$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מאז הגילוי וההבהרה מבנית של ferrocene בשנת 1950, 1, 2, 3, 4 cyclopentadienyl (CP) הליגנדים להחליף יש תפקיד חיוני בהתפתחות של כימיה אורגנה-. ליגנדים אלה שמשו תומך נלווה תכליתי עבור מגוון של מתכות, שמוביל מחקרים של מבנה מליט יוצאי דופן, 5, 6, 7 את הפעלת functionalization של מולקולות קטנות, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ו קטליזה, כולל פילמור אולפינים. 14, 15
1,2, 3,4,5-pentamethylcyclopentadienyl (* Cp) אניון הוכיחה להיות ליגנד יקר במיוחד במעבר וכימיה מתכת הקבוצה העיקרית, כמו קבוצות מתיל להקנות הגנה סטרית יותר, גדל תרומה אלקטרונים על ידי ליגנד anionic, ולחסום ההפעלה פוטנציאל של טבעת cyclopentadienyl. 16, 17 Cp * ליגנד נשאר רלוונטי גם היום, כמו אניון נוצל לאחרונה לתמוך החליפין H / D על ידי עיר (III), 18 העברה הידריד ידי Rh, 19 ו aminations המצומד בתיווך Ti (III). 20
העניין שלנו ליגנד * Cp נובע מהרצון להגיע למקורות תגובתי של קובלט (I) לשימוש הפעלת מולקולה קטנה. 21 מחקרים אלה הביאו דור שני Cp * Co I ו- Cp * Co לי L (L = carbene N-heterocyclic) ושווי לשימוש sp 3 וsp 2 CH בנוסף חמצוני האג"ח. 22, 23, 24 כמו גישה Cp שלנו * Co (II) חומרי מוצא מחייבים כמויות משמעותיות של 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene, אנו רצויי סינתזת multigram של Cp * H, בהתחשב הבעלויות המסחריות המשמעותיות של ליגנד.
שתי שיטות מרכזיות קיימות כיום לעריכה בקנה המידה הגדולה של Cp * H, שכל אחד מהם מציג אתגרים טכניים גלומים בו. שיטה שפותחה על ידי מרקס אנד לעבודה כרוכה סינתזה שני שלבים של 2,3,4,5-tetramethylcyclopent-2-enone ואחריו התקנה של קבוצת מתיל הסופי באמצעות ליתיום ברומיד. סינתזת 25 מתוארת בקנה מידה עצום, באמצעות כלי תגובת 12 L ו- ערבוב מכאני, תוך הדורשים טמפרטורה נמוכה מתמשכת קירור ב 0 מעלות צלזיוס במשך ארבעה ימים.
הליך חלופי שפותח במקורעל ידי Bercaw ועמיתים לעבודה, 26 ובהמשך מותאם על ידי מרקס, 27 מנצל בדור באתרו של ליתיום alkenyl לתקיפה nucleophilic של אתיל אצטט לייצר תערובת isomeric של 3,4,5-trimethyl-2,5-heptadien-4-OLS ואחריו cyclization בתיווך חומצה לספק H * Cp. הדיווחים הראשוניים של שיטה זו בוצעו על גדולה (3-5 L) בקנה מידה נדרשים ערבוב מכאני. בנוסף, עודף משמעותי של המתכת ליתיום שימש, שמסבך מרווה הבדיקות הבאות של heptadienols ביניים. רוויזיה הבא של ההליך ימזער התגובה וכמות ליתיום, 28 אבל מרווה בטוחה של תערובת התגובה נשארה בעיה. שחזור בייזום של ליתיום alkenyl, בשל ההבדלים מקור ליתיום וטוהר או יובש של מגיב 2-bromo-2-Butene מצוינים חששות נוספים. בהתחשב בנושאים אלה לנהלים הנפוצים preparing Cp * H, הסתכלנו לפתח גישה טובה יותר ליגנד בקנה מידת ביניים (30-40 גרם) אשר יעקוף שימוש של כלי זכוכית מעבדה מיוחדות וציוד, לשפר שחזור תגובה ובטיחות, ולפשט בדיקות וטיהור ליגנד.
כאן אנו מדווחים סינתזה של 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene, המבוסס על שינוי של תהליכי קיימים, שפותחו על ידי Bercaw ועמיתים לעבודה. הסינתזה המתוקנת והטיהור ליגנד מגשימות את המטרות העיקריות שתוארו לעיל, תוך התרת גישה לכמויות משמעותיות (39 גרם) של H * Cp בתשואה טובה (58%). ההליך מציע הטבות נוספות אחרות, כוללים להרוות יותר מבוקר של ליתיום עודף במהלך הייצור של heptadienols ביניים בידוד מפושט של H * Cp של טוהר הולם metallation הבא עם מתכות מעבר. כדי להדגים את התועלת של ליגנד מוכן, זה שימש לסנתז שני [Cp * MCL 2] 2 (M= עיר, Ru) תסביכים. הפרוטוקול המתוקן המפורט להלן משלים נהלים קיימים ומספק נקודת כניסה פשוטה ונגישה יותר לתוך הכימיה של תמיכה ליגנד נלווית בכל מקום בכימיה אורגן.