Se desarrolló un protocolo simple y práctico para la adición eficiente de bromuros monoorganozinc funcionalizados a α cíclico, carbonilos β-insaturados para amueblar los centros cuaternarios de carbono.
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Artículo de método
Se desarrolló un protocolo simple y práctico para la adición eficiente de bromuros monoorganozinc funcionalizados a α cíclico, carbonilos β-insaturados para amueblar los centros cuaternarios de carbono.
La adición de los reactivos organometálicos al α, los carbonilos β-insaturados representa un método importante para generar los enlaces c-c en la preparación de los centros cuaternarios de carbono. Aunque las adiciones conjugadas de reactivos organometálicos se realizan típicamente utilizando reactivos de organolitio o Grignard altamente reactivos, los reactivos organozinc han atraído la atención por su quimioselectividad mejorada y su reactividad leve. A pesar de los numerosos avances recientes con diorganozinc más reactivo y reactivos de diorganozinc mixtos, la generación de centros cuaternarios de carbono a través de la adición conjugada de reactivos monoorganozinc funcionalizados sigue siendo un desafío. Este protocolo detalla una preparación conveniente y suave de "una olla" y conjugada mediada por cobre de bromuros de monoorganozinc funcionalizado a α cíclico, carbonilos β-insaturados para permitirse un amplio alcance de los centros cuaternarios de carbono en general excelente rendimiento y diastereoselectividad. La clave para el desarrollo de esta tecnología es la utilización de DMA como solvente de reacción con TMSCl como un ácido Lewis. Entre las ventajas notables de esta metodología se incluyen la simplicidad operativa de la preparación de reactivos organozinc ofrecida por la utilización de DMA como solvente, así como una adición eficiente conjugada mediada por varias sales Cu (I) y Cu (II). Por otra parte, un éter de sililo Enol intermedio puede ser aislado utilizando un procedimiento de trabajo modificado. El alcance del sustrato se limita a las cetonas no saturadas cíclicas, y la adición conjugada se obstaculiza por los reactivos de monoorganozinc estabilizados (por ejemplo, altil, enolato, homoenolato) y esteránicamente gravados (p. ej., neopentyl, o-aryl). Las adiciones conjugadas a anillos de cinco y siete miembros fueron efectivas, aunque en rendimientos más bajos en comparación con los sustratos de anillo de seis miembros.
La formación de enlaces carbono-carbono es sin duda la transformación más importante y poderosa en la química orgánica. La adición conjugada de reactivos organometálicos a α, carbonilos β-insaturados comprende uno de los métodos más versátiles para la construcción de enlaces c-c, especialmente en la generación desafiante de centros cuaternarios de carbono1, 2. a pesar de la importancia central de la adición conjugada de reactivos organometálicos a la formación de centros cuaternarios, pocas metodologías abordan el reto de incorporar grupos funcionales sensibles en estas reacciones. De hecho, en la mayoría de estas transformaciones, los reactivos de organolithium, Grignard o diorganozinc altamente reactivos son los nucleófilos de elección. Estos organmetólicos reactivos, sin embargo, son incompatibles con muchos grupos funcionales sensibles, limitando así la complejidad tanto del reactivo α, β-carbonílico y organometálico, a menudo necesitando el uso de grupos de protección o estrategias alternativas en la síntesis de varios pasos.
Los reactivos monoorganozinc son una clase atractiva de reactivos organometálicos que han atraído la atención generalizada por su reactividad leve y la compatibilidad mejorada del grupo funcional3,4,5, 6. a pesar de su excepcional tolerancia al grupo funcional y la preparación trivial de los organohalogenos, hay pocos ejemplos de reactivos monoorganozinc en la adición de conjugados a β, β-disustituidos α, carbonilos β-insaturados para generar centros cuaternarios7,8,9. Además, estas transformaciones normalmente requieren cantidades estequiométricas de reactivos de cianocuprato tóxico con un informe que demuestre un mínimo de rotación del catalizador10,11,12, 13. el objetivo de nuestro estudio es establecer un método catalítico simple y práctico para la adición conjugada de reactivos monoorganozinc funcionalizados a α, carbonilos β-insaturados para generar centros cuaternarios de carbono. Hacia este fin, hemos desarrollado un protocolo utilizando n,n-dimethylacetamida (DMA) como un disolvente con Clorotrimetilsilano (tmscl) como un ácido de Lewis que permite un "una sola olla" de cobre catalizada (20 mol%) adición conjugada de reactivos monoorganozinc funcionalizados a α, carbonilos β-insaturados para generar un amplio alcance de centros cuaternarios de carbono en alto rendimiento14.
La utilización de DMA como solvente tiene varias ventajas notables sobre los métodos reportados en la literatura. La DMA mejora la eficiencia de la inserción de zinc en organohalodios, lo que evita el requisito de aditivos costosos e higroscópicos como el LiCl empleado en los sistemas de disolventes etéreos15. Esto también amplía el alcance de la inserción directa de zinc de los organoiodiidos sensibles, a menudo comercialmente no disponibles, a organobromides16más estables y ampliamente accesibles. El protocolo que se detalla en el presente documento genera reactivos de monoorganozinc Alquilo (2) a partir de diversos organobromides, que se utilizan in situ en la formación de un complejo de cuprato reactivo que involucra las cetonas de α cíclica, β-insaturadas en una reacción de adición conjugada ( Figura 1). El DMA también permite que la reacción proceda con fuentes de cobre más baratas y menos tóxicas, tales como CuBr · DMS, eliminando residuos tóxicos estequiométricos generados con cucn utilizado en otros informes10,11,12,13. Nuestras condiciones de reacción estándar proporcionan acceso a un amplio alcance de cetonas β-cuaternarias (5) con aceptores conjugados de anillos de cinco, seis y siete miembros obtenidos a través de la hidrólisis de un éter de sililo Enol intermedio (4). El éter de sililo Enol intermedio se observó que era moderadamente estable y podría ser aislado en excelente rendimiento utilizando un procedimiento de trabajo modificado.
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PRECAUCIÓN: Consulte las hojas de datos de seguridad del material (MSDS) antes de utilizar los productos químicos en este procedimiento. Utilice equipos de protección personal (EPP) apropiados, incluyendo gafas de seguridad, una capa de laboratorio y guantes de nitrilo o butilo, ya que muchos de los reactivos y disolventes son corrosivos, tóxicos o inflamables. Llevar a cabo todas las reacciones en una campana de humo. Es necesario para el vidrio seco de llama y utilizar una atmósfera inerte (nitrógeno o argón) para este protocolo. Los líquidos utilizados en los dos primeros pasos del Protocolo se transfieren a la jeringa.
1. formación de bromuro de monoorganozinc funcionalizada16
2. Además del bromuro de monoorganozinc conjugados con α, las cetonas β-insaturadas
3. el trabajo de extracción y la purificación
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Producto de adición de conjugados etil 4-(1-metil-3-oxociclohexyl) el butanoato (21) fue aislado como un aceite transparente e incoloro (1,0372 g, 4,583 mmol, 92% de rendimiento) utilizando este eficiente protocolo de una sola olla. 1 Los espectros H y 13C NMR se presentan en la figura 2 y en la figura 3 para confirmar la estructura y la pureza. De nota específica en el análisis de espectro ...
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El método detallado aquí se desarrolló para aprovechar los reactivos monoorganozinc funcionalizados leves en una reacción de adición de conjugados simple y eficiente para la síntesis de cetonas β-cuaternarias14. Se observaron rendimientos excelentes y eficiencias catalíticas significativamente mejoradas mediante el uso del DMA de solvente polar y aprótico con tmscl. la formación monoorganozinc es ayudada por DMA, facilitando la inserción directa de zinc en bromuros de alquilo fácilmente disponible...
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Los autores no tienen intereses financieros competidores.
Los autores agradecen al programa de investigador universitario del fondo de investigación del petróleo de la sociedad química americana (ACS) (premio no. 58488-UNI1), ACS y Pfizer (apoyo de SURF a T.J.F.), Universidad de Bucknell (becas de investigación a T.J.F.), y el Departamento de química (beca de investigación a K.M.T.) para el apoyo generoso de esta obra. El Dr. Peter M. Findeis y Brian Breczinski son reconocidos por la asistencia experimental y de instrumentación.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cloruro de | |||
| Biotage Isolera One Flash Sistema de cromatografía | Biotage | ISO-ISW | Detección UV/vis (254, 280, 200-400nm) |
| Cloroformo-D, (D, 99,8%) | Cambridge Isotope Laboratories | DLM-7 | |
| Complejo de sulfuro de dimetilo de bromuro de cobre (I), 99% | Sigma Aldrich | 230502 | Sensible al |
| aire y a la humedadÉter dietílico, anhidro, 99 % | EMD Productos químicos | MEX01906 | ACS |
| Etilo 4-bromobutirato | Madera de roble | 139400 | |
| Acetato de etilo, 99,9 % | Fisher | E145-500 | ACS |
| Ácido acético glacial Madera | roble | O35907 | ACS |
| HCl | 1 M aq | ||
| Hexanos, 98,5 % | Productos químicos EMD | HX0299 | ACS |
| HP 6890 Series GC | HP | ||
| HP-1 GC Columna | Agilent | 19091-60312 | 0,2 mm x 0,33 mmm, 12 m, 7 pulgadas |
| Sulfato de yodo | |||
| y magnesio, anhidro, 98% | EMD Chemicals | MX0075 | |
| Mehtyl enona | |||
| N,N-dimetilacetamida, anhidra, 99% | Alfa Aesar | A10924 | Secado sobre 3 Å ms |
| Gel de sílice | VWR | 86306-350 | 60 Å, 40-60 mmm |
| Bicarbonato | |||
| de sodio Cloruro de | |||
| Fluoruro de tetra-n-butilamonio Madera de | roble | O43479 | 1 M en THF |
| Placas de cromatografía en capa fina | EMD Milipore | 115341 | 6,5 x 2,2 cm2, 60 g Placas prerrevestidas F254 (9,5-11,5 mmm partícula |
| Cloruro de trimetilsililo, 99% | Sigma Aldrich | 386529 | |
| , lavado con HCl |
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