Hochstereoselektive Synthese von 1,6-Ketoester durch Ionische Flüssigkeiten vermittelte: Ein Dreikomponentenreaktion zur raschen Zugang zu einer neuen Klasse von niedermolekularen Gelbildner

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, zu veranschaulichen, wie ionische Flüssigkeiten als N-heterozyklische Carben- oder NHC-Vorläufer in einer Dreikomponentensynthese von Six-Keto-Estern, einer neuen Klasse niedermolekularer Gele, verwendet werden können. Später sind wir in unserem täglichen Leben auf komplexe Moleküle angewiesen. Alles, von Arzneimitteln bis hin zu neuen Materialien.

Um neue molekulare Eigenschaften zu finden, muss die synthetische Werkzeugkiste erweitert werden. Der Hauptvorteil der Technik, die Sie heute kennenlernen werden, liegt darin, dass sie eine schnelle und kostengünstige Entwicklung neuer Materialien mit einer gewünschten Funktion aus leicht verfügbaren Ausgangsstoffen wie ionischen Flüssigkeiten, Ketonen, Ididen und Alkoholen ermöglicht. Im Allgemeinen werden ionische Flüssigkeiten als schlechte und vorläufige Katalysatoren betrachtet.

Allerdings weisen ionische Flüssigkeiten zahlreiche Vorteile auf, wie etwa Preis und Verfügbarkeit. Hier wird eine Reaktion dargestellt, bei der Eisen-Flüssigkeiten selektiver und ertragreicher sind als herkömmliche NHC-Vorkatalysatoren. Geben Sie zunächst einen Äther von 3-Methyl-Oleum-Acetat oder EMAC in einen Rundkolben und trocknen Sie ihn eine Stunde lang am Rotationsverdampfer bei 10 Millibar und 40 Grad.

Gebe anschließend 2,1 Gramm trockenes Emac und ein Gramm Calco in einen 100-Milliliter-Rundkolben, der mit einem Magnetrührer ausgestattet ist. Füge außerdem zwei Milliliter Methanol und 2,3 Gramm Aldehyd zum Kolben hinzu. Die Reihenfolge der Zugabe ist von großer Bedeutung.

DBU muss zuletzt hinzugefügt werden, um die Reproduzierbarkeit bei Raumtemperatur zu gewährleisten. Lösen Sie das Gemisch durch Rühren für eine Minute in 60 Milliliter Chloromethan auf. Geben Sie anschließend 0,37 Milliliter DBU zu dem gerührten Gemisch und verschließen Sie den Rundkolben.

Rühren Sie mit einem magnetischen Rührstab mit einer Geschwindigkeit von 500 U/min bei Raumtemperatur. Überprüfen Sie das Reaktionsende mittels Protonen-Kernspinresonanz oder NMR. Achten Sie auf das Verschwinden der Doppelbindung von Cal C im Bereich von 7,8 ppm.

Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, entfernen Sie die flüchtigen Bestandteile mithilfe eines Rotationsverdampfers bei 10 Millibar und 20 Grad Celsius über einen Zeitraum von 15 Minuten. Geben Sie 50 Milliliter Methanol zum Rückstand hinzu und lösen Sie das EMAC durch Rühren mit einem magnetischen Rührstab. Entfernen Sie die festen Bestandteile von den Wänden des Kolbens, indem Sie 30 Minuten lang heftig mit einem magnetischen Rührstab mit einer Geschwindigkeit von 750 U/min rühren.

Falls erforderlich, einen Spatel verwenden, um die restlichen Feststoffe von den Wänden zu entfernen. Die Mischung auf einem Filter mit einer Porengröße von drei filtrieren. Das Filtrat zur Emmy Mac-Rückgewinnung beiseitestellen.

Waschen Sie mit zusätzlichen 40 Milliliter Methanol, während die Filtration noch auf dem Gerät steht, und teilen Sie den Filterkuchen vorsichtig mit einem Spatel in kleinere Stücke. Überführen Sie die Feststoffe über einen Pulvertrichter in einen vorher gewogenen Rundkolben und trocknen Sie die Feststoffe im Vakuum. Wiegen Sie den Kolben und berechnen Sie die Ausbeute.

Analysieren Sie das Produkt per Protonen-NMR und vergleichen Sie es mit veröffentlichten Spektren. Entfernen Sie die flüchtigen Bestandteile aus der Methodol-Mischung unter vermindertem Druck von 10 Millibar bei 40 Grad für 30 Minuten. Analysieren Sie das resultierende Öl per Protonen-NMR, um zu überprüfen, ob EMAC vorhanden ist.

Das recycelte EMAC kann nun wiederverwendet werden. Bereiten Sie eine Stammlösung vor, indem Sie 200 Milligramm des synthetisierten Produkts hinzufügen. Geben Sie einen magnetischen Rührstab in ein Gefäß und 2,5 Milliliter Chloromethan, um das Keto-Ether zu lösen; rühren Sie, bis sich alles aufgelöst hat.

Gegeben Sie dann 20 Milliliter Heptan in ein 50-Milliliter-Becherglas und geben Sie 1,25 Milliliter der Stammlösung zum Heptan hinzu. Rühren Sie rasch, um eine ausreichende Durchmischung zu gewährleisten, und lassen Sie die Lösung ohne Rühren bei Raumtemperatur stehen, bis die Reaktion abgeschlossen ist. Dalal-Oleum wurde als Präkatalysator bei der formalen konjugierten Addition von ungesättigten Aldehyden an Cal-Cones eingesetzt, wobei 1,6-Ketoester entstehen. Emmy-Mac fördert eine hoch stereoselektive Reaktion zwischen Aldehyd und Cal-Cone.

Die Reaktion verläuft mit hoher Präferenz für das anti-DSR, und die 1,6-Diketone können isoliert werden und liefern bis zu 92 % Ausbeute. Die Dreikomponentenreaktion wird mittels Protonen-NMR überwacht. Das Verschwinden des Calcon-Signals zeigt an, dass die Reaktion abgeschlossen ist, wie im NMR-Spektrum des Rohprodukts zu erkennen ist, bevor eine weitere Reinigung des Produkts erfolgt. Das Endprodukt des 1,6-Diketons wird mittels Protonen-NMR und Kohlenstoff-13-NMR analysiert und mit veröffentlichten Spektren verglichen. Sobald die Methode beherrscht ist, kann die Reaktion hochskaliert werden.

Herkömmliche Probleme, die mit der Maßstabsvergrößerung verbunden sind, werden umgangen, da nach diesem Verfahren eine chromatographiefreie Aufarbeitung erfolgt. Andere 1,6-Diketone können erhalten werden. Strukturelle Variationen an den aromatischen Ringen werden gut vertragen; obwohl keines der verwendeten Reagenzien besondere Handhabungsvorschriften erfordert, sollte ein ordnungsgemäßes Laborpraxis beibehalten werden.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die ionische Flüssigkeit-vermittelte Synthese eines der sechs Schlüsselroster durchführt und wie man Formulierungen mit diesen Verbindungen herstellt.