Préparation et utilisation de samarium diiodure (SMI 2) In Organic Synthesis: Le rôle mécanistique de HMPA et Ni (II) Sels dans la réaction Samarium Barbier

L’objectif global de cette procédure est de produire une solution de 0,1 molaire d’iodure de disulfure de samarium dans Tetrahedran et de l’utiliser dans la synthèse de la réaction de Barbier sumérienne avec différents additifs. Ceci est accompli en préparant d’abord le diiodure de samarium en mélangeant simplement du samarium métal avec des cristaux d’iode dans des tétraèdres sous argon. La deuxième étape consiste à introduire l’additif dans la solution de diode de samarium.

Dans ce cas, l’effet du HMPA ou du nickel AK en tant qu’additifs dans la réaction de Barbie sumérienne est observé. Ensuite, les substrats d’Alco, d’halogénure et de cétone sont ajoutés au ballon de réaction et agités pendant cinq à 15 minutes. La dernière étape consiste à tremper et à accélérer la réaction pour obtenir le produit alcoolique final.

En fin de compte, à l’aide d’une analyse cinétique, il a été déterminé comment le mécanisme de la réaction du barbier sumérien est modifié avec l’inclusion des différents additifs. Cette méthode peut donner un aperçu de certains des problèmes courants lors de la préparation de solutions de samarium dire. Une fois que la synthèse du samarium dire est maîtrisée, il peut être utilisé dans un large éventail d’autres réductions médiées par le samarium.

La démonstration visuelle de cette méthode est utile car l’Aserium IDE est sensible à l’oxygène, et pour cette raison, nous effectuons couramment ces réactions dans une boîte à gants. Cependant, nous allons vous montrer ici qu’il peut être réalisé tout aussi facilement sur la paillasse sous une atmosphère d’Argonne avec l’étudiant diplômé Kim Cho. La démonstration de la procédure sera faite par Sada, un chercheur scientifique de mon laboratoire.

Pour commencer, séchez à la flamme une fiole à fond rond de 50 millilitres et rincez-la avec de l’argonne. Ajoutez un remueur et couvrez le ballon d’un septum. Pesez 0,2 gramme de métal sumérien et ajoutez-le à nouveau dans le ballon, en rinçant le ballon avec de l’argonne.

Ensuite, ajoutez 10 millilitres de Degas tetrahedran ou THF bien sec, suivi de 0,25. Quatre grammes de cristaux d’iode ajoutent un ballon rempli d’Argonne à travers le septum. Cela permet de maintenir une pression positive de l’atmosphère d’Argonne sur la réaction.

Remuez vigoureusement la solution à température ambiante pendant plus de 12 heures. Au fur et à mesure que l’iodure de Diure sumérien est généré, la solution passe par une variété de changements de couleur, l’orange suivi du jaune, qui finit par virer au bleu. La couleur finale bleu marine est une indication que le samarium di iodure s’est formé.

Afin d’assurer une conversion complète, agitez la solution pendant au moins 12 heures avant d’utiliser le samarium diiodure en synthèse. Bien que la génération de Samarium DI soit simple, voici quelques-uns des problèmes courants que nous aimerions aborder. Une exposition prolongée du métal à notre peut conduire à une couche externe oxydée et certains d’entre eux peuvent être de qualité inférieure.

Pour surmonter ce grincement, le métal avec le moteur et le pilon de préférence sous atmosphère, assurez-vous que le solvant THF utilisé est bien DEGAS et sec. Nous préférons l’argon à l’azote. Lorsque nous fabriquons un grand nombre de matières SAM, nous gardons la matière sommaire à la barre en permanence pour la maintenir stable.

Nous aimerions également nous référer à un travail récent de notre collaborateur, le professeur David Proctor de l’Université de Manchester concernant les différents aspects de la génération de Samarium IDE, publié dans le Journal of Organic Chemistry. Pour faire le complexe HMPA de samarium di iodure, prenez 10 millilitres de samarium di iodure fraîchement préparé sous Argonne et ajoutez 1,75 millilitres de HMPA à travers une seringue goutte à goutte sous Argonne, une couleur violet foncé se forme séparément dans un flacon propre et sec sous Argonne. Préparez la solution de substrat en ajoutant 110 microlitres de Ioane, 48 microlitres de trois stylos et deux millilitres de THF séché.

Ajoutez ensuite la solution de substrat goutte à goutte au complexe HMPA de diiodure sumérien. Dans les cinq minutes suivant l’agitation, la couleur violette commencera à paraître trouble, indiquant la fin de la réaction. Une fois la réaction terminée, exposez la solution à l’air pour l’éteindre.

En remuant, la couleur passe encore au blanc grisâtre, la réaction est ensuite élaborée en ajoutant 10 millilitres de chlorure d’ammonium aqueux saturé. Ajoutez la solution dans un entonnoir séparateur et ajoutez cinq millilitres d’éther dylique. Après avoir secoué vigoureusement, retirez la couche organique supérieure et ajoutez plus d’éther éthylique.

Après avoir extrait la couche aqueuse deux fois de plus. Combinez toutes les couches organiques. Lavez la couche organique avec 10 millilitres d’une solution aqueuse saturée de thio sulfate de sodium.

Retirez la couche aqueuse inférieure suivie d’un lavage à l’eau, puis enfin lavez-la avec de la saumure. Obtenez la couche organique supérieure et ajoutez du sulfate de magnésium pour absorber la dernière quantité d’eau présente dans la solution. Passez la solution à travers un bouchon de Flo IL afin d’éliminer l’excès de HMPA, concentrez la solution sur un évaporateur rotatif pour obtenir le produit de barbier.

Le produit peut ensuite être identifié par GCMS et par proton et IRM. Ensuite, nous effectuerons la même réaction de Samarium Barbie, mais avec l’ajout d’un catalyseur de nickel deux comme additif, pesez le nickel AK et ajoutez-le à un flacon propre et sec contenant trois millilitres de DGA THF sous argon à la solution de nickel AK à travers une seringue à 10 millilitres d’une solution fraîchement préparée de 0,1 molaire de sumer di iodure. Séparément, dans un flacon propre et sec sous argon, mélangez 110 microlitres d’iode, 48 microlitres de trois penan et deux millilitres de THF séché. Pour obtenir la solution de substrat, ajoutez la solution de substrat goutte à goutte au mélange de nickel di-iodure sumérien.

Dans les 15 minutes suivant l’agitation, la couleur bleue se dissipera pour former une couleur verte indiquant la fin de la réaction. Une fois la réaction terminée, exposez la solution à l’air pour l’éteindre. En remuant, la couleur passe au jaune, augmentez la réaction en ajoutant trois millilitres d’acide chlorhydrique aqueux 0,1 molaire.

Ajoutez la solution dans un entonnoir séparateur et ajoutez cinq millilitres d’éther dathylique. Lavez la couche organique en utilisant le protocole décrit précédemment avec une solution aqueuse de sulfate de sodium, d’eau et de saumure, puis séchez sur du sulfate de magnésium. Concentrez la solution sur un évaporateur rotatif pour obtenir la Barbie ou le produit.

Le produit peut ensuite être identifié par GCMS et illustré par RMN des protons. Voici la réaction sumérienne de Barbier sans additifs. La réaction médiée par le sumer prend 72 heures, ce qui permet d’obtenir 69 % du produit souhaité.

Le reste étant des matériaux de départ. Avec l’ajout de 10 équivalents ou plus de HMPA, la réaction est presque quantitative et complète en quelques minutes. Avec l’ajout d’un pour cent molaire de nickel ak, la réaction est complète en 15 minutes avec un rendement de 97 %.

Lorsque l’HMPA est ajouté à l’iodure de di-samarium, le cosolvant déplace le THF coordonné pour former du samarium I deux HMPA quatre. Avec l’ajout d’encore plus de HMPA, les ions iodure sont déplacés vers la sphère extérieure. Des études mécanistes indiquent que lorsque le HMPA est utilisé dans la réaction de Barbier sumérien, le solvant cos interagit également avec le substrat d’halogénure AAL, formant un complexe qui allonge la liaison halogénure de carbone activant l’espèce, ce qui la rend plus sensible à la réduction par Sumer.

Grâce à cette compréhension détaillée des rôles de l’HMPA, un mécanisme pour la réaction du barbier sumérien avec l’HMPA a été proposé. Le complexe HMPA d’halogénure ALK formé dans une étape d’équilibre préalable est réduit par le HMPA de samarium pour former le radical dans l’étape de détermination de la vitesse. Le radical subit une réduction supplémentaire pour former une espèce d’organe samarium, qui se couple avec l’aiguille de carbone et, lors de la protonation, donne le produit final.

Dans le cas du nickel deux, l’additif diiodure de samarium réduit initialement le nickel deux à zéro nickel de préférence sur la réduction de l’un ou l’autre des substrats sur la base d’études cinétiques et mécanistes. Le mécanisme suivant a été proposé après réduction par l’iodure de samarium-di. L’espèce zéro de nickel soluble s’insère dans la liaison halogénure AAL formant une espèce de nickel d’organe entraînée par la nature hautement PHI de la troisième alation de samarium pour former un organe.

L’intermédiaire de samarium libère le nickel deux dans le cycle catalytique. Le sumer se couple ensuite avec l’aiguille de carbone et, lors de la protonation, forme l’alcool tertiaire souhaité. Il a également été observé que les nanoparticules de nickel zéro sont formées par réduction du nickel deux par l’intermédiaire sumérienne.

Cependant, ces particules se sont avérées inactives et la source de désactivation du catalyseur à la suite de cette procédure. Le même barbillon, un produit est obtenu dans les deux cas. Cependant, dans la plupart des cas, le choix de différents additifs peut permettre de contrôler le taux de réduction et la chimio ou la stéréosélectivité de la réaction.

Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de générer des solutions IDE samarium ainsi que des techniques pour surmonter les pièges courants.