nature.com ని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్ పరిమిత CSS మద్దతును కలిగి ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, తాజా బ్రౌజర్ వెర్షన్‌ను ఉపయోగించమని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో అనుకూలత మోడ్‌ను ఆఫ్ చేయడం). అదనంగా, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, ఈ సైట్ శైలులు లేదా జావాస్క్రిప్ట్‌ను కలిగి ఉండదు.
ఈ అధ్యయనం బెంజోక్జజోల్స్ సంశ్లేషణకు కాటెకాల్, ఆల్డిహైడ్ మరియు అమ్మోనియం అసిటేట్‌లను ఫీడ్‌స్టాక్‌గా ఉపయోగించి ZrCl4 ను ఉత్ప్రేరకంగా ఇథనాల్‌లో కలపడం ద్వారా అత్యంత సమర్థవంతమైన పద్ధతిని నివేదిస్తుంది. ఈ పద్ధతి ద్వారా బెంజోక్జజోల్స్ (59 రకాలు) వరుస 97% వరకు దిగుబడిలో విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. ఈ విధానం యొక్క ఇతర ప్రయోజనాల్లో పెద్ద-స్థాయి సంశ్లేషణ మరియు ఆక్సిజన్‌ను ఆక్సీకరణ కారకంగా ఉపయోగించడం ఉన్నాయి. తేలికపాటి ప్రతిచర్య పరిస్థితులు తదుపరి కార్యాచరణను అనుమతిస్తాయి, ఇది β-లాక్టమ్‌లు మరియు క్వినోలిన్ హెటెరోసైకిల్స్ వంటి జీవశాస్త్రపరంగా సంబంధిత నిర్మాణాలతో వివిధ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణను సులభతరం చేస్తుంది.
అధిక-విలువైన సమ్మేళనాలను పొందడంలో పరిమితులను అధిగమించి వాటి వైవిధ్యాన్ని పెంచే (కొత్త సంభావ్య అనువర్తన రంగాలను తెరవడానికి) కొత్త సేంద్రీయ సంశ్లేషణ పద్ధతుల అభివృద్ధి విద్యారంగం మరియు పరిశ్రమ రెండింటిలోనూ చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది1,2. ఈ పద్ధతుల యొక్క అధిక సామర్థ్యంతో పాటు, అభివృద్ధి చేయబడుతున్న విధానాల పర్యావరణ అనుకూలత కూడా గణనీయమైన ప్రయోజనంగా ఉంటుంది3,4.
బెంజోక్సాజోల్స్ అనేవి హెటెరోసైక్లిక్ సమ్మేళనాల తరగతికి చెందినవి, ఇవి వాటి జీవసంబంధమైన కార్యకలాపాల కారణంగా చాలా దృష్టిని ఆకర్షించాయి. ఇటువంటి సమ్మేళనాలు యాంటీమైక్రోబయల్, న్యూరోప్రొటెక్టివ్, క్యాన్సర్ నిరోధక, యాంటీవైరల్, యాంటీ బాక్టీరియల్, యాంటీ ఫంగల్ మరియు యాంటీ ఇన్ఫ్లమేటరీ కార్యకలాపాలను కలిగి ఉన్నాయని నివేదించబడింది5,6,7,8,9,10,11. ఫార్మాస్యూటికల్స్, సెన్సోరిక్స్, అగ్రోకెమిస్ట్రీ, లిగాండ్స్ (ట్రాన్సిషన్ మెటల్ కాటాలిసిస్ కోసం) మరియు మెటీరియల్ సైన్స్12,13,14,15,16,17 వంటి వివిధ పారిశ్రామిక రంగాలలో కూడా వీటిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. వాటి ప్రత్యేకమైన రసాయన లక్షణాలు మరియు బహుముఖ ప్రజ్ఞ కారణంగా, బెంజోక్సాజోల్స్ అనేక సంక్లిష్ట సేంద్రీయ అణువుల సంశ్లేషణకు ముఖ్యమైన నిర్మాణ వస్తువులుగా మారాయి18,19,20. ఆసక్తికరంగా, కొన్ని బెంజోక్సాజోల్స్ ముఖ్యమైన సహజ ఉత్పత్తులు మరియు ఔషధపరంగా సంబంధిత అణువులు, ఉదాహరణకు నకిజినోల్21, బాక్సాజోమైసిన్ A22, కాల్సిమైసిన్23, టాఫామిడిస్24, కాబోటామైసిన్25 మరియు నియోసాల్వియనేన్ (మూర్తి 1A)26.
(ఎ) బెంజోక్జజోల్ ఆధారిత సహజ ఉత్పత్తులు మరియు బయోయాక్టివ్ సమ్మేళనాల ఉదాహరణలు. (బి) కాటెకోల్స్ యొక్క కొన్ని సహజ వనరులు.
కాటెకాల్స్ ఫార్మాస్యూటికల్స్, కాస్మెటిక్స్ మరియు మెటీరియల్ సైన్స్ వంటి అనేక రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి27,28,29,30,31. కాటెకాల్స్ యాంటీఆక్సిడెంట్ మరియు యాంటీ ఇన్ఫ్లమేటరీ లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయని కూడా చూపబడింది, వీటిని చికిత్సా ఏజెంట్లుగా సంభావ్య అభ్యర్థులుగా చేస్తాయి32,33. ఈ లక్షణం యాంటీ ఏజింగ్ కాస్మెటిక్స్ మరియు చర్మ సంరక్షణ ఉత్పత్తుల అభివృద్ధిలో దాని ఉపయోగానికి దారితీసింది34,35,36. ఇంకా, కాటెకాల్స్ సేంద్రీయ సంశ్లేషణకు ప్రభావవంతమైన పూర్వగాములుగా చూపబడ్డాయి (మూర్తి 1B)37,38. ఈ కాటెకాల్స్‌లో కొన్ని ప్రకృతిలో విస్తృతంగా సమృద్ధిగా ఉన్నాయి. అందువల్ల, సేంద్రీయ సంశ్లేషణకు ముడి పదార్థంగా లేదా ప్రారంభ పదార్థంగా దీనిని ఉపయోగించడం "పునరుత్పాదక వనరులను ఉపయోగించడం" అనే గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ సూత్రాన్ని కలిగి ఉంటుంది. క్రియాత్మక బెంజోక్సాజోల్ సమ్మేళనాలను తయారు చేయడానికి అనేక విభిన్న మార్గాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి7,39. కాటెకాల్స్ యొక్క C(aryl)-OH బంధం యొక్క ఆక్సీకరణ క్రియాత్మకీకరణ అనేది బెంజోక్సాజోల్‌ల సంశ్లేషణకు అత్యంత ఆసక్తికరమైన మరియు నవల విధానాలలో ఒకటి. బెంజోక్సాజోల్స్ సంశ్లేషణలో ఈ విధానానికి ఉదాహరణలు అమైన్‌లతో కాటెకాల్స్ యొక్క ప్రతిచర్యలు40,41,42,43,44, ఆల్డిహైడ్‌లతో45,46,47, ఆల్కహాల్‌లతో (లేదా ఈథర్‌లు)48, అలాగే కీటోన్‌లు, ఆల్కీన్‌లు మరియు ఆల్కైన్‌లతో (మూర్తి 2A)49. ఈ అధ్యయనంలో, బెంజోక్సాజోల్స్ సంశ్లేషణ కోసం కాటెకాల్, ఆల్డిహైడ్ మరియు అమ్మోనియం అసిటేట్ మధ్య బహుళ-భాగాల ప్రతిచర్య (MCR) ఉపయోగించబడింది (మూర్తి 2B). ఇథనాల్ ద్రావకంలో ZrCl4 యొక్క ఉత్ప్రేరక మొత్తాన్ని ఉపయోగించి ప్రతిచర్య నిర్వహించబడింది. ZrCl4 ను ఆకుపచ్చ లూయిస్ ఆమ్ల ఉత్ప్రేరకంగా పరిగణించవచ్చని గమనించండి, ఇది తక్కువ విషపూరిత సమ్మేళనం [LD50 (ZrCl4, ఎలుకలకు నోటి ద్వారా) = 1688 mg kg−1] మరియు ఇది అధిక విషపూరితమైనదిగా పరిగణించబడదు50. జిర్కోనియం ఉత్ప్రేరకాలు వివిధ సేంద్రీయ సమ్మేళనాల సంశ్లేషణ కోసం ఉత్ప్రేరకాలుగా కూడా విజయవంతంగా ఉపయోగించబడ్డాయి. వాటి తక్కువ ఖర్చు మరియు నీరు మరియు ఆక్సిజన్‌కు అధిక స్థిరత్వం వాటిని సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో ఆశాజనక ఉత్ప్రేరకాలుగా చేస్తాయి51.
తగిన ప్రతిచర్య పరిస్థితులను కనుగొనడానికి, మేము 3,5-డై-టెర్ట్-బ్యూటైల్బెంజీన్-1,2-డయోల్ 1a, 4-మెథాక్సిబెంజాల్డిహైడ్ 2a మరియు అమ్మోనియం లవణం 3 లను మోడల్ ప్రతిచర్యలుగా ఎంచుకున్నాము మరియు బెంజోక్సాజోల్ 4a (టేబుల్ 1) సంశ్లేషణ చేయడానికి వివిధ లూయిస్ ఆమ్లాలు (LA), విభిన్న ద్రావకాలు మరియు ఉష్ణోగ్రతల సమక్షంలో ప్రతిచర్యలను నిర్వహించాము. ఉత్ప్రేరకం లేనప్పుడు ఎటువంటి ఉత్పత్తిని గమనించలేదు (టేబుల్ 1, ఎంట్రీ 1). తదనంతరం, ZrOCl2.8H2O, Zr(NO3)4, Zr(SO4)2, ZrCl4, ZnCl2, TiO2 మరియు MoO3 వంటి వివిధ లూయిస్ ఆమ్లాలలో 5 మోల్ % EtOH ద్రావకంలో ఉత్ప్రేరకంగా పరీక్షించబడ్డాయి మరియు ZrCl4 ఉత్తమమైనదిగా కనుగొనబడింది (టేబుల్ 1, ఎంట్రీలు 2–8). సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి, డయాక్సేన్, అసిటోనిట్రైల్, ఇథైల్ అసిటేట్, డైక్లోరోథేన్ (DCE), టెట్రాహైడ్రోఫ్యూరాన్ (THF), డైమిథైల్ఫార్మామైడ్ (DMF) మరియు డైమిథైల్ సల్ఫాక్సైడ్ (DMSO) వంటి వివిధ ద్రావకాలను పరీక్షించారు. పరీక్షించబడిన అన్ని ద్రావకాల దిగుబడి ఇథనాల్ కంటే తక్కువగా ఉంది (టేబుల్ 1, ఎంట్రీలు 9–15). అమ్మోనియం అసిటేట్‌కు బదులుగా ఇతర నత్రజని వనరులను (NH4Cl, NH4CN మరియు (NH4)2SO4 వంటివి) ఉపయోగించడం వల్ల ప్రతిచర్య దిగుబడి మెరుగుపడలేదు (టేబుల్ 1, ఎంట్రీలు 16–18). 60 °C కంటే తక్కువ మరియు అంతకంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు ప్రతిచర్య దిగుబడిని పెంచలేదని తదుపరి అధ్యయనాలు చూపించాయి (టేబుల్ 1, ఎంట్రీలు 19 మరియు 20). ఉత్ప్రేరక లోడింగ్‌ను 2 మరియు 10 మోల్ %కి మార్చినప్పుడు, దిగుబడి వరుసగా 78% మరియు 92% (టేబుల్ 1, ఎంట్రీలు 21 మరియు 22). నైట్రోజన్ వాతావరణంలో చర్య జరిగినప్పుడు దిగుబడి తగ్గింది, వాతావరణ ఆక్సిజన్ చర్యలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుందని సూచిస్తుంది (టేబుల్ 1, ఎంట్రీ 23). అమ్మోనియం అసిటేట్ మొత్తాన్ని పెంచడం వల్ల ప్రతిచర్య ఫలితాలు మెరుగుపడలేదు మరియు దిగుబడి కూడా తగ్గింది (టేబుల్ 1, ఎంట్రీలు 24 మరియు 25). అదనంగా, కాటెకాల్ మొత్తాన్ని పెంచడంతో ప్రతిచర్య దిగుబడిలో ఎటువంటి మెరుగుదల కనిపించలేదు (టేబుల్ 1, ఎంట్రీ 26).
సరైన ప్రతిచర్య పరిస్థితులను నిర్ణయించిన తర్వాత, ప్రతిచర్య యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు అనువర్తనాన్ని అధ్యయనం చేశారు (చిత్రం 3). ఆల్కైన్‌లు మరియు ఆల్కీన్‌లు సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో ముఖ్యమైన క్రియాత్మక సమూహాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు మరింత ఉత్పన్నం చేయడానికి సులభంగా అనుకూలంగా ఉంటాయి కాబట్టి, అనేక బెంజోక్సాజోల్ ఉత్పన్నాలు ఆల్కీన్‌లు మరియు ఆల్కైన్‌లతో (4b–4d, 4f–4g) సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. 1-(prop-2-yn-1-yl)-1H-indole-3-carbalydehide ను ఆల్డిహైడ్ ఉపరితలంగా (4e) ఉపయోగించి, దిగుబడి 90% కి చేరుకుంది. అదనంగా, ఆల్కైల్ హాలో-ప్రత్యామ్నాయ బెంజోక్సాజోల్‌లను అధిక దిగుబడిలో సంశ్లేషణ చేశారు, వీటిని ఇతర అణువులతో బంధనం చేయడానికి మరియు మరింత ఉత్పన్నం చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు (4h–4i) 52. 4-((4-ఫ్లోరోబెంజైల్)ఆక్సి)బెంజాల్డిహైడ్ మరియు 4-(బెంజైలాక్సీ)బెంజాల్డిహైడ్ అధిక దిగుబడిలో వరుసగా సంబంధిత బెంజోక్సాజోల్‌లు 4j మరియు 4k లను అందించాయి. ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి, మేము క్వినోలోన్ భాగాలను కలిగి ఉన్న బెంజోక్సాజోల్ ఉత్పన్నాలను (4l మరియు 4m) విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేసాము53,54,55. రెండు ఆల్కైన్ సమూహాలను కలిగి ఉన్న బెంజోక్సాజోల్ 4n 2,4-ప్రత్యామ్నాయ బెంజాల్డిహైడ్‌ల నుండి 84% దిగుబడిలో సంశ్లేషణ చేయబడింది. ఇండోల్ హెటెరోసైకిల్‌ను కలిగి ఉన్న బైసైక్లిక్ సమ్మేళనం 4o ను ఆప్టిమైజ్ చేసిన పరిస్థితులలో విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేశారు. బెంజోనిట్రైల్ సమూహానికి అనుసంధానించబడిన ఆల్డిహైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఉపయోగించి కాంపౌండ్ 4p సంశ్లేషణ చేయబడింది, ఇది (4q-4r) సూపర్‌మోలిక్యూల్స్ తయారీకి ఉపయోగకరమైన సబ్‌స్ట్రేట్56. ఈ పద్ధతి యొక్క వర్తనీయతను హైలైట్ చేయడానికి, ఆల్డిహైడ్-ఫంక్షనలైజ్డ్ β-లాక్టమ్‌లు, కాటెకాల్ మరియు అమ్మోనియం అసిటేట్ ప్రతిచర్య ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేసిన పరిస్థితులలో β-లాక్టమ్ భాగాలను (4q–4r) కలిగి ఉన్న బెంజోక్సాజోల్ అణువుల తయారీని ప్రదర్శించారు. సంక్లిష్ట అణువుల చివరి-దశ ఫంక్షనలైజేషన్ కోసం కొత్తగా అభివృద్ధి చేయబడిన సింథటిక్ విధానాన్ని ఉపయోగించవచ్చని ఈ ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి.
ఈ పద్ధతి యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు సహనశీలతను క్రియాత్మక సమూహాలకు మరింత ప్రదర్శించడానికి, మేము ఎలక్ట్రాన్-దాన సమూహాలు, ఎలక్ట్రాన్-ఉపసంహరణ సమూహాలు, హెటెరోసైక్లిక్ సమ్మేళనాలు మరియు పాలీసైక్లిక్ సుగంధ హైడ్రోకార్బన్‌లు (మూర్తి 4, 4s–4aag) వంటి వివిధ సుగంధ ఆల్డిహైడ్‌లను అధ్యయనం చేసాము. ఉదాహరణకు, 92% వివిక్త దిగుబడిలో బెంజాల్డిహైడ్ కావలసిన ఉత్పత్తి (4s)గా మార్చబడింది. ఎలక్ట్రాన్-దాన సమూహాలతో కూడిన సుగంధ ఆల్డిహైడ్‌లు (-Me, ఐసోప్రొపైల్, టెర్ట్-బ్యూటిల్, హైడ్రాక్సిల్ మరియు పారా-SMeతో సహా) అద్భుతమైన దిగుబడిలో (4t–4x) సంబంధిత ఉత్పత్తులకు విజయవంతంగా మార్చబడ్డాయి. స్టెరికల్‌గా అడ్డుకోబడిన ఆల్డిహైడ్ ఉపరితలాలు మంచి నుండి అద్భుతమైన దిగుబడిలో బెంజోక్సాజోల్ ఉత్పత్తులను (4y–4aa, 4al) ఉత్పత్తి చేయగలవు. మెటా-ప్రత్యామ్నాయ బెంజాల్డిహైడ్‌ల (4ab, 4ai, 4am) వాడకం అధిక దిగుబడిలో బెంజోక్సాజోల్ ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి అనుమతించింది. (-F, -CF3, -Cl మరియు Br) వంటి హాలోజనేటెడ్ ఆల్డిహైడ్‌లు సంతృప్తికరమైన దిగుబడిలో సంబంధిత బెంజోక్సాజోల్‌లను (4af, 4ag మరియు 4ai-4an) ఇచ్చాయి. ఎలక్ట్రాన్ ఉపసంహరణ సమూహాలతో (ఉదా. -CN మరియు NO2) ఆల్డిహైడ్‌లు కూడా బాగా స్పందించి అధిక దిగుబడిలో కావలసిన ఉత్పత్తులను (4ah మరియు 4ao) ఇచ్చాయి.
ఆల్డిహైడ్‌ల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించే ప్రతిచర్య శ్రేణి a మరియు b. a ప్రతిచర్య పరిస్థితులు: 1 (1.0 mmol), 2 (1.0 mmol), 3 (1.0 mmol) మరియు ZrCl4 (5 mol%) 60 °C వద్ద EtOH (3 mL)లో 6 గంటలకు చర్య జరిగాయి. b దిగుబడి వివిక్త ఉత్పత్తికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.
1-నాఫ్తాల్డిహైడ్, ఆంత్రాసిన్-9-కార్బాక్సాల్డిహైడ్ మరియు ఫినాంత్రేన్-9-కార్బాక్సాల్డిహైడ్ వంటి పాలీసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌లు అధిక దిగుబడిలో కావలసిన ఉత్పత్తులు 4ap-4ar ను ఉత్పత్తి చేయగలవు. పైరోల్, ఇండోల్, పిరిడిన్, ఫ్యూరాన్ మరియు థియోఫీన్‌తో సహా వివిధ హెటెరోసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌లు ప్రతిచర్య పరిస్థితులను బాగా తట్టుకుంటాయి మరియు అధిక దిగుబడిలో సంబంధిత ఉత్పత్తులను (4as-4az) ఉత్పత్తి చేయగలవు. సంబంధిత అలిఫాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌ను ఉపయోగించి బెంజోక్సాజోల్ 4aag 52% దిగుబడిలో పొందబడింది.
వాణిజ్య ఆల్డిహైడ్‌లను ఉపయోగించి ప్రతిచర్య ప్రాంతం a, b. a ప్రతిచర్య పరిస్థితులు: 1 (1.0 mmol), 2 (1.0 mmol), 3 (1.0 mmol) మరియు ZrCl4 (5 mol %) 4 గంటలకు 60 °C వద్ద EtOH (5 mL)లో చర్య జరిగాయి. b దిగుబడి వివిక్త ఉత్పత్తికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. c ప్రతిచర్య 6 గంటలకు 80 °C వద్ద నిర్వహించబడింది; d ప్రతిచర్య 24 గంటలకు 100 °C వద్ద నిర్వహించబడింది.
ఈ పద్ధతి యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు అనువర్తనాన్ని మరింత వివరించడానికి, మేము వివిధ ప్రత్యామ్నాయ కాటెకాల్‌లను కూడా పరీక్షించాము. 4-టెర్ట్-బ్యూటిల్‌బెంజీన్-1,2-డయోల్ మరియు 3-మెథాక్సిబెంజీన్-1,2-డయోల్ వంటి మోనోసబ్‌స్టిట్యూటెడ్ కాటెకాల్‌లు ఈ ప్రోటోకాల్‌తో బాగా స్పందించాయి, వరుసగా 89%, 86% మరియు 57% దిగుబడిలో బెంజోక్సాజోల్స్ 4aaa–4aac ను అందించాయి. కొన్ని పాలీసబ్‌స్టిట్యూటెడ్ బెంజోక్సాజోల్‌లు సంబంధిత పాలీసబ్‌స్టిట్యూటెడ్ కాటెకాల్‌లను (4aad–4aaf) ఉపయోగించి విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. 4-నైట్రోబెంజీన్-1,2-డయోల్ మరియు 3,4,5,6-టెట్రాబ్రోమోబెంజీన్-1,2-డయోల్ వంటి ఎలక్ట్రాన్-లోపం ఉన్న ప్రత్యామ్నాయ కాటెకాల్‌లను ఉపయోగించినప్పుడు ఎటువంటి ఉత్పత్తులు లభించలేదు (4aah–4aai).
గ్రాము పరిమాణంలో బెంజోక్జజోల్ సంశ్లేషణ ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన పరిస్థితులలో విజయవంతంగా సాధించబడింది మరియు సమ్మేళనం 4f 85% వివిక్త దిగుబడిలో సంశ్లేషణ చేయబడింది (మూర్తి 5).
బెంజోక్జజోల్ 4f యొక్క గ్రామ్-స్కేల్ సంశ్లేషణ. ప్రతిచర్య పరిస్థితులు: 1a (5.0 mmol), 2f (5.0 mmol), 3 (5.0 mmol) మరియు ZrCl4 (5 mol%) లను EtOH (25 mL) లో 60 °C వద్ద 4 గంటలకు చర్య జరిపారు.
సాహిత్య డేటా ఆధారంగా, ZrCl4 ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో కాటెకాల్, ఆల్డిహైడ్ మరియు అమ్మోనియం అసిటేట్ నుండి బెంజోక్జజోల్‌ల సంశ్లేషణకు ఒక సహేతుకమైన ప్రతిచర్య విధానం ప్రతిపాదించబడింది (చిత్రం 6). కాటెకాల్ రెండు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను సమన్వయం చేయడం ద్వారా జిర్కోనియంను చెలేట్ చేయగలదు, తద్వారా ఉత్ప్రేరక చక్రం (I)51 యొక్క మొదటి కోర్ ఏర్పడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, సెమిక్వినోన్ భాగం (II) సంక్లిష్ట I58లో ఎనోల్-కీటో టాటోమెరైజేషన్ ద్వారా ఏర్పడవచ్చు. ఇంటర్మీడియట్ (II)లో ఏర్పడిన కార్బొనిల్ సమూహం స్పష్టంగా అమ్మోనియం అసిటేట్‌తో చర్య జరిపి ఇంటర్మీడియట్ ఇమైన్ (III) 47ను ఏర్పరుస్తుంది. మరొక అవకాశం ఏమిటంటే, ఆల్డిహైడ్ అమ్మోనియం అసిటేట్‌తో చర్య జరిపి ఏర్పడిన ఇమైన్ (III^), కార్బొనిల్ సమూహంతో చర్య జరిపి ఇంటర్మీడియట్ ఇమైన్-ఫినాల్ (IV) 59,60ను ఏర్పరుస్తుంది. తదనంతరం, ఇంటర్మీడియట్ (V) ఇంట్రామోలిక్యులర్ సైక్లైజేషన్‌కు లోనవుతుంది40. చివరగా, ఇంటర్మీడియట్ V వాతావరణ ఆక్సిజన్‌తో ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, కావలసిన ఉత్పత్తి 4 ను ఇస్తుంది మరియు తదుపరి చక్రం 61,62 ప్రారంభించడానికి జిర్కోనియం కాంప్లెక్స్‌ను విడుదల చేస్తుంది.
అన్ని కారకాలు మరియు ద్రావకాలు వాణిజ్య వనరుల నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి. తెలిసిన అన్ని ఉత్పత్తులను స్పెక్ట్రల్ డేటా మరియు పరీక్షించిన నమూనాల ద్రవీభవన స్థానాలతో పోల్చడం ద్వారా గుర్తించారు. 1H NMR (400 MHz) మరియు 13C NMR (100 MHz) స్పెక్ట్రాలను బ్రూకర్ అవన్స్ DRX పరికరంలో నమోదు చేశారు. ఓపెన్ కేశనాళికలోని బుచి B-545 ఉపకరణంపై ద్రవీభవన స్థానాలు నిర్ణయించబడ్డాయి. సిలికా జెల్ ప్లేట్‌లను (సిలికా జెల్ 60 F254, మెర్క్ కెమికల్ కంపెనీ) ఉపయోగించి సన్నని-పొర క్రోమాటోగ్రఫీ (TLC) ద్వారా అన్ని ప్రతిచర్యలను పర్యవేక్షించారు. పెర్కిన్ఎల్మర్ 240-B మైక్రోఅనలైజర్‌లో ఎలిమెంటల్ విశ్లేషణ జరిగింది.
ఇథనాల్ (3.0 mL) లోని కాటెకాల్ (1.0 mmol), ఆల్డిహైడ్ (1.0 mmol), అమ్మోనియం అసిటేట్ (1.0 mmol) మరియు ZrCl4 (5 mol %) ల ద్రావణాన్ని ఓపెన్ ట్యూబ్‌లో 60 °C వద్ద గాలిలో గాలిలో ఉంచి అవసరమైన సమయం వరకు వరుసగా కదిలించారు. ప్రతిచర్య పురోగతిని సన్నని పొర క్రోమాటోగ్రఫీ (TLC) ద్వారా పర్యవేక్షించారు. ప్రతిచర్య పూర్తయిన తర్వాత, ఫలిత మిశ్రమాన్ని గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరిచారు మరియు తగ్గిన ఒత్తిడిలో ఇథనాల్ తొలగించబడింది. ప్రతిచర్య మిశ్రమాన్ని EtOAc (3 x 5 mL) తో కరిగించారు. తరువాత, మిశ్రమ సేంద్రీయ పొరలను అన్‌హైడ్రస్ Na2SO4 పై ఎండబెట్టి వాక్యూలో కేంద్రీకరించారు. చివరగా, ముడి మిశ్రమాన్ని కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా స్వచ్ఛమైన బెంజోక్సాజోల్ 4 ను అందించడానికి ఎల్యూయెంట్‌గా శుద్ధి చేశారు.
సారాంశంలో, జిర్కోనియం ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో CN మరియు CO బంధాల వరుస నిర్మాణం ద్వారా బెంజోక్జజోల్‌ల సంశ్లేషణ కోసం మేము ఒక నవల, తేలికపాటి మరియు ఆకుపచ్చ ప్రోటోకాల్‌ను అభివృద్ధి చేసాము. ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన ప్రతిచర్య పరిస్థితులలో, 59 వేర్వేరు బెంజోక్జజోల్‌లు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. ప్రతిచర్య పరిస్థితులు వివిధ క్రియాత్మక సమూహాలతో అనుకూలంగా ఉంటాయి మరియు అనేక బయోయాక్టివ్ కోర్‌లు విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి, ఇది తదుపరి కార్యాచరణకు వాటి అధిక సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. అందువల్ల, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన ఉత్ప్రేరకాలను ఉపయోగించి ఆకుపచ్చ పరిస్థితులలో సహజ కాటెకోల్‌ల నుండి వివిధ బెంజోక్జజోల్ ఉత్పన్నాల యొక్క పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తి కోసం మేము సమర్థవంతమైన, సరళమైన మరియు ఆచరణాత్మక వ్యూహాన్ని అభివృద్ధి చేసాము.
ఈ అధ్యయనం సమయంలో పొందిన లేదా విశ్లేషించబడిన అన్ని డేటా ఈ ప్రచురించబడిన వ్యాసం మరియు దాని అనుబంధ సమాచార ఫైళ్లలో చేర్చబడింది.
నికోలౌ, కాన్సాస్ సిటీ. సేంద్రీయ సంశ్లేషణ: ప్రకృతిలో కనిపించే జీవ అణువులను కాపీ చేయడం మరియు ప్రయోగశాలలో సారూప్య అణువులను సృష్టించే కళ మరియు శాస్త్రం. Proc. R Soc. A. 470, 2013069 (2014).
అననికోవ్ VP మరియు ఇతరులు. ఆధునిక సెలెక్టివ్ ఆర్గానిక్ సంశ్లేషణ యొక్క కొత్త పద్ధతుల అభివృద్ధి: అణు ఖచ్చితత్వంతో క్రియాత్మక అణువులను పొందడం. రస్ కెమ్. ఎడ్. 83, 885 (2014).
గణేష్, కె.ఎన్, మరియు ఇతరులు. గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ: స్థిరమైన భవిష్యత్తుకు పునాది. ఆర్గానిక్, ప్రాసెస్, పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి 25, 1455–1459 (2021).
యు, క్యూ., మరియు ఇతరులు. సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో ధోరణులు మరియు అవకాశాలు: ప్రపంచ పరిశోధన సూచికల స్థితి మరియు ఖచ్చితత్వం, సామర్థ్యం మరియు గ్రీన్ కెమిస్ట్రీలో పురోగతి. జె. ఆర్గ్. కెమ్. 88, 4031–4035 (2023).
లీ, SJ మరియు ట్రోస్ట్, BM గ్రీన్ కెమికల్ సింథసిస్. PNAS. 105, 13197–13202 (2008).
ఎర్టాన్-బోలెల్లి, టి., యిల్డిజ్, ఐ. మరియు ఓజ్జెన్-ఓజ్గాకర్, ఎస్. సింథసిస్, మాలిక్యులర్ డాకింగ్ మరియు నవల బెంజోక్జజోల్ ఉత్పన్నాల యాంటీ బాక్టీరియల్ మూల్యాంకనం. హనీ. కెమ్. రెస్. 25, 553–567 (2016).
సత్తార్, ఆర్., ముఖ్తార్, ఆర్., అతిఫ్, ఎం., హస్నైన్, ఎం. మరియు ఇర్ఫాన్, ఎ. బెంజోక్జజోల్ ఉత్పన్నాల యొక్క సింథటిక్ పరివర్తనలు మరియు బయోస్క్రీనింగ్: ఒక సమీక్ష. జర్నల్ ఆఫ్ హెటెరోసైక్లిక్ కెమిస్ట్రీ 57, 2079–2107 (2020).
యిల్డిజ్-ఓరెన్, ఐ., యల్సిన్, ఐ., అకి-సెనర్, ఇ. మరియు ఉకార్టుర్క్, ఎన్. నవల యాంటీమైక్రోబయల్‌గా యాక్టివ్ పాలీసబ్‌స్టిట్యూటెడ్ బెంజోక్జజోల్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ మరియు నిర్మాణ-కార్యాచరణ సంబంధాలు. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ 39, 291–298 (2004).
అక్బే, ఎ., ఓరెన్, ఐ., టెమిజ్-అర్పాసి, ఓ., అకి-సెనర్, ఇ. మరియు యల్సిన్, ఐ. కొన్ని 2,5,6-ప్రత్యామ్నాయ బెంజోక్సాజోల్, బెంజిమిడాజోల్, బెంజోథియాజోల్ మరియు ఆక్సాజోలో(4,5-బి)పిరిడిన్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ మరియు HIV-1 రివర్స్ ట్రాన్స్క్రిప్టేజ్‌కు వ్యతిరేకంగా వాటి నిరోధక చర్య. అర్జ్‌నీమిట్టెల్-ఫోర్స్‌చంగ్/డ్రగ్ రెస్. 53, 266–271 (2003).
ఉస్మానీహ్, డి. మరియు ఇతరులు. కొన్ని నవల బెంజోక్జజోల్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ మరియు వాటి క్యాన్సర్ వ్యతిరేక కార్యకలాపాల అధ్యయనం. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ 210, 112979 (2021).
రిడా, SM, మరియు ఇతరులు. కొన్ని కొత్త బెంజోక్జజోల్ ఉత్పన్నాలు క్యాన్సర్ నిరోధకం, HIV-1 వ్యతిరేకం మరియు యాంటీ బాక్టీరియల్ ఏజెంట్లుగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ 40, 949–959 (2005).
డెమ్మెర్, కెఎస్ మరియు బంచ్, ఎల్. ఔషధ రసాయన శాస్త్ర పరిశోధనలో బెంజోక్సాజోల్స్ మరియు ఆక్సాజోలోపైరిడిన్‌ల అప్లికేషన్. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ 97, 778–785 (2015).
పాడెర్ని, డి., మరియు ఇతరులు. Zn2+ మరియు Cd2+ యొక్క ఆప్టికల్ గుర్తింపు కోసం బెంజోక్సాజోలిల్-ఆధారిత ఫ్లోరోసెంట్ మాక్రోసైక్లిక్ కెమోసెన్సర్ నవల. కెమికల్ సెన్సార్స్ 10, 188 (2022).
జూ యాన్ మరియు ఇతరులు. పురుగుమందుల అభివృద్ధిలో బెంజోథియాజోల్ మరియు బెంజోక్జజోల్ ఉత్పన్నాల అధ్యయనంలో పురోగతి. Int. J Mol. Sci. 24, 10807 (2023).
వు, వై. మరియు ఇతరులు. విభిన్న N-హెటెరోసైక్లిక్ బెంజోక్జజోల్ లిగాండ్‌లతో నిర్మించిన రెండు Cu(I) సముదాయాలు: సంశ్లేషణ, నిర్మాణం మరియు ఫ్లోరోసెన్స్ లక్షణాలు. జె. మోల్. స్ట్రక్ట్. 1191, 95–100 (2019).
కాటినిక్ పల్లాడియం(II) కాంప్లెక్స్‌ల సమక్షంలో హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ ద్వారా స్టైరీన్ యొక్క ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ యొక్క వాకర్, KL, డోర్నాన్, LM, జారే, RN, వేమౌత్, RM, మరియు ముల్డూన్, MJ మెకానిజం. జర్నల్ ఆఫ్ ది అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ 139, 12495–12503 (2017).
అగాగ్, టి., లియు, జె., గ్రాఫ్, ఆర్., స్పైస్, హెచ్‌డబ్ల్యూ, మరియు ఇషిడా, హెచ్. బెంజోక్సాజోల్ రెసిన్లు: స్మార్ట్ బెంజోక్సాజైన్ రెసిన్ల నుండి తీసుకోబడిన థర్మోసెట్టింగ్ పాలిమర్‌ల కొత్త తరగతి. మాక్రోమోలిక్యూల్, రెవ్. 45, 8991–8997 (2012).
బసక్, ఎస్., దత్తా, ఎస్. మరియు మైటి, డి. పరివర్తన లోహ-ఉత్ప్రేరక C–H క్రియాశీలత విధానం ద్వారా C2-ఫంక్షనలైజ్డ్ 1,3-బెంజోక్సాజోల్స్ సంశ్లేషణ. కెమిస్ట్రీ – ఎ యూరోపియన్ జర్నల్ 27, 10533–10557 (2021).
సింగ్, ఎస్., మరియు ఇతరులు. బెంజోక్జజోల్ అస్థిపంజరాలను కలిగి ఉన్న ఔషధపరంగా చురుకైన సమ్మేళనాల అభివృద్ధిలో ఇటీవలి పురోగతి. ఆసియన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ 4, 1338–1361 (2015).
వాంగ్, XK మరియు యుంగ్, KY. బెంజోక్జజోల్ ఔషధం యొక్క ప్రస్తుత అభివృద్ధి స్థితి యొక్క పేటెంట్ సమీక్ష. ఖిమ్మెడ్ఖిమ్. 16, 3237–3262 (2021).
ఓవెన్డెన్, SPB, మరియు ఇతరులు. సముద్రపు స్పాంజ్ డాక్టిలోస్పోంగియా ఎలిగాన్స్ నుండి సెస్క్విటెర్పెనాయిడ్ బెంజోక్జజోల్స్ మరియు సెస్క్విటెర్పెనాయిడ్ క్వినోన్స్. జె. నాట్. ప్రోక్. 74, 65–68 (2011).
కుసుమి, టి., ఊయి, టి., వుల్చ్లి, ఎంఆర్, మరియు కాకిసావా, హెచ్. స్ట్రక్చర్స్ ఆఫ్ ది న్యూ యాంటీబయాటిక్స్ బాక్సాజోమైసిన్స్ ఎ, బి, మరియు సిజె ఆమ్. కెమ్. సోక్. 110, 2954–2958 (1988).
చెనీ, ML, డెమార్కో, PW, జోన్స్, ND, మరియు ఒకోలోవిట్జ్, JL డైవాలెంట్ కాటినిక్ అయానోఫోర్ యొక్క నిర్మాణం A23187. జర్నల్ ఆఫ్ ది అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ 96, 1932–1933 (1974).
పార్క్, జె., మరియు ఇతరులు. టఫామిడిస్: ట్రాన్స్‌థైరెటిన్ అమిలాయిడ్ కార్డియోమయోపతి చికిత్స కోసం ఒక ఫస్ట్-ఇన్-క్లాస్ ట్రాన్స్‌థైరెటిన్ స్టెబిలైజర్. ఫార్మాకోథెరపీ యొక్క అన్నల్స్ 54, 470–477 (2020).
తీవ్రమైన పర్యావరణ పరిస్థితుల్లో శివలింగం, పి., హాంగ్, కె., పోటే, జె. మరియు ప్రభాకర్, కె. స్ట్రెప్టోమైసెస్: కొత్త యాంటీమైక్రోబయల్ మరియు యాంటీకాన్సర్ ఔషధాల సంభావ్య మూలం? ఇంటర్నేషనల్ జర్నల్ ఆఫ్ మైక్రోబయాలజీ, 2019, 5283948 (2019).
పాల్, ఎస్., మంజునాథ్, బి., గోరై, ఎస్. మరియు సస్మల్, ఎస్. బెంజోక్సాజోల్ ఆల్కలాయిడ్స్: సంభవించడం, రసాయన శాస్త్రం మరియు జీవశాస్త్రం. ఆల్కలాయిడ్స్ యొక్క రసాయన శాస్త్రం మరియు జీవశాస్త్రం 79, 71–137 (2018).
షఫిక్, జెడ్., మరియు ఇతరులు. బయోనిక్ నీటి అడుగున బంధం మరియు ఆన్-డిమాండ్ అంటుకునే తొలగింపు. అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ 124, 4408–4411 (2012).
లీ, హెచ్., డెల్లాటోర్, ఎస్ఎమ్, మిల్లర్, విఎమ్, మరియు మెస్సర్స్మిత్, పిబి ముస్సెల్-ప్రేరేపిత ఉపరితల రసాయన శాస్త్రం బహుళ పూతలకు. సైన్స్ 318, 420–426 (2007).
నాసిబిపూర్, ఎం., సఫాయ్, ఇ., వ్రెజ్జ్జ్, జి., మరియు వోజ్ట్జాక్, ఎ. ఓ-ఇమినోబెంజోసెమిక్వినోన్‌ను ఎలక్ట్రాన్-స్టోరేజ్ లిగాండ్‌గా ఉపయోగించి నవల Cu(II) కాంప్లెక్స్ యొక్క రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ మరియు ఉత్ప్రేరక కార్యకలాపాలను ట్యూన్ చేయడం. నవంబర్. రస్. కెమిస్ట్రీ, 44, 4426–4439 (2020).
డి'అక్విలా, పిఎస్, కొల్లు, ఎం., జెస్సా, జిఎల్ మరియు సెర్రా, జి. యాంటిడిప్రెసెంట్స్ యొక్క చర్య యొక్క యంత్రాంగంలో డోపమైన్ పాత్ర. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఫార్మకాలజీ 405, 365–373 (2000).