nature.com ను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSS మద్దతు పరిమితంగా ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, తాజా బ్రౌజర్ వెర్షన్‌ను ఉపయోగించమని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను ఆఫ్ చేయమని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. అదనంగా, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, ఈ సైట్‌లో స్టైల్స్ లేదా జావాస్క్రిప్ట్ ఉండవు.
ఈ అధ్యయనం, ZrCl4 ను ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగించి ఇథనాల్‌లో కప్లింగ్ చర్య ద్వారా, ఫీడ్‌స్టాక్‌గా కాటెకోల్, ఆల్డిహైడ్ మరియు అమ్మోనియం ఎసిటేట్‌లను వాడి బెంజోక్సాజోల్‌ల సంశ్లేషణ కోసం ఒక అత్యంత సమర్థవంతమైన పద్ధతిని నివేదిస్తుంది. ఈ పద్ధతి ద్వారా 97% వరకు దిగుబడితో బెంజోక్సాజోల్‌ల శ్రేణి (59 రకాలు) విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. ఈ విధానం యొక్క ఇతర ప్రయోజనాలలో భారీస్థాయి సంశ్లేషణ మరియు ఆక్సీకరణ కారకంగా ఆక్సిజన్‌ను ఉపయోగించడం వంటివి ఉన్నాయి. తేలికపాటి చర్య పరిస్థితులు తదుపరి ఫంక్షనలైజేషన్‌కు అనుమతిస్తాయి, ఇది β-లాక్టమ్‌లు మరియు క్వినోలిన్ హెటెరోసైకిల్స్ వంటి జీవసంబంధిత నిర్మాణాలతో కూడిన వివిధ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణను సులభతరం చేస్తుంది.
అధిక విలువ కలిగిన సమ్మేళనాలను పొందడంలో ఉన్న పరిమితులను అధిగమించి, వాటి వైవిధ్యాన్ని పెంచగల (తద్వారా కొత్త అనువర్తన రంగాలను తెరవగల) సేంద్రీయ సంశ్లేషణ యొక్క కొత్త పద్ధతుల అభివృద్ధి, విద్యా మరియు పారిశ్రామిక రంగాలలో చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది¹,². ఈ పద్ధతుల యొక్క అధిక సామర్థ్యానికి అదనంగా, అభివృద్ధి చేయబడుతున్న విధానాల యొక్క పర్యావరణ అనుకూలత కూడా ఒక ముఖ్యమైన ప్రయోజనం అవుతుంది³,4.
బెంజోక్సాజోల్స్ అనేవి ఒక రకమైన హెటెరోసైక్లిక్ సమ్మేళనాలు, ఇవి వాటి విస్తృతమైన జీవసంబంధ కార్యకలాపాల కారణంగా చాలా దృష్టిని ఆకర్షించాయి. ఇటువంటి సమ్మేళనాలు యాంటీమైక్రోబయల్, న్యూరోప్రొటెక్టివ్, యాంటీక్యాన్సర్, యాంటీవైరల్, యాంటీబాక్టీరియల్, యాంటీఫంగల్ మరియు యాంటీ ఇన్ఫ్లమేటరీ కార్యకలాపాలను కలిగి ఉన్నట్లు నివేదించబడింది5,6,7,8,9,10,11. ఇవి ఫార్మాస్యూటికల్స్, సెన్సరిక్స్, అగ్రోకెమిస్ట్రీ, లిగాండ్‌లు (ట్రాన్సిషన్ మెటల్ ఉత్ప్రేరణ కోసం), మరియు మెటీరియల్స్ సైన్స్12,13,14,15,16,17 వంటి వివిధ పారిశ్రామిక రంగాలలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. వాటి ప్రత్యేకమైన రసాయన లక్షణాలు మరియు బహుముఖ ప్రజ్ఞ కారణంగా, బెంజోక్సాజోల్స్ అనేక సంక్లిష్ట సేంద్రీయ అణువుల సంశ్లేషణకు ముఖ్యమైన నిర్మాణ భాగాలుగా మారాయి18,19,20. ఆసక్తికరంగా, కొన్ని బెంజోక్సాజోల్స్ ముఖ్యమైన సహజ ఉత్పత్తులు మరియు ఔషధపరంగా సంబంధిత అణువులు, ఉదాహరణకు నకిజినోల్21, బాక్సాజోమైసిన్ A22, కాల్సిమైసిన్23, టాఫామిడిస్24, కాబోటామైసిన్25 మరియు నియోసాల్వియానెన్ (చిత్రం 1A)26.
(A) బెంజోక్సజోల్ ఆధారిత సహజ ఉత్పత్తులు మరియు జీవక్రియాశీల సమ్మేళనాలకు ఉదాహరణలు. (B) కాటెకోల్స్ యొక్క కొన్ని సహజ వనరులు.
కాటెకోల్స్‌ను ఫార్మాస్యూటికల్స్, కాస్మెటిక్స్ మరియు మెటీరియల్స్ సైన్స్27,28,29,30,31 వంటి అనేక రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. కాటెకోల్స్‌కు యాంటీఆక్సిడెంట్ మరియు యాంటీ-ఇన్‌ఫ్లమేటరీ లక్షణాలు కూడా ఉన్నాయని తేలింది, అందువల్ల ఇవి చికిత్సా ఏజెంట్లుగా ఉపయోగపడే అవకాశం ఉంది32,33. ఈ లక్షణం కారణంగా, వీటిని యాంటీ-ఏజింగ్ కాస్మెటిక్స్ మరియు చర్మ సంరక్షణ ఉత్పత్తుల అభివృద్ధిలో ఉపయోగిస్తున్నారు34,35,36. అంతేకాకుండా, కాటెకోల్స్ ఆర్గానిక్ సింథసిస్ (చిత్రం 1B)37,38 కోసం సమర్థవంతమైన పూర్వగాములుగా పనిచేస్తాయని తేలింది. ఈ కాటెకోల్స్‌లో కొన్ని ప్రకృతిలో విరివిగా లభిస్తాయి. అందువల్ల, ఆర్గానిక్ సింథసిస్ కోసం దీనిని ముడి పదార్థంగా లేదా ప్రారంభ పదార్థంగా ఉపయోగించడం "పునరుత్పాదక వనరులను ఉపయోగించుకోవడం" అనే గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ సూత్రాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది. ఫంక్షనలైజ్డ్ బెంజోక్సజోల్ సమ్మేళనాలను తయారు చేయడానికి అనేక విభిన్న మార్గాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి7,39. బెంజోక్సజోల్స్ సంశ్లేషణ కోసం కాటెకోల్స్‌లోని C(అరైల్)-OH బంధం యొక్క ఆక్సిడేటివ్ ఫంక్షనలైజేషన్ అత్యంత ఆసక్తికరమైన మరియు నూతనమైన విధానాలలో ఒకటి. బెంజోక్సాజోల్‌ల సంశ్లేషణలో ఈ విధానానికి ఉదాహరణలు: కాటెకోల్‌లను అమైన్‌లు40,41,42,43,44, ఆల్డిహైడ్‌లు45,46,47, ఆల్కహాల్‌లు (లేదా ఈథర్‌లు)48, అలాగే కీటోన్‌లు, ఆల్కీన్‌లు మరియు ఆల్కైన్‌లతో (పటం 2A)49 జరిపే చర్యలు. ఈ అధ్యయనంలో, బెంజోక్సాజోల్‌ల సంశ్లేషణ కోసం కాటెకోల్, ఆల్డిహైడ్ మరియు అమ్మోనియం ఎసిటేట్ మధ్య బహుళ-భాగాల చర్య (MCR) ఉపయోగించబడింది (పటం 2B). ఈ చర్యను ఇథనాల్ ద్రావణిలో ఉత్ప్రేరక పరిమాణంలో ZrCl4 ఉపయోగించి నిర్వహించారు. గమనించదగ్గ విషయం ఏమిటంటే, ZrCl4ను ఒక గ్రీన్ లూయిస్ ఆమ్ల ఉత్ప్రేరకంగా పరిగణించవచ్చు, ఇది తక్కువ విషపూరిత సమ్మేళనం [LD50 (ZrCl4, ఎలుకలకు నోటి ద్వారా) = 1688 mg kg−1] మరియు ఇది అధిక విషపూరితమైనదిగా పరిగణించబడదు50. వివిధ సేంద్రీయ సమ్మేళనాల సంశ్లేషణకు ఉత్ప్రేరకాలుగా జిర్కోనియం ఉత్ప్రేరకాలను కూడా విజయవంతంగా ఉపయోగించారు. వాటి తక్కువ ధర మరియు నీరు, ఆక్సిజన్‌లకు అధిక స్థిరత్వం కారణంగా అవి సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో ఆశాజనకమైన ఉత్ప్రేరకాలుగా మారాయి51.
తగిన చర్య పరిస్థితులను కనుగొనడానికి, మేము 3,5-డై-టెర్ట్-బ్యూటైల్‌బెంజీన్-1,2-డైయోల్ 1a, 4-మెథాక్సీబెంజాల్డిహైడ్ 2a మరియు అమ్మోనియం సాల్ట్ 3 లను నమూనా చర్యలుగా ఎంచుకుని, బెంజోక్సాజోల్ 4a ను సంశ్లేషణ చేయడానికి వివిధ లూయిస్ ఆమ్లాలు (LA), వివిధ ద్రావకాలు మరియు ఉష్ణోగ్రతల సమక్షంలో చర్యలను నిర్వహించాము (పట్టిక 1). ఉత్ప్రేరకం లేనప్పుడు ఎటువంటి ఉత్పత్తి గమనించబడలేదు (పట్టిక 1, ఎంట్రీ 1). తదనంతరం, ZrOCl2.8H2O, Zr(NO3)4, Zr(SO4)2, ZrCl4, ZnCl2, TiO2 మరియు MoO3 వంటి 5 మోల్ % వివిధ లూయిస్ ఆమ్లాలను EtOH ద్రావకంలో ఉత్ప్రేరకాలుగా పరీక్షించగా, ZrCl4 ఉత్తమమైనదిగా కనుగొనబడింది (పట్టిక 1, ఎంట్రీలు 2–8). సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి, డయాక్సేన్, ఎసిటోనైట్రైల్, ఇథైల్ ఎసిటేట్, డైక్లోరోఇథేన్ (DCE), టెట్రాహైడ్రోఫ్యూరాన్ (THF), డైమిథైల్‌ఫార్మామైడ్ (DMF) మరియు డైమిథైల్ సల్ఫాక్సైడ్ (DMSO) వంటి వివిధ ద్రావకాలను పరీక్షించడం జరిగింది. పరీక్షించిన అన్ని ద్రావకాల దిగుబడి ఇథనాల్ కంటే తక్కువగా ఉంది (పట్టిక 1, ఎంట్రీలు 9–15). అమ్మోనియం ఎసిటేట్‌కు బదులుగా ఇతర నత్రజని వనరులను (NH4Cl, NH4CN మరియు (NH4)2SO4 వంటివి) ఉపయోగించడం వల్ల చర్య దిగుబడి మెరుగుపడలేదు (పట్టిక 1, ఎంట్రీలు 16–18). తదుపరి అధ్యయనాలు 60 °C కంటే తక్కువ మరియు అంతకంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు చర్య దిగుబడిని పెంచలేదని చూపించాయి (పట్టిక 1, ఎంట్రీలు 19 మరియు 20). ఉత్ప్రేరక లోడింగ్‌ను 2 మరియు 10 మోల్ % లకు మార్చినప్పుడు, దిగుబడులు వరుసగా 78% మరియు 92% గా ఉన్నాయి (పట్టిక 1, ఎంట్రీలు 21 మరియు 22). నత్రజని వాతావరణంలో చర్యను జరిపినప్పుడు దిగుబడి తగ్గింది, ఇది చర్యలో వాతావరణంలోని ఆక్సిజన్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుందని సూచిస్తుంది (పట్టిక 1, ఎంట్రీ 23). అమ్మోనియం అసిటేట్ పరిమాణాన్ని పెంచడం వల్ల చర్య ఫలితాలు మెరుగుపడలేదు మరియు దిగుబడి కూడా తగ్గింది (పట్టిక 1, ఎంట్రీలు 24 మరియు 25). అదనంగా, కాటెకోల్ పరిమాణాన్ని పెంచడంతో చర్య దిగుబడిలో ఎటువంటి మెరుగుదల కనిపించలేదు (పట్టిక 1, ఎంట్రీ 26).
అనుకూల ప్రతిచర్య పరిస్థితులను నిర్ధారించిన తరువాత, ప్రతిచర్య యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు అనువర్తనీయతను అధ్యయనం చేశారు (పటం 3). ఆల్కైన్‌లు మరియు ఆల్కీన్‌లు సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో ముఖ్యమైన క్రియాత్మక సమూహాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు తదుపరి ఉత్పన్నీకరణకు సులభంగా అనుకూలంగా ఉంటాయి కాబట్టి, ఆల్కీన్‌లు మరియు ఆల్కైన్‌లతో అనేక బెంజోక్సజోల్ ఉత్పన్నాలు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి (4b–4d, 4f–4g). 1-(ప్రొప్-2-ఐన్-1-యిల్)-1H-ఇండోల్-3-కార్బాల్డిహైడ్‌ను ఆల్డిహైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌గా (4e) ఉపయోగించినప్పుడు, దిగుబడి 90%కి చేరుకుంది. అదనంగా, ఆల్కైల్ హాలో-ప్రతిక్షేపిత బెంజోక్సజోల్‌లు అధిక దిగుబడితో సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి, వీటిని ఇతర అణువులతో లైగేషన్ మరియు తదుపరి ఉత్పన్నీకరణ కోసం ఉపయోగించవచ్చు (4h–4i) 52. 4-((4-ఫ్లోరోబెంజైల్)ఆక్సీ)బెంజాల్డిహైడ్ మరియు 4-(బెంజిలాక్సీ)బెంజాల్డిహైడ్ వరుసగా సంబంధిత బెంజోక్సజోల్‌లు 4j మరియు 4k లను అధిక దిగుబడితో అందించాయి. ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి, మేము క్వినోలోన్ భాగాలను కలిగి ఉన్న బెంజోక్సజోల్ ఉత్పన్నాలను (4l మరియు 4m) విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేసాము53,54,55. రెండు ఆల్కైన్ సమూహాలను కలిగి ఉన్న బెంజోక్సజోల్ 4n, 2,4-ప్రతిక్షేపిత బెంజాల్డిహైడ్‌ల నుండి 84% దిగుబడితో సంశ్లేషణ చేయబడింది. ఇండోల్ హెటెరోసైకిల్‌ను కలిగి ఉన్న బైసైక్లిక్ సమ్మేళనం 4o, ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన పరిస్థితులలో విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడింది. బెంజోనైట్రైల్ సమూహానికి జోడించబడిన ఆల్డిహైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఉపయోగించి సమ్మేళనం 4p సంశ్లేషణ చేయబడింది, ఇది (4q-4r) సుప్రామాలిక్యూల్స్ తయారీకి ఉపయోగకరమైన సబ్‌స్ట్రేట్56. ఈ పద్ధతి యొక్క అనువర్తనీయతను హైలైట్ చేయడానికి, ఆల్డిహైడ్-ఫంక్షనలైజ్డ్ β-లాక్టమ్‌లు, కాటెకోల్ మరియు అమ్మోనియం అసిటేట్ యొక్క ప్రతిచర్య ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన పరిస్థితులలో β-లాక్టమ్ భాగాలను (4q–4r) కలిగి ఉన్న బెంజోక్సజోల్ అణువుల తయారీని ప్రదర్శించడం జరిగింది. ఈ ప్రయోగాలు కొత్తగా అభివృద్ధి చేయబడిన సంశ్లేషణ విధానాన్ని సంక్లిష్ట అణువుల చివరి-దశ ఫంక్షనలైజేషన్ కోసం ఉపయోగించవచ్చని నిరూపిస్తున్నాయి.
ఫంక్షనల్ గ్రూపుల పట్ల ఈ పద్ధతి యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞను మరియు సహనాన్ని మరింతగా ప్రదర్శించడానికి, మేము ఎలక్ట్రాన్-దాత గ్రూపులు, ఎలక్ట్రాన్-గ్రహీత గ్రూపులు, హెటెరోసైక్లిక్ సమ్మేళనాలు మరియు పాలీసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ హైడ్రోకార్బన్‌లతో సహా వివిధ ఆరోమాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌లను అధ్యయనం చేశాము (పటం 4, 4s–4aag). ఉదాహరణకు, బెంజాల్డిహైడ్ 92% వేరు చేయబడిన దిగుబడితో కావలసిన ఉత్పత్తిగా (4s) మార్చబడింది. ఎలక్ట్రాన్-దాత గ్రూపులు (-Me, ఐసోప్రొపైల్, టెర్ట్-బ్యూటైల్, హైడ్రాక్సిల్ మరియు పారా-SMeతో సహా) కలిగిన ఆరోమాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌లు అద్భుతమైన దిగుబడులతో సంబంధిత ఉత్పత్తులుగా (4t–4x) విజయవంతంగా మార్చబడ్డాయి. స్టెరికల్లీ హిండర్డ్ ఆల్డిహైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు మంచి నుండి అద్భుతమైన దిగుబడులలో బెంజోక్సజోల్ ఉత్పత్తులను (4y–4aa, 4al) ఉత్పత్తి చేయగలవు. మెటా-ప్రతిక్షేపిత బెంజాల్డిహైడ్‌ల (4ab, 4ai, 4am) వాడకం అధిక దిగుబడులలో బెంజోక్సజోల్ ఉత్పత్తుల తయారీకి అనుమతించింది. (-F, -CF3, -Cl మరియు Br) వంటి హాలోజినేటెడ్ ఆల్డిహైడ్‌లు సంబంధిత బెంజోక్సాజోల్‌లను (4af, 4ag మరియు 4ai-4an) సంతృప్తికరమైన దిగుబడులలో ఇచ్చాయి. ఎలక్ట్రాన్ విత్‌డ్రాయింగ్ గ్రూపులు (ఉదా: -CN మరియు NO2) ఉన్న ఆల్డిహైడ్‌లు కూడా బాగా చర్య జరిపి, కావలసిన ఉత్పత్తులను (4ah మరియు 4ao) అధిక దిగుబడులలో ఇచ్చాయి.
ఆల్డిహైడ్లు a మరియు b యొక్క సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించిన చర్యల శ్రేణి. a చర్య పరిస్థితులు: 1 (1.0 mmol), 2 (1.0 mmol), 3 (1.0 mmol) మరియు ZrCl4 (5 mol%) లను EtOH (3 mL) లో 60 °C వద్ద 6 గంటల పాటు చర్య జరిపారు. b దిగుబడి వేరు చేయబడిన ఉత్పత్తికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.
1-నాఫ్తాల్డిహైడ్, ఆంత్రాసీన్-9-కార్బాక్సాల్డిహైడ్ మరియు ఫెనాంత్రెన్-9-కార్బాక్సాల్డిహైడ్ వంటి పాలీసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌లు ఆశించిన ఉత్పత్తులు 4ap-4ar ను అధిక దిగుబడితో ఉత్పత్తి చేయగలవు. పైరోల్, ఇండోల్, పైరిడిన్, ఫ్యూరాన్ మరియు థయోఫేన్‌తో సహా వివిధ హెటెరోసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌లు చర్య పరిస్థితులను బాగా తట్టుకుని, సంబంధిత ఉత్పత్తులను (4as-4az) అధిక దిగుబడితో ఉత్పత్తి చేయగలిగాయి. సంబంధిత అలిఫాటిక్ ఆల్డిహైడ్‌ను ఉపయోగించి బెంజోక్సాజోల్ 4aag ను 52% దిగుబడితో పొందడం జరిగింది.
వాణిజ్య ఆల్డిహైడ్లు a, b ఉపయోగించి చర్య ప్రాంతం. a చర్య పరిస్థితులు: 1 (1.0 mmol), 2 (1.0 mmol), 3 (1.0 mmol) మరియు ZrCl4 (5 mol %) లను EtOH (5 mL) లో 60 °C వద్ద 4 గంటల పాటు చర్య జరిపారు. b దిగుబడి వేరు చేయబడిన ఉత్పత్తికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. c చర్యను 80 °C వద్ద 6 గంటల పాటు నిర్వహించారు; d చర్యను 100 °C వద్ద 24 గంటల పాటు నిర్వహించారు.
ఈ పద్ధతి యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు అనువర్తనీయతను మరింతగా వివరించడానికి, మేము వివిధ ప్రతిక్షేపిత కాటెకోల్‌లను కూడా పరీక్షించాము. 4-టెర్ట్-బ్యూటైల్‌బెంజీన్-1,2-డైయోల్ మరియు 3-మెథాక్సీబెంజీన్-1,2-డైయోల్ వంటి ఏకప్రతిక్షేపిత కాటెకోల్‌లు ఈ పద్ధతితో బాగా చర్య జరిపి, వరుసగా 89%, 86%, మరియు 57% దిగుబడులతో బెంజోక్సాజోల్స్ 4aaa–4aac ను అందించాయి. సంబంధిత బహుప్రతిక్షేపిత కాటెకోల్‌లను (4aad–4aaf) ఉపయోగించి కొన్ని బహుప్రతిక్షేపిత బెంజోక్సాజోల్‌లను కూడా విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయడం జరిగింది. 4-నైట్రోబెంజీన్-1,2-డైయోల్ మరియు 3,4,5,6-టెట్రాబ్రోమోబెంజీన్-1,2-డైయోల్ వంటి ఎలక్ట్రాన్-లోప ప్రతిక్షేపిత కాటెకోల్‌లను (4aah–4aai) ఉపయోగించినప్పుడు ఎటువంటి ఉత్పత్తులు లభించలేదు.
ఆప్టిమైజ్ చేసిన పరిస్థితులలో గ్రాముల పరిమాణంలో బెంజోక్సజోల్ సంశ్లేషణ విజయవంతంగా పూర్తి చేయబడింది మరియు సమ్మేళనం 4f 85% వేరు చేయబడిన దిగుబడిలో సంశ్లేషణ చేయబడింది (మూర్తి 5).
బెంజోక్సజోల్ 4f యొక్క గ్రామ్-స్థాయి సంశ్లేషణ. చర్య 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 గంటల పాటు చర్య జరిపారు.
సాహిత్య సమాచారం ఆధారంగా, ZrCl4 ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో కాటెకోల్, ఆల్డిహైడ్ మరియు అమ్మోనియం ఎసిటేట్ నుండి బెంజోక్సాజోల్‌ల సంశ్లేషణ కోసం ఒక సహేతుకమైన చర్య విధానం ప్రతిపాదించబడింది (పటం 6). కాటెకోల్ రెండు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను సమన్వయం చేయడం ద్వారా జిర్కోనియంను కీలేట్ చేసి ఉత్ప్రేరక చక్రం యొక్క మొదటి కేంద్రకాన్ని (I)51 ఏర్పరుస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, కాంప్లెక్స్ I58లో ఈనోల్-కీటో టాటోమెరైజేషన్ ద్వారా సెమీక్వినోన్ భాగం (II) ఏర్పడవచ్చు. ఇంటర్మీడియట్ (II)లో ఏర్పడిన కార్బోనిల్ సమూహం స్పష్టంగా అమ్మోనియం ఎసిటేట్‌తో చర్య జరిపి ఇంటర్మీడియట్ ఇమైన్ (III) 47ను ఏర్పరుస్తుంది. మరొక అవకాశం ఏమిటంటే, ఆల్డిహైడ్ అమ్మోనియం ఎసిటేట్‌తో చర్య జరపడం ద్వారా ఏర్పడిన ఇమైన్ (III^), కార్బోనిల్ సమూహంతో చర్య జరిపి ఇంటర్మీడియట్ ఇమైన్-ఫినాల్ (IV) 59,60ను ఏర్పరుస్తుంది. తదనంతరం, ఇంటర్మీడియట్ (V) అంతర అణు వలయీకరణకు లోనవవచ్చు40. చివరగా, ఇంటర్మీడియట్ V వాతావరణ ఆక్సిజన్‌తో ఆక్సీకరణం చెంది, కావలసిన ఉత్పత్తి 4ను ఇస్తుంది మరియు తదుపరి చక్రాన్ని ప్రారంభించడానికి జిర్కోనియం కాంప్లెక్స్‌ను విడుదల చేస్తుంది61,62.
అన్ని కారకాలు మరియు ద్రావకాలు వాణిజ్య వనరుల నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి. తెలిసిన అన్ని ఉత్పత్తులు, పరీక్షించిన నమూనాల స్పెక్ట్రల్ డేటా మరియు ద్రవీభవన స్థానాలతో పోల్చడం ద్వారా గుర్తించబడ్డాయి. 1H NMR (400 MHz) మరియు 13C NMR (100 MHz) స్పెక్ట్రాలను బ్రూకర్ అవన్స్ DRX పరికరంలో నమోదు చేశారు. ద్రవీభవన స్థానాలను బూచి B-545 ఉపకరణంలో ఓపెన్ క్యాపిల్లరీలో నిర్ధారించారు. సిలికా జెల్ ప్లేట్లను (సిలికా జెల్ 60 F254, మెర్క్ కెమికల్ కంపెనీ) ఉపయోగించి థిన్-లేయర్ క్రోమాటోగ్రఫీ (TLC) ద్వారా అన్ని చర్యలను పర్యవేక్షించారు. పెర్కిన్ఎల్మర్ 240-B మైక్రోఅనలైజర్‌పై మూలక విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది.
ఇథనాల్ (3.0 mL)లో కాటెకోల్ (1.0 mmol), ఆల్డిహైడ్ (1.0 mmol), అమ్మోనియం ఎసిటేట్ (1.0 mmol) మరియు ZrCl4 (5 mol %) ద్రావణాన్ని, 60 °C వద్ద ఆయిల్ బాత్‌లో గాలి సమక్షంలో, ఒక తెరిచిన గొట్టంలో అవసరమైన సమయం వరకు వరుసగా కదిలించారు. చర్య యొక్క పురోగతిని థిన్ లేయర్ క్రోమాటోగ్రఫీ (TLC) ద్వారా పర్యవేక్షించారు. చర్య పూర్తయిన తర్వాత, ఏర్పడిన మిశ్రమాన్ని గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరిచి, తగ్గించిన పీడనం వద్ద ఇథనాల్‌ను తొలగించారు. చర్య మిశ్రమాన్ని EtOAc (3 x 5 mL)తో పలుచబరిచారు. ఆ తర్వాత, కలిపిన సేంద్రీయ పొరలను నిర్జల Na2SO4 పై ఆరబెట్టి, వాక్యూమ్‌లో గాఢత చేశారు. చివరగా, ముడి మిశ్రమాన్ని పెట్రోలియం ఈథర్/EtOAcను ఎల్యూయెంట్‌గా ఉపయోగించి కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా శుద్ధి చేసి, శుద్ధమైన బెంజోక్సజోల్ 4ను పొందారు.
సంక్షిప్తంగా, జిర్కోనియం ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో CN మరియు CO బంధాలను వరుసగా ఏర్పరచడం ద్వారా బెంజోక్సాజోల్‌ల సంశ్లేషణ కోసం మేము ఒక నూతనమైన, సౌమ్యమైన మరియు పర్యావరణహితమైన పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశాము. ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన చర్య పరిస్థితులలో, 59 రకాల బెంజోక్సాజోల్‌లు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. ఈ చర్య పరిస్థితులు వివిధ క్రియాత్మక సమూహాలకు అనుకూలంగా ఉన్నాయి, మరియు అనేక జీవక్రియాశీల కేంద్రకాలు విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి, ఇది తదుపరి క్రియాశీలతకు వాటి అధిక సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. అందువల్ల, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన ఉత్ప్రేరకాలను ఉపయోగించి, పర్యావరణహిత పరిస్థితులలో సహజ కాటెకోల్స్ నుండి వివిధ బెంజోక్సాజోల్ ఉత్పన్నాల భారీ-స్థాయి ఉత్పత్తి కోసం మేము ఒక సమర్థవంతమైన, సరళమైన మరియు ఆచరణాత్మక వ్యూహాన్ని అభివృద్ధి చేశాము.
ఈ అధ్యయనంలో పొందిన లేదా విశ్లేషించిన మొత్తం సమాచారం ఈ ప్రచురించిన వ్యాసంలో మరియు దాని అనుబంధ సమాచార ఫైళ్ళలో చేర్చబడింది.
నికోలౌ, కాన్సాస్ సిటీ. సేంద్రీయ సంశ్లేషణ: ప్రకృతిలో కనిపించే జీవ అణువులను కాపీ చేసి, ప్రయోగశాలలో సారూప్య అణువులను సృష్టించే కళ మరియు శాస్త్రం. ప్రొసీడింగ్స్ ఆఫ్ ది రాయల్ సొసైటీ A. 470, 2013069 (2014).
అనానికోవ్ విపి మరియు ఇతరులు. ఆధునిక సెలెక్టివ్ ఆర్గానిక్ సింథసిస్ యొక్క కొత్త పద్ధతుల అభివృద్ధి: అణు ఖచ్చితత్వంతో ఫంక్షనలైజ్డ్ అణువులను పొందడం. రస్ కెమ్. ఎడ్. 83, 885 (2014).
గణేష్, కె.ఎన్., మరియు ఇతరులు. హరిత రసాయన శాస్త్రం: సుస్థిర భవిష్యత్తుకు పునాది. ఆర్గానిక్, ప్రాసెస్, రీసెర్చ్ అండ్ డెవలప్‌మెంట్ 25, 1455–1459 (2021).
యూ, క్యూ., మరియు ఇతరులు. సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో పోకడలు మరియు అవకాశాలు: ప్రపంచ పరిశోధన సూచికల స్థితి మరియు ఖచ్చితత్వం, సామర్థ్యం మరియు హరిత రసాయన శాస్త్రంలో పురోగతి. జె. ఆర్గ్. కెమ్. 88, 4031–4035 (2023).
లీ, SJ మరియు ట్రోస్ట్, BM హరిత రసాయన సంశ్లేషణ. PNAS. 105, 13197–13202 (2008).
ఎర్టాన్-బోలెల్లి, టి., యిల్డిజ్, ఐ. మరియు ఓజ్జెన్-ఓజ్గాకర్, ఎస్. నూతన బెంజోక్సజోల్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ, మాలిక్యులర్ డాకింగ్ మరియు యాంటీ బాక్టీరియల్ మూల్యాంకనం. హనీ. కెమ్. రెస్. 25, 553–567 (2016).
సత్తార్, ఆర్., ముఖ్తార్, ఆర్., ఆతిఫ్, ఎం., హస్నైన్, ఎం. మరియు ఇర్ఫాన్, ఎ. బెంజోక్సజోల్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ పరివర్తనలు మరియు బయోస్క్రీనింగ్: ఒక సమీక్ష. జర్నల్ ఆఫ్ హెటెరోసైక్లిక్ కెమిస్ట్రీ 57, 2079–2107 (2020).
యిల్డిజ్-ఓరెన్, ఐ., యల్సిన్, ఐ., అకి-సెనర్, ఇ. మరియు ఉకార్తుర్క్, ఎన్. నూతన సూక్ష్మజీవనాశక క్రియాశీల బహుళప్రతిక్షేపిత బెంజోక్సజోల్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ మరియు నిర్మాణం-క్రియాశీలత 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-ప్రతిక్షేపిత బెంజోక్సజోల్, బెంజిమిడజోల్, బెంజోథియాజోల్ మరియు ఆక్సాజోలో(4,5-బి)పైరిడిన్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ మరియు HIV-1 రివర్స్ ట్రాన్స్క్రిప్టేజ్‌కు వ్యతిరేకంగా వాటి నిరోధక చర్య. ఆర్జ్‌నీమిటెల్-ఫోర్షుంగ్/డ్రగ్ రెస్. 53, 266–271 (2003).
ఒస్మానియా, డి. మరియు ఇతరులు. కొన్ని నూతన బెంజోక్సజోల్ ఉత్పన్నాల సంశ్లేషణ మరియు వాటి క్యాన్సర్ నిరోధక చర్య అధ్యయనం. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ 210, 112979 (2021).
రిడా, SM, మరియు ఇతరులు. కొన్ని కొత్త బెంజోక్సజోల్ ఉత్పన్నాలు క్యాన్సర్ నిరోధక, HIV-1 నిరోధక, మరియు బాక్టీరియా నిరోధక ఏజెంట్లుగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ 40, 949–959 (2005).
డెమ్మర్, KS మరియు బంచ్, L. ఔషధ రసాయన శాస్త్ర పరిశోధనలో బెంజోక్సాజోల్స్ మరియు ఆక్సాజోలోపైరిడిన్‌ల అనువర్తనం. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ 97, 778–785 (2015).
పడెర్ని, డి., మరియు ఇతరులు. Zn2+ మరియు Cd2+ ల ఆప్టికల్ గుర్తింపు కోసం ఒక నూతన బెంజోక్సాజోలిల్-ఆధారిత ఫ్లోరోసెంట్ మాక్రోసైక్లిక్ కెమోసెన్సర్. కెమికల్ సెన్సర్స్ 10, 188 (2022).
జౌ యాన్ మరియు ఇతరులు. పురుగుమందుల అభివృద్ధిలో బెంజోథియాజోల్ మరియు బెంజోక్సాజోల్ ఉత్పన్నాల అధ్యయనంలో పురోగతి. ఇంటర్నేషనల్ జర్నల్ ఆఫ్ మాలిక్యులర్ సైన్సెస్ 24, 10807 (2023).
వు, వై. మరియు ఇతరులు. విభిన్న N-హెటెరోసైక్లిక్ బెంజోక్సాజోల్ లిగాండ్‌లతో నిర్మించిన రెండు Cu(I) కాంప్లెక్స్‌లు: సంశ్లేషణ, నిర్మాణం మరియు ఫ్లోరోసెన్స్ లక్షణాలు. జె. మోల్. స్ట్రక్ట్. 1191, 95–100 (2019).
వాకర్, కె.ఎల్., డోర్నన్, ఎల్.ఎం., జారే, ఆర్.ఎన్., వేమౌత్, ఆర్.ఎం., మరియు ముల్డూన్, ఎం.జె. కాటయానిక్ పల్లాడియం(II) కాంప్లెక్స్‌ల సమక్షంలో హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ ద్వారా స్టైరీన్ యొక్క ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ యంత్రాంగం. జర్నల్ ఆఫ్ ది అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ 139, 12495–12503 (2017).
అగాగ్, టి., లియు, జె., గ్రాఫ్, ఆర్., స్పీస్, హెచ్‌డబ్ల్యూ, మరియు ఇషిడా, హెచ్. బెంజోక్సజోల్ రెసిన్లు: స్మార్ట్ బెంజోక్సజైన్ రెసిన్ల నుండి ఉద్భవించిన ఒక కొత్త తరగతి థర్మోసెట్టింగ్ పాలిమర్లు. మాక్రోమాలిక్యూల్, రెవ్. 45, 8991–8997 (2012).
బసక్, ఎస్., దత్తా, ఎస్. మరియు మైతి, డి. పరివర్తన లోహ-ఉత్ప్రేరక C–H క్రియాశీలత విధానం ద్వారా C2-ఫంక్షనలైజ్డ్ 1,3-బెంజోక్సాజోల్‌ల సంశ్లేషణ. కెమిస్ట్రీ – ఎ యూరోపియన్ జర్నల్ 27, 10533–10557 (2021).
సింగ్, ఎస్., మరియు ఇతరులు. బెంజోక్సజోల్ అస్థిపంజరాలను కలిగి ఉన్న ఔషధపరంగా చురుకైన సమ్మేళనాల అభివృద్ధిలో ఇటీవలి పురోగతి. ఏషియన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ 4, 1338–1361 (2015).
వాంగ్, XK మరియు యంగ్, KY. బెంజోక్సజోల్ ఔషధం యొక్క ప్రస్తుత అభివృద్ధి స్థితిపై పేటెంట్ సమీక్ష. ఖిమ్‌మెడ్‌ఖిమ్. 16, 3237–3262 (2021).
ఓవెండెన్, SPB, మరియు ఇతరులు. డాక్టిలోస్పాంజియా ఎలిగాన్స్ అనే సముద్రపు స్పాంజ్ నుండి సెస్క్విటెర్పెనాయిడ్ బెంజోక్సాజోల్స్ మరియు సెస్క్విటెర్పెనాయిడ్ క్వినోన్స్. జె. నాట్. ప్రోక్. 74, 65–68 (2011).
కుసుమి, టి., ఊయ్, టి., వుల్చ్లీ, ఎం.ఆర్., మరియు కాకిసావా, హెచ్. కొత్త యాంటీబయాటిక్స్ బాక్సాజోమైసిన్స్ ఎ, బి, మరియు సి ల నిర్మాణాలు. జె. యామ్. కెమ్. సొక్. 110, 2954–2958 (1988).
చెనీ, ML, డిమార్కో, PW, జోన్స్, ND, మరియు ఒకోలోవిట్జ్, JL ద్విసంయోజక కాటయానిక్ అయోనోఫోర్ A23187 యొక్క నిర్మాణం. జర్నల్ ఆఫ్ ది అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ 96, 1932–1933 (1974).
పార్క్, జె., మరియు ఇతరులు. టఫామిడిస్: ట్రాన్స్‌థైరెటిన్ అమైలాయిడ్ కార్డియోమయోపతి చికిత్స కోసం ఒక ఫస్ట్-ఇన్-క్లాస్ ట్రాన్స్‌థైరెటిన్ స్టెబిలైజర్. అన్నల్స్ ఆఫ్ ఫార్మకోథెరపీ 54, 470–477 (2020).
శివలింగం, పి., హాంగ్, కె., పోటే, జె. మరియు ప్రభాకర్, కె. తీవ్రమైన పర్యావరణ పరిస్థితులలో స్ట్రెప్టోమైసెస్: కొత్త యాంటీమైక్రోబయల్ మరియు యాంటీక్యాన్సర్ ఔషధాలకు సంభావ్య మూలమా? ఇంటర్నేషనల్ జర్నల్ ఆఫ్ మైక్రోబయాలజీ, 2019, 5283948 (2019).
పాల్, ఎస్., మంజునాథ్, బి., గోరై, ఎస్. మరియు సస్మల్, ఎస్. బెంజోక్సజోల్ ఆల్కలాయిడ్లు: లభ్యత, రసాయన శాస్త్రం మరియు జీవశాస్త్రం. కెమిస్ట్రీ అండ్ బయాలజీ ఆఫ్ ఆల్కలాయిడ్స్ 79, 71–137 (2018).
షఫిక్, జెడ్., మరియు ఇతరులు. బయోనిక్ నీటి అడుగున బంధించడం మరియు అవసరమైనప్పుడు అంటుకునే పదార్థాన్ని తొలగించడం. అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ 124, 4408–4411 (2012).
లీ, హెచ్., డెల్లాటోర్, ఎస్.ఎం., మిల్లర్, వి.ఎం., మరియు మెస్సర్‌స్మిత్, పి.బి. బహుళ ప్రయోజన పూతల కోసం మస్సెల్-ప్రేరిత ఉపరితల రసాయన శాస్త్రం. సైన్స్ 318, 420–426 (2007).
నసిబిపూర్, ఎం., సఫాయ్, ఇ., వ్రెస్జ్, జి., మరియు వోజ్ట్‌జాక్, ఎ. ఎలక్ట్రాన్-నిల్వ లిగాండ్‌గా O-ఇమినోబెంజోసెమిక్వినోన్‌ను ఉపయోగించి ఒక నూతన Cu(II) కాంప్లెక్స్ యొక్క రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ మరియు ఉత్ప్రేరక క్రియాశీలతను ట్యూనింగ్ చేయడం. నవ. రస్. కెమిస్ట్రీ, 44, 4426–4439 (2020).
డి'అక్విలా, పిఎస్, కొల్లు, ఎం., జెస్సా, జిఎల్ మరియు సెర్రా, జి. యాంటీ డిప్రెసెంట్స్ చర్య విధానంలో డోపమైన్ పాత్ర. యూరోపియన్ జర్నల్ ఆఫ్ ఫార్మకాలజీ 405, 365–373 (2000).