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元素镧在选择性 c-F 活化 Trifluoromethylated Benzofulvenes 中的应用提供各种 Difluoroalkenes 的访问

DOI：

10.3791/57948

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2018年7月28日

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1Institut de Chimie Moléculaire de Reims UMR 7312, Université de Reims Champagne Ardenne, 2Institut Charles Gerhardt Montpellier UMR 5253, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier

本文内容

摘要

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本协议描述了惰性气氛下元素镧的制备及其在含有 trifluoromethylated benzofulvenes 的选择性 C F 活化过程中的应用。

摘要

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在 polyfluorinated 芳香分子中或在含三氟甲基基板上选择性活化一碳-氟键, 可获得具有独特含氟分子的可能性, 而其他合成通路。在各种金属中, 可以通过 C f 活化, 镧 (ln) 是良好的候选, 因为它们形成了强大的 F 型债券。镧系金属是具有氧化还原电位的强还原剂, 在约-2.3 V 的3 +/中, 可与镁2 +/毫克氧化还原偶的值相媲美。此外, 镧系金属具有很好的功能基团耐受性, 它们的活性可以随稀土系列的不同而变化, 使它们适合于有机和金属化转化过程中微调反应条件的合适试剂。然而, 由于他们的 oxophilicity, 镧反应容易与氧气和水, 因此需要特殊条件的储存, 处理, 准备和活化。这些因素限制了在有机合成中的广泛应用。在这里, 我们介绍了金属镝是如何使用 glovebox 和 Schlenk 技术在无水条件下进行新鲜制备的。新提交的金属与氯化铝结合, 在 trifluoromethylated benzofulvenes 启动选择性的 C F 活化。由此产生的反应中间体与 nitroalkenes 反应, 以获得一个新的 difluoroalkenes 家族。

引言

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自二十世纪七十年代代末以来, 稀土金属在有机合成中已被零星使用。最初, 这些强还原剂, 其氧化还原电位在约-2.3 V 的3 +/里, 主要用于桦木型的芳香化合物的减少和频哪醇偶联反应。二十世纪八十年代对稀土金属的可用性和纯度的提高, 以及开发处理空气和湿气敏感化合物的方法和设备, 导致了稀土金属的新应用。直接从 Sm 金属和 diiodoethane 或碘中广泛使用的 SmI2的制备是镧系化学2的突破。近年来, 对镧系金属的新的反应性模式进行了描述, 例如, 烯卤化物与羰基化合物的 Barbier 型反应,包括二芳基酮4或酰的还原偶联反应。氯化物5, 选择性环丙烷化反应6, 和镧系金属的组合4茂金属7,8。这些研究表明, 镧系金属具有很好的功能基团耐受性, 它们的反应能力会随稀土系列的不同而变化, 使它们成为有机转化过程中微调反应条件的合适试剂。

在40年9、

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方案

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1. Glovebox 外的起始材料的制备

  1. 准备必要的设备: 用磁力搅拌棒、真空/惰性气体线 (氩或氮气) 和磁力搅拌器的烘箱干 Schlenk 管。
  2. 根据文献13准备 trifluoromethylated benzofulvene。
  3. 称量出 trifluoromethylated benzofulvene (177 毫克, 0.65 毫摩尔), 并加入一个烤箱干燥 Schlenk 管配备了磁力搅拌棒。
  4. 用带有聚四氟乙烯衬垫的塑料螺钉盖关闭 Schlenk 管, 并连接至真空线。
  5. 开始搅拌和应用真空干燥 benzofulvene 10 分钟。然后, 用氩/氮气释放真空, 再应用真空。重复此过程3次。最后, 用氩/氮气填充 Schlenk 管, 并紧密地关闭。
  6. 把 Schlenk 管放在氩/氮气的手套盒里。

2. Glovebox 内新提交的镝金属的制备

  1. 准备必要的设备: 用称量天平、金属锉、钳子、铝箔、镊子、刮刀、试管和2橡胶隔膜在氩/氮气下的手套箱。
  2. 制备化学品: 金属镝和无水 AlCl3
  3. 插入 Schlenk 管与 benzofulvene, 试管和2橡胶隔膜进入 glovebox 根据您的小组的一般做法为处理....

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结果

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这种镧系介导的 C F 活化过程随后与 nitroalkenes 的反应, 可以方便地进入含有硝基基团的新 difluoroalkenes。图 2描述了一个看似合理的反应机制。与我们以前的工作使用醛作为 electrophiles (图 1)13, nitroalkenes 支付 13-disubstituted 茚产品 regioselectively。这可能是由 nitroalkene 组的较大空间体积来解释的。

为了找到最佳的反应条件, 我们研究了两种不同的镧系金属 (La, 镝) 与 AlCl3在这个反应与 nitroalkenes 的结合。结果表明, 在这两种情况下, 反应进行了可比较的选择性和同一个可怜的 diastereoselectivity。在 d.......

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讨论

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该协议涉及高反应性, 空气和湿度敏感的镧系金属的工作。因此, 整个反应过程必须在干惰性气体下进行, 所有起动材料, 包括溶剂, 在使用前必须非常干净和干燥。

在购买已提交的金属方面有两个好处: (一) 采购件或锭的经济大大增加, (二) 新提交的金属由于表面钝化造成的减少而更具反应性。由储存的金属。

所述过程有两个主要的关键步骤: (i) 通过提交一个闪亮的金属片来制备镧系金属, (ii) 通过添加少量的碘和进行反应, 以小体积的方法启动 C F 活化过程。THF 溶剂。

这一反应的好处是, 它涉及两个特点的颜色变化, 这将直接表明反应是否表现良好或不, 在哪里开始寻找修改。第一个是深褐色碘色的消失, 在 C F 活化过程的末端慢慢地导致一个深绿色混浊溶液。第二种是 nitroalkene 后的黄绿色变化。如果不发生这些颜色变化, 则可能是起始物料或溶剂出现问题。

值得注意的是, 这个过程描述了如何在 "干" glo.......

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披露

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作者没有什么可透露的。

致谢

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我们承认来自情报局 (ANR-15-CE29-0020-01, 活动), CNRS, ICMR, 大学 de 兰斯香槟住宿, ENSCM 和 ICGM 的财政支持。我们感谢卡琳马查多和安东尼. 罗伯特的帮助与磁共振和核磁共振分析。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
镝锭Strem93-6637储存在氮/氩下
无水氯化铝Alfa Aesar88488储存在氮/氩下
碘 99.5% 用于分析跨有机物212491000
THF GPR RectapurVWR Chemicals28552.324使用前用 Na/二苯甲酮干燥和蒸馏
手套箱MBraun在氮气气氛下

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Molander, G. A. Application of Lanthanide Reagents in Organic Synthesis. Chem. Rev. 92 (1), 29-68 (1992).
  2. Girard, P., Namy, J. L., Kagan, H. B. Divalent Lanthanide Derivatives in Organic Synthesis. 1. Mild Preparation of SmI2 and YbI2 and Their Use as Reducing or Coupling Agents. J. Am. Chem. Soc. 102 (8), 2693-2698 (1980).
  3. Wu, S., Li, Y., Zhang, S.

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Lanthanide MetalsTrifluoromethylated BenzofulveneDifluoroalkene SynthesisAnhydrous ConditionsSchlenk TechniquesGlovebox HandlingAluminum ChlorideNitroalkene AdditionSilica Gel Chromatography

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