och att mikrovågsvilesen tätas helt före uppvärmning. Till att börja med, få en mikrovågsugn avskyvärda utformad för reaktionsvolymer på två till fem milliliter som har torkats över natten i glasvaror ugnen och lägga till en lämplig omrörning bar. I en rök huva, tillsätt två millimol av fyra-fluorofenylhydrazin hydroklorid och två millimol av 3-aminocrotononitrile till mikrovågsugnen avskyvärda.Tillsätt sedan fem milliliter av en molar saltsyra för att göra koncentrationen av startreagenser 0,4 molar. Placera den vidriga på en omrörning tallrik för att röra den heterogena suspensionen. Om reaktanterna har dålig löslighet och reaktionsblandningen inte kan röras om ordentligt, överför lösningen till en större vidriga och tillsätt ytterligare en molar saltsyra.Undvik att överskrida den rekommenderade lösningsmedelsvolymen enligt specifikt av bruksanvisningen för mikrovågsreaktorn. Nu, använd en lämplig crimper verktyg för att försegla mikrovågsugnen avskyvärda med mikrovågsugnen avskyvärda locket. Överför vidriga från rökhuven i mikrovågsreaktorn och justera mikrovågsprogrammets reaktionstid till 10 minuter, temperatur vid 150 grader Celsius och absorptionen till mycket hög.Under uppvärmningsfasen, var uppmärksam på reaktortrycket. Ett plötsligt tryckfall kan tyda på en läcka eller ett kärlfel. När reaktionen har svalnat till mindre än 40 grader Celsius, överför den avskyvärda från mikrovågsreaktorn till en rökhuva.Med ett lämpligt decapper-verktyg tar du bort locket. I röken buade, klämma mikrovågsugnen vidriga på ett stöd stå över en rörplatta. Tillsätt två milliliter av 10%natriumhydroxid med omrörning för att orsaka omedelbar utfällning av produkten.Placera en droppe av lösningen i indikatorpapper för att visa pH-värdet är större än 10. Placera sedan den avskyvärda i en sonicator i fem till 10 minuter för att hjälpa blandning efter behov. Sätt upp en vakuumfiltreringsapparat och häll lösningen i tratten.Skrapa den vidriga med en spatel för att rubba produkten från kärlväggarna. Använd sedan avjoniserat vatten för att skölja någon kvarvarande produkt från mikrovågsugnen vidriga och tvätta den isolerade fasta produkten. I vissa fall oljor produkten ur den alkaliska lösningen.Erhåll produkten med en flytande vätskeextraktion med hjälp av diklormetan eller etylacetat. Därefter överför du råvaran till en exsiccator för att torka över natten. Erhåll ett proton-NMR-spektrum i deuterokloroform för att bekräfta produktens identitet och renhet.I denna demonstration, 3-aminocrotononitrile och 4-fluorofenylhydrazin hydroklorid reagerades för att producera 1, 4-flurofenyl-3-metyl-1H-pyrazol-5-amine. NMR bekräftar syntesen av målet 5-aminopyrazole med den karakteristiska singlet topp i regionen av kemisk förskjutning mellan 5,4 till 6,0 ppm, motsvarande den aromatiska protonen vid de fyra position pyrazol. Genom att variera omfattningen av reaktionen, användare kan snabbt producera milligram till gram av produkten.Ytterligare funktionalitet kan också läggas till genom att variera reaktanterna. Den viktigaste fördelen med vår metod är att det möjliggör en snabb syntes av 1-Aryl-1H-pyrazol-5-aminer. Dessa är användbara byggnadsställningar som har införlivats i ett antal bioaktiva molekyler.Kom ihåg att följa standardrutiner när du arbetar med kaustiklösningar. Beakta säkerhetsriktlinjerna när mikrovågsreaktorn ska börja användas.

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

Mikrovågsassisterad Intramolekylära Dehydrogenative Diels-Alder-reaktioner för syntes av Funktionaliserade naftalener / Färgämnen Solvatochromic

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

Mikrovågsassisterad funktionalisering av poly (etylenglykol) och On-harts Peptider för användning i Chain Polymerisationer och Hydrogel Bildning

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

Framställning av Carbon Nanosheets vid rumstemperatur

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

Framställning av Biopolymer Aerogel använda grön Lösningsmedel

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 mikrovågsugn-assisterad konvertering av anomera nitrat-estrar till 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

Förberedelse och karakterisering av 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

Mikroflödessystem beredning av flytande kristallin Elastomer ställdon

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

Beredning av funktionella kiseldioxid med en Bioinspired metod

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

Minska Willow Wood bränsle emission av låg temperatur mikrovågsugn Assisted hydrotermisk karbonisering

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