January 19th, 2016
מדווח על הליך פשוט מבחינה תפעולית לסינתזה של נגזרות אנילין אורתו-טריפלואורומטוקסילציה באמצעות רצף דו-שלבי של O-trifluoromethylation של N-aryl-N-hydroxyacetamide ואחריו הגירה תוך-מולקולרית של OCF3 המושרה תרמית.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לסנתז אנילינים חדשים אורתו-טריפלואורומטוקסילטים עם גילוי ופיתוח של תרופות חדשות, אגרוכימיקלים וחומרים פונקציונליים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הכימיה הזרה כגון כיצד שילוב של קבוצת טריפלואורומטוקסי במולקולה משפיע על תכונותיה הפיזיקליות, הכימיות והביולוגיות. היתרון העיקרי של טכניקה זו שהשיטה שלנו משתמשת בריאגנטים קלים לטיפול.
הוא ניתן לתיקון לסינתזה בקנה מידה גרם ויש לו היקף מצע רחב וסובלנות גבוהה לקבוצות פונקציונליות. להפחתת מתיל 4-ניטרובנזואט, הוסף 5.00 גרם מתיל 4-ניטרובנזואט, 159 מיליגרם של 5% רודיום על פחמן, ומוט ערבוב מגנטי לבקבוק תחתון עגול של 250 מיליליטר מיובש בתנור. חבר צוואר אחד של הבקבוק לסעפת ואקום חנקן וכסה את הצוואר השני במחיצה.
בצע שלושה מחזורי מילוי ואקום כדי להחליף את האוויר בבקבוק בגז חנקן, ולאחר מכן הוסף 138 מיליליטר של טטרהידרופוראן נטול מים לבקבוק התגובה באמצעות מזרק אטום. מצננים ומערבבים את תערובת התגובה באפס מעלות צלזיוס למשך 15 דקות. לאחר מכן, הוסף 1.47 מיליליטר של הידרזין מונוהידרט טיפה לתערובת התגובה באפס מעלות צלזיוס באמצעות מזרק אטום.
בשלב זה, רודיום על פחמן יתחיל להצטבר ליצירת חלקיקים גדולים יותר. עקוב אחר התגובה באמצעות כרומטוגרפיה בשכבה דקה או TLC. השתמש בתערובת של הקסאן ואתיל אצטט כאלמנט לפיתוח ה-TLC.
כאשר מתיל 4-ניטרובנזואט נצרך לחלוטין, סנן את תערובת התגובה דרך כרית קצרה של Celite במשפך פריט בוכנר של 60 מיליליטר באמצעות סינון ואקום. שוטפים את המסנן עם 20 מיליליטר אתיל אצטט שלוש פעמים. רכז את המסנן בוואקום באמצעות מאייד סיבובי כדי להרשות לעצמו את המתיל הגולמי 4-הידרוקסיאמינו בנזואט המשמש ישירות ללא טיהור נוסף.
כדי לבצע הגנת אצטיל של מתיל 4-הידרוקסיאמינו בנזואט, הוסף 2.55 גרם נתרן ביקרבונט, כל המתיל 4-הידרוקסיאמינו בנזואט הגולמי שהושג בשלב הקודם, ומוט ערבוב לבקבוק תחתון עגול של 500 מיליליטר מיובש בתנור. כסו צוואר אחד במחיצה, וחברו צוואר אחר לסעפת ואקום חנקן. בצע שלושה מחזורי מילוי ואקום כדי להחליף את האוויר בבקבוק בגז חנקן.
הוסף 138 מיליליטר של אתר דיאתיל נטול מים לבקבוק התגובה באמצעות מזרק אטום. מצננים ומערבבים את תערובת התגובה באפס מעלות צלזיוס למשך 15 דקות. הכינו תמיסה של 2.17 מיליליטר אצטיל כלוריד ו -138 מיליליטר אתר דיאתיל נטול מים.
הוסף את התמיסה לתערובת התגובה באפס מעלות צלזיוס באמצעות משאבת מזרק בקצב של 10.0 מיליליטר לשעה. בתום התוספת, מסננים את תערובת התגובה דרך כרית קצרה של Celite במשפך פריט בוכנר בנפח 16 מיליליטר באמצעות סינון ואקום. לאחר שטיפת המסנן עם 20 מיליליטר אתיל אצטט שלוש פעמים, יש לרכז את המסנן בוואקום באמצעות מאייד סיבובי.
טהר את המוצר הגולמי עם כרומטוגרפיה של עמודת הבזק עם תערובת של הקסאן ואתיל אצטט כדי לאפשר 5.31 גרם של מתיל 4-הידרוקסי אצטמידו בנזואט כמוצק צהוב בהיר. הוסף 2.00 גרם מתיל 4-הידרוקסי אצטמידו בנזואט, 311 מיליגרם צזיום פחמתי, 3.63 גרם מגיב Togni II ומוט ערבוב מגנטי לבקבוק תחתון עגול של 250 מיליליטר מיובש בתנור בתוך תא כפפות. ניתן לבצע תגובה זו גם באמצעות טכניקות שלנק מחוץ לתא הכפפות, ולאחר מכן להוסיף 95.6 מיליליטר של כלורופורם מיובש ונטול גז לבקבוק התגובה.
מכסים את הבקבוק במחיצה ומערבבים את תערובת התגובה בטמפרטורה של 23 מעלות צלזיוס מתחת לאטמוספירת חנקן בתוך תא הכפפות או מחוצה לו למשך 16 שעות. סנן את תערובת התגובה דרך משפך פילטר כדי להסיר שאריות מוצקות לפני ריכוז המסנן בוואקום באמצעות מאייד סיבובי. לאחר מכן, טהר את המוצר הגולמי באמצעות כרומטוגרפיה של עמודת הבזק עם תערובת של הקסאן ודיכלורומתאן כדי לאפשר 2.51 גרם של מתיל 4-טריפלואורומטוקסי אצטמידו בנזואט כדי לסנתז את המוצר הסופי ב-2.51 גרם של מתיל 4-טריפלואורומטוקסי אצטמידו בנזואט, מוט ערבוב מגנטי, ו-9.05 מיליליטר של ניטרומתאן נטול מים לתוך מיכל לחץ של 15 מיליליטר.
מכסים את הכלי במכסה בורג, מערבבים את תערובת התגובה ב-120 מעלות צלזיוס מאחורי מגן הבטיחות למשך 20 שעות. לאחר קירור תערובת התגובה לטמפרטורת החדר, מעבירים לבקבוק תחתון עגול של 100 מיליליטר. רכזו את תערובת התגובה בוואקום באמצעות מאייד סיבובי.
טהר את המוצר הגולמי עם כרומטוגרפיה של עמודת הבזק החומקת עם תערובת של הקסנים ואתיל אצטט כדי להרשות לעצמה 2.13 גרם של מתיל 4-אצטמידו 3-טריפלואורומטוקסי בנזואט. אפיינו את כל התרכובות החדשות על ידי תהודה מגנטית גרעינית של פרוטון-פחמן-13 או ספקטרוסקופיה NMR וספקטרוסקופיה מסה ברזולוציה גבוהה. השתמש בספקטרוסקופיה של תמ"ג פלואור-19 כדי לאפיין תרכובות המכילות אטומי פלואור.
תוצאות מייצגות של טריפלואורומטוקסילציה בין-מולקולרית בתיווך Togni Reagent II של ארנים מוצגות כאן. פרוטוקול זה הוא כללי וישים למגוון רחב של תרכובות ארומטיות. התגובה סובלת קשת רחבה של קבוצות פונקציונליות.
בנוסף, נצפות רמות גבוהות של אורטו על פני סלקטיביות פרה-סלקטיבית, למשל, מצעים, 3f, 3k ו-3l. בנוכחות שתי עמדות אורטו לא זהות, מתקבלות רמות נמוכות של רגיו-קונטרול כמו בסובסטרטים, 3d.3e. 3k, ו-3m.
יתר על כן, טמפרטורת התגובה לשלב הנדידה של הטריפלואורומטוקסי תלויה באופי האלקטרוני של הארנים. בדרך כלל, ארנים חסרי אלקטרונים דורשים טמפרטורת תגובה גבוהה יותר. לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום הכימיה והביולוגיה לחקור ארנים טריפלואורומטוקסילטים, ואת הגילוי והפיתוח של מולקולות טכניקה חדשות.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
מאמר זה מציג שיטה פשוטה לסינתזה של נגזרות אנילין אורתו-טריפלואורומתילות. הנוהל כולל רצף של שתי שלבים הכולל O-טריפלואורומתילציה ואחריה נדידה תוך-מולקולרית של OCF3 המושרה תרמית.