مركبات هيتوارريل هي جزيئات هامة تستخدم في التوليف العضوي والكيمياء الطبية والبيولوجية. يوفر الهيتيروريليشن بمساعدة الميكروويف باستخدام الحفز بالاديوم طريقة سريعة وفعالة لإرفاق الهيتيروريل مويتيس مباشرة إلى ركائز الكيتون.
مقالة منهجية
مركبات هيتوارريل هي جزيئات هامة تستخدم في التوليف العضوي والكيمياء الطبية والبيولوجية. يوفر الهيتيروريليشن بمساعدة الميكروويف باستخدام الحفز بالاديوم طريقة سريعة وفعالة لإرفاق الهيتيروريل مويتيس مباشرة إلى ركائز الكيتون.
Heteroarylation يدخل شظايا heteroaryl إلى الجزيئات العضوية. على الرغم من العديد من ردود الفعل المتاحة المبلغ عنها لarylation عن طريق الحفز المعدني الانتقال، والأدب على heteroarylation مباشرة نادرة. وجود الذرات الغيرية مثل النيتروجين والكبريت والأكسجين غالبا ما تجعل heteroarylation حقل بحث صعب بسبب التسمم المحفز ، وتحلل المنتج والباقي. هذا البروتوكول تفاصيل عالية الكفاءة α-C (sp3) heteroarylation من الكيتونات في الأشعة الميكروويف. العوامل الرئيسية لنجاح heteroarylation تشمل استخدام XPhos Palladacycle الجنرال 4 محفز، قاعدة الزائدة لقمع ردود الفعل الجانبية وارتفاع درجة الحرارة والضغط الذي تحقق في قارورة رد فعل مختومة تحت تشعيع الميكروويف. وقد تميزت مركبات الهيتورريلالتي التي أعدتها هذه الطريقة بشكل كامل بالتحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي بالبروتون(1H NMR)، والتحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي الكربوني(13C NMR)، وقياس الطيف الكتلي عالي الدقة (HRMS). هذه المنهجية لديها العديد من المزايا على السوابق الأدبية بما في ذلك نطاق الركيزة واسعة، وقت الاستجابة السريعة، إجراء أكثر اخضرارا والبساطة التشغيلية عن طريق القضاء على إعداد وسيطة مثل الأثير السيليل إينول. وتشمل التطبيقات الممكنة لهذا البروتوكول، على سبيل المثال لا الحصر، التوليف الموجه نحو التنوع لاكتشاف الجزيئات الصغيرة النشطة بيولوجيا، وتوليف الدومينو لإعداد المنتجات الطبيعية وتطوير ليغاند للنظم الحفازة المعدنية الانتقالية الجديدة.
تتفاعل الموجات الدقيقة مع المواد من خلال التوصيل الأيوني أو الاستقطاب القطبي لتوفير التدفئة السريعة والمتجانسة. وقد اكتسبت ردود الفعل العضوية بمساعدة الميكروويف شعبية متزايدة في مختبرات البحوث بعد التقرير الأول للتوليف العضوي السريع في عام 19861. على الرغم من أن الطبيعة الدقيقة لتسخين الميكروويف ليست واضحة ووجود تأثير ميكروويف "غير حراري" لا يزال قيد المناقشة ، فقد لوحظت تحسينات كبيرة في معدل التفاعلات العضوية بمساعدة الميكروويف وتم الإبلاغ عنها2. ردود الفعل البطيئة التي عادة ما تستغرق ساعات أو أيام لإنهاء وقد تم الإبلاغ عن الانتهاء في غضون دقائق تحت إشعاع الميكروويف3،4،5،6. وذكرت ردود الفعل العضوية الصعبة التي تتطلب طاقة تنشيط عالية مثل الخلايا وبناء المواقع التي أعاقت ستريكا أن تكون ناجحة تحت إشعاع الميكروويف مع تحسين عوائد التفاعل والنقاء7. جنبا إلى جنب مع ميزات أخرى مثل ردود الفعل الخالية من المذيبات وردود فعل الدومينو، التوليف العضوي بمساعدة الميكروويف يوفر مزايا لا مثيل لها في تصميم ردود الفعل الصديقة للبيئة.
على عكس ما يعادله من الـ "أوليلايشن"، الذي تمت دراسته على نطاق واسع، نادراً ما تم الإبلاغ عن الهيتزريليشن، وخاصة على α-C (sp3) من مركبات الكربونيل، في الأدب8،9،10. وكان تقارير الأدب قليلة من α-heteroarylation من مركبات الكربونيل قيود كبيرة مثل كمية stoichiometric من المواد الحفازة، ضيق نطاق الركيزة، وعزل رد فعل وسيطة11،12،13. هناك العديد من التحديات للα-heteroarylation مباشرة من الكيتونات التي لا تزال في حاجة إلى حل من أجل جعلها نهجا عاما. أولا، الذرات التغايرة تميل إلى التنسيق إلى محفز المعادن الانتقالية وتسبب التسمم محفز14،15. ثانيا، α-H في أحادية (الغيرية) المنتج هو أكثر حمضية من تلك الموجودة في المواد بدءا. وبالتالي، فإنه يميل إلى رد فعل كذلك لجعل غير المرغوب فيها (bishetero) arylation أو (multihetero) منتجات التليل. ثالثاً، غالبًا ما تكون تكلفة مركبات الكربونيل أقل من مركبات الهيتوارريل، لذلك من العملي استخدام مركبات الكربونية الزائدة لدفع رد الفعل إلى الإكمال. ومع ذلك، فإن مركبات الكربونيل الزائدة غالباً ما تسبب التكثيف الذاتي، وهي مشكلة تواجه في كثير من الأحيان في مرحلة الانتقال المعدنية محفزة α-heteroarylation من مركبات الكربونبيل.
في هذا التقرير، نصف دراستنا الأخيرة حول الهيتوريلاليون α-C (sp3) المباشر للكيتونات باستخدام بروتوكول تفاعل بمساعدة الميكروويف. لمعالجة التحدي الأول ، تم استخدام التسمم المحفز الذي تمت مناقشته أعلاه ، والتنسيق القوي والليغاند المعيق بشكل ستريكالتقليل التسمم المحفز بواسطة الذرات الغيرية. وكان من المتوقع أيضا ligands ضخمة لإبطاء ردود الفعل الجانبية مثل (bishetero) arylation أو (multihetero) arylation16،17، التحدي الثاني المذكورأعلاه. لتقليل تأثير التحدي الثالث ، وتشكيل كيتون الذاتي التكثيف المنتجات الجانبية ، تم استخدام أكثر من 2 مكافئ ات من قاعدة لتحويل الكيتونات إلى enolates المقابلة لها. وقت رد الفعل الطويل وارتفاع درجة حرارة التفاعل ، جنبا إلى جنب مع التحديات المرتبطة على وجه التحديد مع الهيتروريل α -C (sp3) المباشر من الكيتونات ، وجعلها مرشحا مناسبا للبحوث التوليف العضوية بمساعدة الميكروويف.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الحذر:
1. رد فعل إعداد
2. تشعيع الميكروويف
3. عزل المنتج
4. توصيف المنتج
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يمكن تنفيذ الهيتيروريلية المباشرة α-C (sp3) من الكيتونات باستخدام هذا البروتوكول الفعال بمساعدة الميكروويف. وترد أمثلة مختارة من الكيتونات heteroaryl توليفها في هذه الدراسة في الشكل 1. على وجه التحديد، تم تصنيع المركب 1a وعزلها كزيت أصفر شاحب (0.49 مليمول، 192 ملغ، 98٪). تظهر أطيافها 1H و 13NMR في الشكل 2 لتأكيد الهيكل والنقاء. وقد أكد وجود إشارة مفردة ذات بروتونين 4.26 جزء في المليون في طيف 1H اقتران C-C الناجح ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تطوير المنهجية الموصوفة هنا للوصول إلى لبنات البناء التوليفية القيمة - مركبات الهيتمرويلل. بالمقارنة مع تقارير الأدبيات السابقة على heteroarylation ، أظهر اختيار هذا النظام الحفاز الحالي العديد من المزايا الهامة. أولا ، فإنه يتجنب استخدام حماية المجموعات ، وعزل وسيطة رد الفعل ، ومتطلبات قياس السهو من المواد الحفازة ، وردود الفعل الموسعة مرات11،17. ثانيا، لوحات SiC توفر فرصة كبيرة لتوليف موازية في اكتشاف المخدرات الموجهة نحو التنوع19. من...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
يتم تقديم اعتراف للجهات المانحة للجمعية الكيميائية الأمريكية صندوق البحوث البترولية لدعم هذا البحث (PRF # 54968-UR1). كما تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (CHE-1760393). ونحن ممتنون لمركز NKU لتكامل العلوم والرياضيات، وبرنامج البحوث الدولية NKU-STEM، وقسم الكيمياء والكيمياء الحيوية للدعم المالي واللوجستي. كما نشكر مختبر قياس الطيف الكتلي لكلية العلوم الكيميائية في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين للحصول على بيانات إدارة الموارد البشرية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| يحتوي Chloroform-d (99.8 +٪ atome D) | يحتوي Acros Organics | AC209561000 | على 0.03 v / v٪ TMS |
| CombiFlash Rf Flash نظام كروماتوغرافيا | Teledyne Isco | نظام كروماتوغرافيا فلاش الآلي | |
| CombiFlash Catridges (5 جرام) | Teledyne Isco | 69-3873-235 | عمود |
| CombiFlash معبأ مسبقا يمكن التخلص منه (4 جرام) | Teledyne Isco | 69-2203-304 | RediSep RF السيليكا 40-60 ميكرومتر ، |
| مفاعل الميكروويف القابل للتصرف - Multiwave Pro | Anton Paar | 108041 | مفاعل الميكروويف |
| دوار مفاعل الميكروويف 4X24 MG5 | Anton Paar | 79114 | للتخليق العضوي المتوازي مع 4 SiC Well Plate 24 |
| قوارير تفاعل الميكروويف | Wheaton & reg 224882 الزجاج | يمكن التخلص منه ، 13-425 ، 15x46 مم ، محلول التفاعل 0.3 - 3.0 مل ، ضغط العمل 20 بار | |
| أختام قارورة تفاعل الميكروويف ، مجموعة | Anton Paar | 41186 | مصنوعة من التفلون ؛ |
| غطاء برغي قارورة تفاعل الميكروويف | Anton Paar | 41188 | مصنوع من نظرة خاطفة ؛ |
| تحريك قارورة تفاعل الميكروويف | CTechGlass | S00001-0000 | مغناطيسي ، PTFE ، طول 9 مم. القطر: 3 مم. (عبوة من 5) |
| NaOtBu | Sigma-Aldrich | 703788 | مخزنة في صندوق قفازات تحت الغلاف الجوي للنيتروجين |
| مطياف الرنين المغناطيسي | النووي جويل | 500 ميجاهرتز مطياف | |
| هلام السيليكا | Teledyne Isco | 605394478 | 40-60 ميكرون ، 60 أنجستروم |
| 244511 تطهير التولوين | سيجما ألدريتش | بقوة بالأرجون لمدة ساعتين قبل استخدام | |
| XPhos Palladacycle Gen. 4 Catalyst | STREM | 46-0327 | مخزنة في صندوق قفازات تحت جو نيتروجين |
| كيتونات مختلفة | سيجما ألدريتش أو فيشر أو آرك فارم. | ركائز لغيرية الأحجام | |
| مختلفة هاليدات غير متجانسة | سيجما ألدريتش أو فيشر أو آرك فارم. | ركائز لغيرية الأشكال |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن