Một loạt các thí nghiệm kiểm chứng được thực hiện để có thể xác định và hiểu rõ về cơ chế của phản ứng (Hình 3.17). Đầu tiên, dưới điều kiện tối ưu, tác chất đầu N- metyl-2-phenylindole có thể được halogen hóa trực tiếp để tạo ra sản phẩm thế iodo- ở vị trí C-3 mà không sử dụng thêm nguồn N nào (Sơ đồ 3.1a). Không thu được sản phẩm mong muốn khi sử dụng tác chất có nhóm thế tại C-3 như 3-metyl-2-phenylindole (Sơ đồ 3.1b). Ngoài ra, 3-iodo-2-phenyl-1H-indole A được phát hiện bằng GC-MS, sau khi thực hiện phản ứng thực hiện được 1h. Do đó, việc iodine hóa 2-phenylindole tại vị trí C-3 có thể là bước quan trọng của cơ chế phản ứng.
35
Dưới điều kiện tối ưu không sử thêm nguồn N, hai hợp chất trung gian, B và C, được ghi nhận với hiệu suất tương ứng là 54% và 17% (Sơ đồ 3.2a). Việc sử dụng A làm tác chất ban đầu cũng hình thành hai chất trung gian đó (Sơ đồ 3.2b). Hơn nữa, sản phẩm của sự oxi hóa mở vòng Baeyer-Villiger cũng được tạo thành khi cho B phản ứng với sự hiện diện của oxi phân tử (Sơ đồ 3.2c). Tất cả các chất trung gian A, B, C đều có khả năng chuyển hóa thành sản phẩm 3aa dưới điều kiện phản ứng tối ưu (Sơ đồ 3.2d).
Sơ đồ 3.2. Xác định trung gian trong chuyển hóa hình thành quinazolin-4(3H)-one Để tìm hiểu hóa vai trò chính của oxi, bằng cách thực hiện phản ứng của 2- phenylindole với amoni bicacbonat được sử dụng làm nguồn cung cấp N trong môi trường trơ như N2 hoặc Ar (Sơ đồ 3.3a). Đáng chú ý, hai sản phẩm trung gian gồm A và
B thu được với hiệu suất lần lượt là 74% và 6%. Phản ứng này gần như dừng lại ở bước halogen hóa mà không có sản phẩm nào được ghi nhận, qua đó cho thấy được sự cần thiết của oxi trong quá trình chuyển hóa này. Một phần nhỏ chất trung gian B thu được có thể đến từ sự hiện diện của oxi còn lại có trong dung môi. Để chứng minh phản ứng đi qua cơ
36
chế gốc tự do, 1.2 đương lượng chất bắt gốc TEMPO hoặc 1,4-benzoquinone được thêm vào phản ứng. Kết quả là chỉ thu được một lượng vết sản phẩm 2-phenylquinazolinone- 4(3H)-one trong cả hai trường hợp (Sơ đồ 3.3b).
Sơ đồ 3.3. Vai trò của oxi trong phản ứng và phản ứng bắt gốc tự do