nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે જે બ્રાઉઝર વર્ઝનનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો તેમાં મર્યાદિત CSS સપોર્ટ છે. શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે નવીનતમ બ્રાઉઝર વર્ઝનનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરીએ છીએ (અથવા ઇન્ટરનેટ એક્સપ્લોરરમાં સુસંગતતા મોડ બંધ કરો). વધુમાં, સતત સપોર્ટ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, આ સાઇટમાં સ્ટાઇલ અથવા JavaScript શામેલ હશે નહીં.
આ અભ્યાસમાં ZrCl4 ઉત્પ્રેરક તરીકે ઇથેનોલમાં કપલિંગ પ્રતિક્રિયા દ્વારા ફીડસ્ટોક તરીકે કેટેકોલ, એલ્ડીહાઇડ અને એમોનિયમ એસિટેટનો ઉપયોગ કરીને બેન્ઝોક્સાઝોલના સંશ્લેષણ માટે એક અત્યંત કાર્યક્ષમ પદ્ધતિનો અહેવાલ આપવામાં આવ્યો છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા બેન્ઝોક્સાઝોલ (59 પ્રકારો) ની શ્રેણી સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કરવામાં આવી હતી જેમાં 97% સુધીનું ઉત્પાદન થયું હતું. આ અભિગમના અન્ય ફાયદાઓમાં મોટા પાયે સંશ્લેષણ અને ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે ઓક્સિજનનો ઉપયોગ શામેલ છે. હળવી પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ અનુગામી કાર્યાત્મકકરણને મંજૂરી આપે છે, જે β-લેક્ટેમ્સ અને ક્વિનોલિન હેટરોસાયકલ્સ જેવા જૈવિક રીતે સંબંધિત માળખાં સાથે વિવિધ ડેરિવેટિવ્ઝના સંશ્લેષણને સરળ બનાવે છે.
ઉચ્ચ-મૂલ્યવાળા સંયોજનો મેળવવામાં આવતી મર્યાદાઓને દૂર કરી શકે તેવી અને તેમની વિવિધતામાં વધારો કરી શકે તેવી કાર્બનિક સંશ્લેષણની નવી પદ્ધતિઓના વિકાસે શૈક્ષણિક અને ઉદ્યોગ બંનેમાં ખૂબ ધ્યાન ખેંચ્યું છે1,2. આ પદ્ધતિઓની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ઉપરાંત, વિકસાવવામાં આવી રહેલા અભિગમોની પર્યાવરણીય મિત્રતા પણ એક નોંધપાત્ર ફાયદો હશે3,4.
બેન્ઝોક્સાઝોલ એ હેટરોસાયક્લિક સંયોજનોનો એક વર્ગ છે જે તેમની સમૃદ્ધ જૈવિક પ્રવૃત્તિઓને કારણે ખૂબ ધ્યાન ખેંચે છે. આવા સંયોજનોમાં એન્ટિમાઇક્રોબાયલ, ન્યુરોપ્રોટેક્ટીવ, કેન્સર વિરોધી, એન્ટિવાયરલ, એન્ટિબેક્ટેરિયલ, એન્ટિફંગલ અને બળતરા વિરોધી પ્રવૃત્તિઓ હોવાનું નોંધાયું છે5,6,7,8,9,10,11. તેઓ ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, સેન્સરિક્સ, એગ્રોકેમિસ્ટ્રી, લિગાન્ડ્સ (ટ્રાન્ઝિશન મેટલ કેટાલિસિસ માટે), અને મટીરીયલ સાયન્સ12,13,14,15,16,17 સહિત વિવિધ ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેમના અનન્ય રાસાયણિક ગુણધર્મો અને વૈવિધ્યતાને કારણે, બેન્ઝોક્સાઝોલ ઘણા જટિલ કાર્બનિક અણુઓના સંશ્લેષણ માટે મહત્વપૂર્ણ બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ બની ગયા છે18,19,20. રસપ્રદ વાત એ છે કે, કેટલાક બેન્ઝોક્સાઝોલ મહત્વપૂર્ણ કુદરતી ઉત્પાદનો અને ફાર્માકોલોજિકલ રીતે સંબંધિત અણુઓ છે, જેમ કે નાકીજીનોલ21, બોક્સાઝોમાયસીન A22, કેલ્સીમાયસીન23, ટેફામિડિસ24, કેબોટામાયસીન25 અને નિયોસાલ્વિએન (આકૃતિ 1A)26.
(A) બેન્ઝોક્સાઝોલ-આધારિત કુદરતી ઉત્પાદનો અને બાયોએક્ટિવ સંયોજનોના ઉદાહરણો. (B) કેટેકોલના કેટલાક કુદરતી સ્ત્રોતો.
ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, કોસ્મેટિક્સ અને મટિરિયલ્સ સાયન્સ27,28,29,30,31 જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં કેટેકોલનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. કેટેકોલમાં એન્ટીઑકિસડન્ટ અને બળતરા વિરોધી ગુણધર્મો પણ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જે તેમને ઉપચારાત્મક એજન્ટ તરીકે સંભવિત ઉમેદવાર બનાવે છે32,33. આ ગુણધર્મને કારણે વૃદ્ધત્વ વિરોધી સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને ત્વચા સંભાળ ઉત્પાદનોના વિકાસમાં તેનો ઉપયોગ થયો છે34,35,36. વધુમાં, કેટેકોલ કાર્બનિક સંશ્લેષણ માટે અસરકારક પુરોગામી હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે (આકૃતિ 1B)37,38. આમાંના કેટલાક કેટેકોલ પ્રકૃતિમાં વ્યાપકપણે વિપુલ પ્રમાણમાં છે. તેથી, કાર્બનિક સંશ્લેષણ માટે કાચા માલ અથવા પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે તેનો ઉપયોગ "નવીનીકરણીય સંસાધનોનો ઉપયોગ" ના લીલા રસાયણશાસ્ત્ર સિદ્ધાંતને સમાવિષ્ટ કરી શકે છે. કાર્યાત્મક બેન્ઝોક્સાઝોલ સંયોજનો7,39 તૈયાર કરવા માટે ઘણા જુદા જુદા માર્ગો વિકસાવવામાં આવ્યા છે. કેટેકોલના C(aryl)-OH બોન્ડનું ઓક્સિડેટીવ કાર્યાત્મકકરણ એ બેન્ઝોક્સાઝોલના સંશ્લેષણ માટે સૌથી રસપ્રદ અને નવીન અભિગમોમાંનું એક છે. બેન્ઝોક્સાઝોલના સંશ્લેષણમાં આ અભિગમના ઉદાહરણો એમાઇન્સ 40,41,42,43,44, એલ્ડીહાઇડ્સ 45,46,47, આલ્કોહોલ (અથવા ઇથર્સ) 48 સાથે કેટેકોલની પ્રતિક્રિયાઓ, તેમજ કીટોન્સ, આલ્કેન્સ અને આલ્કાઇન્સ (આકૃતિ 2A) 49 છે. આ અભ્યાસમાં, બેન્ઝોક્સાઝોલના સંશ્લેષણ માટે કેટેકોલ, આલ્ડીહાઇડ અને એમોનિયમ એસિટેટ વચ્ચે બહુઘટક પ્રતિક્રિયા (MCR) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો (આકૃતિ 2B). ઇથેનોલ દ્રાવકમાં ZrCl4 ની ઉત્પ્રેરક માત્રાનો ઉપયોગ કરીને પ્રતિક્રિયા હાથ ધરવામાં આવી હતી. નોંધ કરો કે ZrCl4 ને લીલા લેવિસ એસિડ ઉત્પ્રેરક તરીકે ગણી શકાય, તે ઓછું ઝેરી સંયોજન છે [LD50 (ZrCl4, ઉંદરો માટે મૌખિક) = 1688 mg kg−1] અને તેને ખૂબ ઝેરી માનવામાં આવતું નથી50. ઝિર્કોનિયમ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ વિવિધ કાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે પણ સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યો છે. તેમની ઓછી કિંમત અને પાણી અને ઓક્સિજનની ઉચ્ચ સ્થિરતા તેમને કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં આશાસ્પદ ઉત્પ્રેરક બનાવે છે51.
યોગ્ય પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ શોધવા માટે, અમે મોડેલ પ્રતિક્રિયાઓ તરીકે 3,5-di-tert-butylbenzene-1,2-diol 1a, 4-methoxybenzaldehyde 2a અને એમોનિયમ મીઠું 3 પસંદ કર્યું અને બેન્ઝોક્સાઝોલ 4a (કોષ્ટક 1) નું સંશ્લેષણ કરવા માટે વિવિધ લેવિસ એસિડ (LA), વિવિધ દ્રાવકો અને તાપમાનની હાજરીમાં પ્રતિક્રિયાઓ હાથ ધરી. ઉત્પ્રેરકની ગેરહાજરીમાં કોઈ ઉત્પાદન જોવા મળ્યું નહીં (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 1). ત્યારબાદ, ZrOCl2.8H2O, Zr(NO3)4, Zr(SO4)2, ZrCl4, ZnCl2, TiO2 અને MoO3 જેવા વિવિધ લેવિસ એસિડના 5 mol % નું EtOH દ્રાવકમાં ઉત્પ્રેરક તરીકે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું અને ZrCl4 શ્રેષ્ઠ હોવાનું જાણવા મળ્યું (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 2-8). કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે, ડાયોક્સેન, એસેટોનિટ્રાઇલ, ઇથિલ એસિટેટ, ડાયક્લોરોઇથેન (DCE), ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન (THF), ડાયમિથાઇલફોર્મામાઇડ (DMF) અને ડાયમિથાઇલ સલ્ફોક્સાઇડ (DMSO) સહિત વિવિધ દ્રાવકોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું. બધા પરીક્ષણ કરાયેલા દ્રાવકોની ઉપજ ઇથેનોલ કરતા ઓછી હતી (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 9-15). એમોનિયમ એસિટેટને બદલે અન્ય નાઇટ્રોજન સ્ત્રોતો (જેમ કે NH4Cl, NH4CN અને (NH4)2SO4) નો ઉપયોગ કરવાથી પ્રતિક્રિયા ઉપજમાં સુધારો થયો નથી (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 16-18). વધુ અભ્યાસો દર્શાવે છે કે 60 °C થી નીચે અને ઉપરના તાપમાને પ્રતિક્રિયા ઉપજમાં વધારો થયો નથી (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 19 અને 20). જ્યારે ઉત્પ્રેરક લોડિંગને 2 અને 10 મોલ % માં બદલવામાં આવ્યું, ત્યારે ઉપજ અનુક્રમે 78% અને 92% હતી (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 21 અને 22). નાઇટ્રોજન વાતાવરણ હેઠળ પ્રતિક્રિયા હાથ ધરવામાં આવી ત્યારે ઉપજમાં ઘટાડો થયો, જે દર્શાવે છે કે વાતાવરણીય ઓક્સિજન પ્રતિક્રિયામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવી શકે છે (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 23). એમોનિયમ એસિટેટનું પ્રમાણ વધારવાથી પ્રતિક્રિયાના પરિણામોમાં સુધારો થયો નહીં અને ઉપજમાં પણ ઘટાડો થયો (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 24 અને 25). વધુમાં, કેટેકોલની માત્રામાં વધારો થવાથી પ્રતિક્રિયા ઉપજમાં કોઈ સુધારો જોવા મળ્યો ન હતો (કોષ્ટક 1, એન્ટ્રી 26).
શ્રેષ્ઠ પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ નક્કી કર્યા પછી, પ્રતિક્રિયાની વૈવિધ્યતા અને પ્રયોજ્યતાનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો (આકૃતિ 3). કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં આલ્કાઇન્સ અને આલ્કાઇન્સ મહત્વપૂર્ણ કાર્યાત્મક જૂથો ધરાવે છે અને વધુ વ્યુત્પન્નતા માટે સરળતાથી સક્ષમ હોવાથી, ઘણા બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝને આલ્કાઇન્સ અને આલ્કાઇન્સ (4b–4d, 4f–4g) સાથે સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા. એલ્ડીહાઇડ સબસ્ટ્રેટ (4e) તરીકે 1-(prop-2-yn-1-yl)-1H-indole-3-carbaldehyde નો ઉપયોગ કરીને, ઉપજ 90% સુધી પહોંચી. વધુમાં, આલ્કાઇલ હેલો-અવેજીકૃત બેન્ઝોક્સાઝોલ્સને ઉચ્ચ ઉપજમાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા, જેનો ઉપયોગ અન્ય અણુઓ સાથે બંધન અને વધુ વ્યુત્પન્નતા (4h–4i) 52 માટે થઈ શકે છે. 4-((4-ફ્લોરોબેન્ઝિલ)ઓક્સિ)બેન્ઝાલ્ડીહાઇડ અને 4-(બેન્ઝાયલોક્સી)બેન્ઝાલ્ડીહાઇડ અનુક્રમે ઉચ્ચ ઉપજમાં અનુરૂપ બેન્ઝોક્સાઝોલ્સ 4j અને 4k પૂરા પાડે છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, અમે ક્વિનોલોન મોએટીઝ ધરાવતા બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝ (4l અને 4m) નું સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કર્યું53,54,55. બે અલ્કાઇન જૂથો ધરાવતા બેન્ઝોક્સાઝોલ 4n ને 2,4-અવેજીકૃત બેન્ઝાલ્ડીહાઇડ્સમાંથી 84% ઉપજમાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ઇન્ડોલ હેટરોસાયકલ ધરાવતું સાયકલિક સંયોજન 4o ને ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ પરિસ્થિતિઓમાં સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સંયોજન 4p ને બેન્ઝોનિટ્રાઇલ જૂથ સાથે જોડાયેલા એલ્ડીહાઇડ સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, જે (4q-4r) સુપ્રામોલ્યુક્યુલ્સ56 ની તૈયારી માટે ઉપયોગી સબસ્ટ્રેટ છે. આ પદ્ધતિની ઉપયોગિતાને પ્રકાશિત કરવા માટે, એલ્ડીહાઇડ-કાર્યકારી β-લેક્ટેમ્સ, કેટેકોલ અને એમોનિયમ એસિટેટની પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ પરિસ્થિતિઓમાં β-લેક્ટેમ મોએટીઝ (4q–4r) ધરાવતા બેન્ઝોક્સાઝોલ પરમાણુઓની તૈયારી દર્શાવવામાં આવી હતી. આ પ્રયોગો દર્શાવે છે કે નવા વિકસિત કૃત્રિમ અભિગમનો ઉપયોગ જટિલ અણુઓના અંતિમ તબક્કાના કાર્યાત્મકકરણ માટે થઈ શકે છે.
આ પદ્ધતિની કાર્યાત્મક જૂથો પ્રત્યેની વૈવિધ્યતા અને સહિષ્ણુતા વધુ દર્શાવવા માટે, અમે ઇલેક્ટ્રોન-દાન કરનારા જૂથો, ઇલેક્ટ્રોન-ઉપાડનારા જૂથો, હેટરોસાયક્લિક સંયોજનો અને પોલિસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન (આકૃતિ 4, 4s–4aag) સહિત વિવિધ સુગંધિત એલ્ડીહાઇડ્સનો અભ્યાસ કર્યો. ઉદાહરણ તરીકે, 92% અલગ ઉપજમાં બેન્ઝાલ્ડીહાઇડને ઇચ્છિત ઉત્પાદન (4s) માં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું. ઇલેક્ટ્રોન-દાન કરનારા જૂથો (-Me, આઇસોપ્રોપીલ, ટર્ટ-બ્યુટાઇલ, હાઇડ્રોક્સિલ અને પેરા-SMe સહિત) સાથે સુગંધિત એલ્ડીહાઇડ્સ ઉત્તમ ઉપજ (4t–4x) માં અનુરૂપ ઉત્પાદનોમાં સફળતાપૂર્વક રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યા હતા. જંતુરહિત અવરોધિત એલ્ડીહાઇડ સબસ્ટ્રેટ્સ સારી થી ઉત્તમ ઉપજમાં બેન્ઝાલ્ડીહાઇડ્સ ઉત્પાદનો (4y–4aa, 4al) ઉત્પન્ન કરી શકે છે. મેટા-અવેજીકૃત બેન્ઝાલ્ડીહાઇડ્સ (4ab, 4ai, 4am) ના ઉપયોગથી ઉચ્ચ ઉપજમાં બેન્ઝાલ્ડીહાઇડ ઉત્પાદનો તૈયાર કરવાની મંજૂરી મળી. (-F, -CF3, -Cl અને Br) જેવા હેલોજેનેટેડ એલ્ડીહાઇડ્સે સંતોષકારક ઉપજમાં અનુરૂપ બેન્ઝોક્સાઝોલ્સ (4af, 4ag અને 4ai-4an) આપ્યા. ઇલેક્ટ્રોન ઉપાડ જૂથો (દા.ત. -CN અને NO2) ધરાવતા એલ્ડીહાઇડ્સે પણ સારી પ્રતિક્રિયા આપી અને ઉચ્ચ ઉપજમાં ઇચ્છિત ઉત્પાદનો (4ah અને 4ao) આપ્યા.
એલ્ડીહાઇડ્સ a અને b ના સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રતિક્રિયા શ્રેણી. a પ્રતિક્રિયા સ્થિતિઓ: 1 (1.0 mmol), 2 (1.0 mmol), 3 (1.0 mmol) અને ZrCl4 (5 mol%) 60 °C પર 6 કલાક માટે EtOH (3 mL) માં પ્રતિક્રિયા આપી હતી. b ઉપજ અલગ ઉત્પાદનને અનુરૂપ છે.
1-નેફ્થાલ્ડીહાઇડ, એન્થ્રેસીન-9-કાર્બોક્સાલ્ડીહાઇડ અને ફેનાન્થ્રીન-9-કાર્બોક્સાલ્ડીહાઇડ જેવા પોલિસાયક્લિક એરોમેટિક એલ્ડીહાઇડ્સ ઉચ્ચ ઉપજમાં ઇચ્છિત ઉત્પાદનો 4ap-4ar ઉત્પન્ન કરી શકે છે. પાયરોલ, ઇન્ડોલ, પાયરીડીન, ફ્યુરાન અને થિયોફેન સહિત વિવિધ હેટરોસાયક્લિક એરોમેટિક એલ્ડીહાઇડ્સ પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓને સારી રીતે સહન કરે છે અને ઉચ્ચ ઉપજમાં અનુરૂપ ઉત્પાદનો (4as-4az) ઉત્પન્ન કરી શકે છે. બેન્ઝોક્સાઝોલ 4aag અનુરૂપ એલિફેટિક એલ્ડીહાઇડનો ઉપયોગ કરીને 52% ઉપજમાં મેળવવામાં આવ્યું હતું.
વાણિજ્યિક એલ્ડીહાઇડ્સનો ઉપયોગ કરીને પ્રતિક્રિયા ક્ષેત્ર a, b. a પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ: 1 (1.0 mmol), 2 (1.0 mmol), 3 (1.0 mmol) અને ZrCl4 (5 mol %) EtOH (5 mL) માં 60 °C પર 4 કલાક માટે પ્રતિક્રિયા આપવામાં આવી હતી. b ઉપજ અલગ ઉત્પાદનને અનુરૂપ છે. c પ્રતિક્રિયા 6 કલાક માટે 80 °C પર કરવામાં આવી હતી; d પ્રતિક્રિયા 24 કલાક માટે 100 °C પર કરવામાં આવી હતી.
આ પદ્ધતિની વૈવિધ્યતા અને ઉપયોગિતાને વધુ સ્પષ્ટ કરવા માટે, અમે વિવિધ અવેજીકૃત કેટેકોલ્સનું પણ પરીક્ષણ કર્યું. 4-tert-butylbenzene-1,2-diol અને 3-methoxybenzene-1,2-diol જેવા મોનોસબસ્ટિટ્યુટેડ કેટેકોલ્સે આ પ્રોટોકોલ સાથે સારી પ્રતિક્રિયા આપી, અનુક્રમે 89%, 86% અને 57% ઉપજમાં બેન્ઝોક્સાઝોલ્સ 4aaa–4aac પ્રદાન કર્યા. કેટલાક પોલિસબસ્ટિટ્યુટેડ બેન્ઝોક્સાઝોલ્સને અનુરૂપ પોલિસબસ્ટિટ્યુટેડ કેટેકોલ્સ (4aad–4aaf) નો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા. જ્યારે 4-નાઇટ્રોબેન્ઝેન-1,2-ડાયોલ અને 3,4,5,6-ટેટ્રાબ્રોમોબેન્ઝેન-1,2-ડાયોલ જેવા ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપવાળા અવેજીકૃત કેટેકોલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો ત્યારે કોઈ ઉત્પાદનો પ્રાપ્ત થયા ન હતા (4aah–4aai).
ગ્રામ જથ્થામાં બેન્ઝોક્સાઝોલનું સંશ્લેષણ ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ પરિસ્થિતિઓમાં સફળતાપૂર્વક પૂર્ણ થયું હતું, અને સંયોજન 4f 85% આઇસોલેટેડ યીલ્ડમાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું (આકૃતિ 5).
બેન્ઝોક્સાઝોલ 4f નું ગ્રામ-સ્કેલ સંશ્લેષણ. પ્રતિક્રિયા સ્થિતિઓ: 1a (5.0 mmol), 2f (5.0 mmol), 3 (5.0 mmol) અને ZrCl4 (5 mol%) EtOH (25 mL) માં 60 °C પર 4 કલાક માટે પ્રતિક્રિયા આપવામાં આવી હતી.
સાહિત્યના ડેટાના આધારે, ZrCl4 ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં કેટેકોલ, એલ્ડીહાઇડ અને એમોનિયમ એસિટેટમાંથી બેન્ઝોક્સાઝોલના સંશ્લેષણ માટે એક વાજબી પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે (આકૃતિ 6). કેટેકોલ ઉત્પ્રેરક ચક્ર (I)51 ના પ્રથમ કોર બનાવવા માટે બે હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોને સંકલિત કરીને ઝિર્કોનિયમ ચેલેટ કરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, જટિલ I58 માં એનોલ-કેટો ટાઉટોમેરાઇઝેશન દ્વારા સેમીક્વિનોન મોઇટી (II) બનાવી શકાય છે. મધ્યવર્તી (II) માં રચાયેલ કાર્બોનિલ જૂથ દેખીતી રીતે એમોનિયમ એસિટેટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જેથી મધ્યવર્તી ઇમાઇન (III) 47 બને. બીજી શક્યતા એ છે કે એમોનિયમ એસિટેટ સાથે એલ્ડીહાઇડની પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાયેલ ઇમાઇન (III^), કાર્બોનિલ જૂથ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જેથી મધ્યવર્તી ઇમાઇન-ફિનોલ (IV) 59,60 બને. ત્યારબાદ, મધ્યવર્તી (V) ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર સાયક્લાઇઝેશનમાંથી પસાર થઈ શકે છે40. અંતે, મધ્યવર્તી V ને વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથે ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે, જે ઇચ્છિત ઉત્પાદન 4 આપે છે અને આગામી ચક્ર શરૂ કરવા માટે ઝિર્કોનિયમ સંકુલ મુક્ત કરે છે61,62.
બધા રીએજન્ટ્સ અને સોલવન્ટ્સ વાણિજ્યિક સ્ત્રોતોમાંથી ખરીદવામાં આવ્યા હતા. બધા જાણીતા ઉત્પાદનોને સ્પેક્ટ્રલ ડેટા અને પરીક્ષણ કરાયેલા નમૂનાઓના ગલનબિંદુઓ સાથે સરખામણી કરીને ઓળખવામાં આવ્યા હતા. બ્રુકર એવન્સ DRX સાધન પર 1H NMR (400 MHz) અને 13C NMR (100 MHz) સ્પેક્ટ્રા રેકોર્ડ કરવામાં આવ્યા હતા. ખુલ્લા રુધિરકેશિકામાં બુચી B-545 ઉપકરણ પર ગલનબિંદુઓ નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા. સિલિકા જેલ પ્લેટ્સ (સિલિકા જેલ 60 F254, મર્ક કેમિકલ કંપની) નો ઉપયોગ કરીને પાતળા-સ્તર ક્રોમેટોગ્રાફી (TLC) દ્વારા બધી પ્રતિક્રિયાઓનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. પર્કિનએલ્મર 240-B માઇક્રોએનાલાઇઝર પર એલિમેન્ટલ વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
ઇથેનોલ (3.0 mL) માં કેટેકોલ (1.0 mmol), એલ્ડીહાઇડ (1.0 mmol), એમોનિયમ એસિટેટ (1.0 mmol) અને ZrCl4 (5 mol %) નું દ્રાવણ એક ખુલ્લી નળીમાં તેલ સ્નાનમાં 60 °C તાપમાને હવામાં જરૂરી સમય માટે ક્રમિક રીતે હલાવવામાં આવ્યું. પ્રતિક્રિયાની પ્રગતિનું નિરીક્ષણ પાતળા સ્તર ક્રોમેટોગ્રાફી (TLC) દ્વારા કરવામાં આવ્યું. પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, પરિણામી મિશ્રણને ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવ્યું અને ઓછા દબાણ હેઠળ ઇથેનોલ દૂર કરવામાં આવ્યું. પ્રતિક્રિયા મિશ્રણને EtOAc (3 x 5 mL) થી પાતળું કરવામાં આવ્યું. પછી, સંયુક્ત કાર્બનિક સ્તરોને નિર્જળ Na2SO4 પર સૂકવવામાં આવ્યા અને શૂન્યાવકાશમાં કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યા. અંતે, શુદ્ધ બેન્ઝોક્સાઝોલ 4 મેળવવા માટે પેટ્રોલિયમ ઇથર/EtOAc નો ઉપયોગ કરીને કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફી દ્વારા કાચા મિશ્રણને શુદ્ધ કરવામાં આવ્યું.
સારાંશમાં, અમે ઝિર્કોનિયમ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં CN અને CO બોન્ડ્સની ક્રમિક રચના દ્વારા બેન્ઝોક્સાઝોલના સંશ્લેષણ માટે એક નવલકથા, હળવા અને લીલા પ્રોટોકોલ વિકસાવ્યો છે. ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, 59 વિવિધ બેન્ઝોક્સાઝોલનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ વિવિધ કાર્યાત્મક જૂથો સાથે સુસંગત છે, અને ઘણા બાયોએક્ટિવ કોરો સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા, જે અનુગામી કાર્યાત્મકતા માટે તેમની ઉચ્ચ સંભાવના દર્શાવે છે. તેથી, અમે ઓછી કિંમતના ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને લીલા પરિસ્થિતિઓમાં કુદરતી કેટેકોલમાંથી વિવિધ બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે એક કાર્યક્ષમ, સરળ અને વ્યવહારુ વ્યૂહરચના વિકસાવી છે.
આ અભ્યાસ દરમિયાન મેળવેલ અથવા વિશ્લેષણ કરાયેલ તમામ ડેટા આ પ્રકાશિત લેખ અને તેની પૂરક માહિતી ફાઇલોમાં સમાવવામાં આવેલ છે.
નિકોલાઉ, કેન્સાસ સિટી. ઓર્ગેનિક સંશ્લેષણ: પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા જૈવિક અણુઓની નકલ કરવાની અને પ્રયોગશાળામાં સમાન અણુઓ બનાવવાની કળા અને વિજ્ઞાન. પ્રોક. આર સોક. એ. 470, 2013069 (2014).
અનાનિકોવ વીપી અને અન્ય. આધુનિક પસંદગીયુક્ત કાર્બનિક સંશ્લેષણની નવી પદ્ધતિઓનો વિકાસ: અણુ ચોકસાઇ સાથે કાર્યાત્મક અણુઓ મેળવવા. રસ કેમ. એડ. 83, 885 (2014).
ગણેશ, કે.એન., વગેરે. ગ્રીન કેમિસ્ટ્રી: ટકાઉ ભવિષ્ય માટેનો પાયો. ઓર્ગેનિક, પ્રક્રિયા, સંશોધન અને વિકાસ 25, 1455–1459 (2021).
યુ, ક્યૂ., વગેરે. કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં વલણો અને તકો: વૈશ્વિક સંશોધન સૂચકાંકોની સ્થિતિ અને ચોકસાઇ, કાર્યક્ષમતા અને લીલા રસાયણશાસ્ત્રમાં પ્રગતિ. જે. ઓર્ગ. કેમ. 88, 4031–4035 (2023).
લી, એસજે અને ટ્રોસ્ટ, બીએમ ગ્રીન કેમિકલ સિન્થેસિસ. પીએનએએસ. 105, 13197–13202 (2008).
એર્ટન-બોલેલી, ટી., યિલ્ડીઝ, આઇ. અને ઓઝજેન-ઓઝગાકર, એસ. સિન્થેસિસ, મોલેક્યુલર ડોકીંગ અને નોવેલ બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝનું એન્ટીબેક્ટેરિયલ મૂલ્યાંકન. મધ. રસાયણ. રેસ. 25, 553–567 (2016).
સત્તાર, આર., મુખ્તાર, આર., આતિફ, એમ., હસનૈન, એમ. અને ઇરફાન, એ. બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝનું સિન્થેટિક ટ્રાન્સફોર્મેશન અને બાયોસ્ક્રીનિંગ: એક સમીક્ષા. જર્નલ ઓફ હેટરોસાયક્લિક કેમિસ્ટ્રી 57, 2079–2107 (2020).
યિલ્ડીઝ-ઓરેન, આઇ., યાલ્સિન, આઇ., અકી-સેનર, ઇ. અને ઉકાર્તુર્ક, એન. નોવેલ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ એક્ટિવ પોલિસબસ્ટિટ્યુટેડ બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝનું સંશ્લેષણ અને રચના-પ્રવૃત્તિ સંબંધો. યુરોપિયન જર્નલ ઓફ મેડિસિનલ કેમિસ્ટ્રી 39, 291–298 (2004).
અકબે, એ., ઓરેન, આઇ., ટેમિઝ-આર્પાસી, ઓ., અકી-સેનર, ઇ. અને યાલ્સિન, આઇ. કેટલાક 2,5,6-અવેજીકૃત બેન્ઝોક્સાઝોલ, બેન્ઝિમિડાઝોલ, બેન્ઝોથિયાઝોલ અને ઓક્સાઝોલો(4,5-બી)પાયરીડિન ડેરિવેટિવ્ઝનું સંશ્લેષણ અને HIV-1 રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ સામે તેમની અવરોધક પ્રવૃત્તિ. આર્ઝનેઇમિટેલ-ફોર્શચંગ/ડ્રગ રેસ. 53, 266–271 (2003).
ઓસ્માનીયાહ, ડી. એટ અલ. કેટલાક નવા બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝનું સંશ્લેષણ અને તેમની કેન્સર વિરોધી પ્રવૃત્તિનો અભ્યાસ. યુરોપિયન જર્નલ ઓફ મેડિસિનલ કેમિસ્ટ્રી 210, 112979 (2021).
રીડા, એસએમ, વગેરે. કેટલાક નવા બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝને કેન્સર વિરોધી, એચઆઇવી-1 વિરોધી અને એન્ટીબેક્ટેરિયલ એજન્ટ તરીકે સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા છે. યુરોપિયન જર્નલ ઓફ મેડિસિનલ કેમિસ્ટ્રી 40, 949–959 (2005).
ડેમર, કેએસ અને બંચ, એલ. ઔષધીય રસાયણશાસ્ત્ર સંશોધનમાં બેન્ઝોક્સાઝોલ્સ અને ઓક્સાઝોલોપાયરીડાઇનનો ઉપયોગ. યુરોપિયન જર્નલ ઓફ મેડિસિનલ કેમિસ્ટ્રી 97, 778–785 (2015).
પેડેર્ની, ડી., વગેરે. Zn2+ અને Cd2+ ની ઓપ્ટિકલ શોધ માટે એક નવલકથા બેન્ઝોક્સાઝોલિલ-આધારિત ફ્લોરોસન્ટ મેક્રોસાયક્લિક કેમોસેન્સર. કેમિકલ સેન્સર્સ 10, 188 (2022).
ઝુ યાન અને અન્ય. જંતુનાશક વિકાસમાં બેન્ઝોથિયાઝોલ અને બેન્ઝોક્સાઝોલ ડેરિવેટિવ્ઝના અભ્યાસમાં પ્રગતિ. ઇન્ટ. જે મોલ. સાયન્સ. 24, 10807 (2023).
વુ, વાય. એટ અલ. બે Cu(I) સંકુલ જે વિવિધ N-હેટેરોસાયક્લિક બેન્ઝોક્સાઝોલ લિગાન્ડ્સ સાથે બનેલા છે: સંશ્લેષણ, માળખું અને ફ્લોરોસેન્સ ગુણધર્મો. જે. મોલ. સ્ટ્રક્ટ. 1191, 95–100 (2019).
વોકર, કેએલ, ડોર્નન, એલએમ, ઝારે, આરએન, વેયમાઉથ, આરએમ, અને મુલ્ડૂન, એમજે કેશનિક પેલેડિયમ(II) સંકુલની હાજરીમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ દ્વારા સ્ટાયરીનના ઉત્પ્રેરક ઓક્સિડેશનની પદ્ધતિ. જર્નલ ઓફ ધ અમેરિકન કેમિકલ સોસાયટી 139, 12495–12503 (2017).
અગાગ, ટી., લિયુ, જે., ગ્રાફ, આર., સ્પાઈસ, એચડબ્લ્યુ, અને ઇશિડા, એચ. બેન્ઝોક્સાઝોલ રેઝિન: સ્માર્ટ બેન્ઝોક્સાઝીન રેઝિનમાંથી મેળવેલા થર્મોસેટિંગ પોલિમરનો એક નવો વર્ગ. મેક્રોમોલેક્યુલ, રેવ. 45, 8991–8997 (2012).
બસક, એસ., દત્તા, એસ. અને મૈતી, ડી. સંક્રમણ ધાતુ-ઉત્પ્રેરિત C–H સક્રિયકરણ અભિગમ દ્વારા C2-કાર્યકારી 1,3-બેન્ઝોક્સાઝોલનું સંશ્લેષણ. રસાયણશાસ્ત્ર - એક યુરોપિયન જર્નલ 27, 10533–10557 (2021).
સિંઘ, એસ., વગેરે. બેન્ઝોક્સાઝોલ હાડપિંજર ધરાવતા ફાર્માકોલોજિકલી સક્રિય સંયોજનોના વિકાસમાં તાજેતરની પ્રગતિ. એશિયન જર્નલ ઓફ ઓર્ગેનિક કેમિસ્ટ્રી 4, 1338–1361 (2015).
વોંગ, એક્સકે અને યેંગ, કેવાય. બેન્ઝોક્સાઝોલ દવાના વર્તમાન વિકાસ સ્થિતિની પેટન્ટ સમીક્ષા. ખિમમેડખિમ. 16, 3237–3262 (2021).
ઓવેન્ડેન, એસપીબી, વગેરે. દરિયાઈ સ્પોન્જ ડેક્ટીલોસ્પોંગિયા એલિગન્સમાંથી સેસ્ક્વીટરપેનોઇડ બેન્ઝોક્સાઝોલ્સ અને સેસ્ક્વીટરપેનોઇડ ક્વિનોન્સ. જે. નેટ. પ્રોક. 74, 65–68 (2011).
કુસુમી, ટી., ઓઇ, ટી., વુલ્ચલી, એમઆર, અને કાકીસાવા, એચ. નવા એન્ટિબાયોટિક્સ બોક્સાઝોમાયસીન્સ એ, બી, અને સીજે એમ. કેમ. સોક. 110, 2954–2958 (1988) ની રચનાઓ.
ચેની, એમએલ, ડીમાર્કો, પીડબ્લ્યુ, જોન્સ, એનડી, અને ઓકોલોવિટ્ઝ, જેએલ ડાયવેલેન્ટ કેશનિક આયોનોફોર A23187 નું માળખું. જર્નલ ઓફ ધ અમેરિકન કેમિકલ સોસાયટી 96, 1932–1933 (1974).
પાર્ક, જે., એટ અલ. ટેફામિડિસ: ટ્રાન્સથાઇરેટિન એમીલોઇડ કાર્ડિયોમાયોપેથીની સારવાર માટે પ્રથમ-વર્ગનું ટ્રાન્સથાઇરેટિન સ્ટેબિલાઇઝર. ફાર્માકોથેરાપીના એનલ્સ 54, 470–477 (2020).
શિવલિંગમ, પી., હોંગ, કે., પોટે, જે. અને પ્રભાકર, કે. સ્ટ્રેપ્ટોમાસીસ અત્યંત પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ: નવી એન્ટિમાઇક્રોબાયલ અને કેન્સર વિરોધી દવાઓનો સંભવિત સ્ત્રોત? ઇન્ટરનેશનલ જર્નલ ઓફ માઇક્રોબાયોલોજી, 2019, 5283948 (2019).
પાલ, એસ., મંજુનાથ, બી., ગોરાઈ, એસ. અને સસ્મલ, એસ. બેન્ઝોક્સાઝોલ આલ્કલોઇડ્સ: ઘટના, રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ઞાન. આલ્કલોઇડ્સનું રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ઞાન 79, 71–137 (2018).
શફિક, ઝેડ., વગેરે. બાયોનિક પાણીની અંદર બંધન અને માંગ પર એડહેસિવ દૂર કરવું. એપ્લાઇડ કેમિસ્ટ્રી 124, 4408–4411 (2012).
લી, એચ., ડેલેટોર, એસએમ, મિલર, વીએમ, અને મેસરસ્મિથ, પીબી મસલ-પ્રેરિત સપાટી રસાયણશાસ્ત્ર ફોર મલ્ટિફંક્શનલ કોટિંગ્સ. સાયન્સ 318, 420–426 (2007).
નાસીબીપોર, એમ., સફાઇ, ઇ., રેઝેઝ્ઝ, જી., અને વોજ્ત્ઝાક, એ. ઇલેક્ટ્રોન-સ્ટોરેજ લિગાન્ડ તરીકે ઓ-ઇમિનોબેન્ઝોસેમીક્વિનોનનો ઉપયોગ કરીને નવલકથા Cu(II) સંકુલના રેડોક્સ સંભવિત અને ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિને ટ્યુનિંગ. નવેમ્બર. રસ. રસાયણશાસ્ત્ર, 44, 4426–4439 (2020).
ડી'એક્વિલા, પીએસ, કોલુ, એમ., જેસા, જીએલ અને સેરા, જી. એન્ટીડિપ્રેસન્ટ્સની ક્રિયાના મિકેનિઝમમાં ડોપામાઇનની ભૂમિકા. યુરોપિયન જર્નલ ઓફ ફાર્માકોલોજી 405, 365–373 (2000).