이 원고의 목표는 염화아실 및 칼륨 알키닐트리플루오로보레이트 염 출발 물질로부터 ynones를 제조하는 간단한 방법을 보여주는 것입니다. 원-포트 반응은 공기와 수분을 배제하지 않고 삼염화붕소가 있는 상태에서 빠르게 진행됩니다.
이 원고의 목표는 염화아실 및 칼륨 알키닐트리플루오로보레이트 염 출발 물질로부터 ynones를 제조하는 간단한 방법을 보여주는 것입니다. 원-포트 반응은 공기와 수분을 배제하지 않고 삼염화붕소가 있는 상태에서 빠르게 진행됩니다.
Ynones는 유기 합성에서 중요한 작용기이자 빌딩 블록입니다. Ynones는 많은 중요한 유기 작용기 및 골격의 선구자 역할을 합니다. ynones 준비를 위한 전통적인 방법은 가혹한 조건, 여러 정제 단계 및 원치 않는 부산물의 존재와 같은 단점과 관련이 있습니다. 아실 클로라이드 및 포타슘 알키닐트리플루오로보레이트 염으로부터 이논을 간단하게 제조하기 위한 대안적인 방법이 본원에 기재되어 있다. 새로운 탄소-탄소 결합 형성을 위한 유기 금속 시약의 대안으로 유기트리플루오로보레이트 염을 채택하면 많은 이점이 있습니다. Potassium organotrifluoroborate 염은 상온 안정성, 우수한 작용기 내성, 낮은 독성을 가지며 다양한 종류의 준비가간단합니다. 표제 반응은 공기와 수분을 배제하지 않고 루이스 산(Lewis acid)이 있는 상태에서 상온에서 빠르게 진행됩니다. 공정하거나 우수한 수율은 삼염화붕소의 존재 하에서 다양한 아릴 및 알킬 산 염화물과 알키 닐 트리 플루오로 보레이트 염의 반응을 통해 얻을 수 있습니다.
이 비디오의 목적은 편리한 출발 물질로부터 ynone 작용기를 포함하는 화합물을 준비하기 위한 간단한 접근 방식을 보여주는 것입니다. 이논(Ynones)은 생물의학적, 물질적 중요성을 갖는 것으로 밝혀진 유기 화학의 귀중한 구성 요소입니다. 이논은 피리미딘, 1,2 퀴놀론, 3 퓨란, 4 피라졸, 5,6 플라본, 7 옥심, 8 및 키랄 프로파르길릭 알코올을 포함한 귀중한 유기 작용기의 전구체입니다. 9-11 ynones의 제조를 위한 보다 편리한 방법이 모색되었는데, 이는 열악한 작용기 내성과 지루한 합성 경로를 포함한 전통적인 방법의 단점 때문입니다.
금속12,13 및 준금속14 아세틸리드와 아실 클로라이드의 반응은 ynones의 제조를 위한 하나의 일반적인 경로입니다. 대안적으로, 염화아실로부터 이논을 합성하는 것은 Weinreb 아미드 및 유기 리튬 또는 그리나드 시약을 사용하는 2단계 절차를 통해 달성할 수 있습니다. 15 또 다른 일반적인 접근 방식에는 알데히드에 유기 리튬 또는 그리나드 시약을 첨가한 다음 해당 케톤에 2차 알코올을 산화하는 것이 포함됩니다. 16-19 금속 아세틸리드의 열악한 작용기 내성과 각 단계 후에 합성 중간체를 정제해야 할 필요성은 앞서 언급한 방법의 주요 결함입니다. 전이-금속-촉매 카르보닐 커플링은 최근 ynones 제조를 위한 대체 접근법으로 부상했습니다. 20-22 불행히도, 전이 금속과 관련된 비용 및 독성 외에도 금속 촉매 카르보닐 반응은 종종 높은 CO 압력을 필요로 하고 원치 않는 Sonogashira 커플 링 부산물의 존재로 인해 어려움을 겪습니다. 유기 합성에서의 유용성과 전통적인 합성 방법과 관련된 단점을 감안할 때 ynones 준비를 위한 보다 간단한 방법의 개발은 매력적입니다.
Potassium organotrifluoroborate salts는 최근 유기 합성에서 다목적 시약으로 부상했습니다. 준비의 용이성,23 고유한 안정성, 낮은 독성 및 우수한 작용기 내성을 포함한 장점으로 인해 유기트리플루오로보레이트 염은 매력적인 합성 시약이 되었습니다. 24-27 Organotrifluoroborate 염은 주로 팔라듐 촉매 Suzuki-Miyaura 커플 링을위한 붕소산의 벤치 안정성 등가물로 사용되었습니다. 26 최근에, Matteson과 동료들의 획기적인 연구에 이어,28 Bode, Molander 및 다른 사람들은 비금속 촉매 반응에서 시약으로서 유기트리플루오로보레이트의 유용성을 강조했습니다. 29-33 트리플루오로보레이트의 전이 금속이 없는 반응 분야는 아직 초기 단계에 있습니다. 비금속 촉매 유기 합성에서 유기트리플루오로보레이트 염을 사용할 수 있는 큰 잠재력을 감안할 때, 우리는 아실 클로라이드 및 알키닐트리플루오로보레이트 염에서 이논을 제조하기 위한 새로운 방법을 개발하고자 했습니다.
Ynone 1. 합성
2. 수성 후
Ynone 3. 정제
Ynone 4. 특성
초기의 노력은 페닐 아세틸렌 트리 플루오 S1 및 벤조일 클로라이드 (도 1)로부터 ynone (1a)의 제조 주위 집중 하였다. 표 1은 최적화 단계는 다양한 루이스 산, 용매뿐만 아니라, 반응에 물의 효과 시험 스크리닝 포함 행한다 도시 . 이어서, 반응의 범주는 아실 클로라이드의 다양한 존재 (도 2)에서 최적화 된 조건에 톡시 메틸 트리 플루오로 페닐 아세틸렌을 제출 탐구되었다. 우수한 수율 디스트는 아실 클로라이드 기판의 특성에 따라 획득 될 수있다. 반응의 범위는 상기 alkynyltrifluoroborate 염의 몇몇 추가적인 예시의 제조를 통해 평가되었다. (3)가 발전 조건 하에서 ynones의 제조에 사용될 수있는 다른 alkynyltrifluoroborate 염의 선택된 예를 도시한다. 중독의 파생 상품alkynyltrifluoroborate 염 지방족 유도체는 약간 덜 반응 수득 겸손 수익률 것으로 판명 동안 우수한 수율 좋은에서 해당 ynone 제품을 여유 치환기를 기부 메틸 트리 플루오로 베어링 전자 ylacetylene.

도 1 :. dichloroborane 반응성 중간체의 형성을 포함 ynone (1a)의 제조 조건을 나타내는 페닐 아세틸렌 및 메틸 트리 플루오로 벤조일 클로라이드 S1 스킴 Ynone (1a)의 제조.

그림 2 :. ynone (1a)의 대표 1 H NMR 스펙트럼 화학 변화와 특성 양자의 상대적 통합이 표시되어 있습니다.
: FO 아가씨 = "jove_content" 
그림 3 :. ynone (1a)의 대표 (13) C NMR 스펙트럼 특성 탄소의 화학적 이동이 표시되어 있습니다.

도 4 :. 대기압 화학적 이온화를 통해 얻어진 ynone (1a)의 주제 스펙트럼 HRMS [M + H]의 측정 된 m / z 값 + 이온이보고된다.

그림 5 : 정체성을 변화시켜 생산 된 제품에 대한 아실 클로라이드와 phenylacetylenetrifluoroborate 소금 S1의 반응 구조 및 수익률.아실 클로라이드 출발 물질로 설명된다. 반응은 아실 클로라이드 1 당량, 1.5 당량의 칼륨 phenylacetylenetrifluoroborate S1, 및 1.5 당량의 삼염화 붕소를 사용하여 실행 하였다.

도 6 :. 아실 클로라이드 구조 alkynyltrifluoroborate 출발 물질의 신원을 변화시켜 제조 된 제품의 수율과 다양 alkynyltrifluoroborates의 반응이 예시된다. 반응은 아실 클로라이드 1 당량, 2.5 당량 칼륨 organotrifluoroborate 소금과 2.5 당량 삼염화 붕소 실행되었다.
| 기입 | 루이스 산 | 루이스 산 (당량) | 조건 | 수율 (%) |
| 1 B </ SUP> | 그런가 2 | 16.5 | CH 2 CL 2 | 0 |
| 이 | SiCl4를 | (1) | CH 2 CL 2 | 자취 |
| 3 | BF 3 · OET 2 | (1) | CH 2 CL 2 | 자취 |
| 4 B | 50ml을 | (1) | CH 2 CL 2 | (24) |
| 5 ℃ | 의 AlCl 3 | (1) | CH 2 CL 2 | (62) |
| 6 D | 의 AlCl 3 | (1) | CH 2 CL 2 | (66) |
| 7 전자 | 의 AlCl 3 | (1) | CH 2 CL 2 | (60) |
| 8 | 의 AlCl 3 | (1) | THF | 자취 |
| 9 | 의 AlCl 3 | (1) | 톨루엔 | 자취 |
| (10) | 의 AlCl 3 | 이 | ClCH 2 CH 2 CL | (33) |
| (11) | 의 AlCl 3 | (1) | DMSO | 자취 |
| (12) | 의 AlCl 3 | 이 | 아세토 니트릴 | 자취 |
| (13) | 의 AlCl 3 · 6H 2 O | (1) | CH 2 CL 2 | 0 |
| (14) (B) | BCL 3 | 1.5 | CH 2 CL 2 | 67 |
| (15) | BBR 3 | (1) | CH 2 CL 2 | (20) |
표 1 :. 생성물 ynone 1A는 (A)의 제조 조건의 최적화 수율 반응 조건 및 루이스 산 촉매의 변동에 따라도 1a. 반응은 1 당량 벤조일 클로라이드 및 1 당량 칼륨 phenylacetylenetrifluoroborate (S1)에 수행 하였다. 1.5 당량의 S1 ㄴ. C 무수 조건. D 반응물 공기 하에서 비 - 건조 된 유리기구에서 수행 하였다. 예를 무수 조건 + 물 1 μL.
표 1은 대응 ynone 생성물을 형성 벤조일 클로라이드와 메틸 트리 플루오로 페닐 아세틸렌의 반응 조건을 최적화하기 위해 취해지는 단계를 도시한다. 처음에 organodifluoroboranes organotrifluoroborates 변환 공지 촉매 시험 하였다. 불행히도 실리카겔, 사염화 규소 35, 36, 31, 32, 삼 불화 붕소 원하는 ynone의 형성 (표 1, 항목 1-3)을 촉진하지 않았다. 증명 염소화 루이스 산 촉매의 사용은 더 성공적한다. 원하는 ynone (1a)의 낮은 수율은 철 (III) 클로라이드 촉매 (표 1, 항목 4)의 존재를 얻었다. 다음에, 알루미늄 (III) 클로라이드가 프리델 - 크래프트 (Friedel-Crafts)의 아 실화에 oxocarbenium 이온 형성을 촉진하기 위해 그 노포 능력의 결과로서 조사 하였다. 알루미늄 (III) 클로라이드 촉매 때 37-39 목적 생성물을 62 % 수율로 수득 하였다 EMPloyed.
또한 최적화는 공기와 수분이 반응의 수율 (표 1, 항목 5-7)에 거의 영향을 미칠 것으로 나타났다. 결과적으로, 후속 반응은 공기의 존재 하에서 비 - 건조 된 유리기구에서 수행 하였다. 용매를 최적화하기위한 시도는 디클로로 메탄 (DCM)을 반응 (표 1, 엔트리 8-12)에 특히 적합 않은 것을 확인했다. 알루미늄 (III) 클로라이드에 의해 촉매 반응의 결과 불일치 대체 촉매의 탐사를 자극했다. 시판의 알루미늄 (III) 클로라이드 수화물은 반응 조건 (표 1, 항목 13)에서 완전히 불활성이었다. 이것은 알루미늄 (III) 클로라이드 수화물의 형성이 반응을 저해하는 것이 좋은 지표이다. 삼염화 붕소는 더 일관성 (표 1, 항목 14)와 유사한 수율을 생산하는 것으로 확인되었다.
칼륨의 상호 작용시 alkynyltriflu삼염화 붕소와 oroborate는 organodichloroborane 이상의 반응성 종을 형성한다. (40)이 초기 단계를 진행할 ynone의 아실 클로라이드와 반응 형성에 중요하다. organotrifluoroborate 염을 DCM에 용해되지 않기 때문에, 반응은 이종 혼합물로 이루어진다. 삼염화 붕소의 첨가 후, 반응 용액을 메틸 트리 플루오로 할 수 염의 표면적을 증가시킴으로써 dichloroborane 반응성 종의 형성을 촉진하기 위하여 초음파 처리를한다. 반응 혼합물에 초음파의 적용은 캐비테이션 기포의 발생을 통한 기계적인 효과를 야기한다. 초음파 동안, 캐비테이션의 붕괴는 높은 온도와 압력의 지역화 된 영역에서 유체 결과에 거품. (41) 충격 파도 고체 메틸 트리 플루오로 소금의 운동 에너지의 증가의 결과로 미세 난류를 만드는 것이 생산된다. 초음파 프로모션 기간 동안 시스템의 에너지의 증가트리 플루오로 보레이트 염 TES 조각화 삼염화 붕소와 상호 작용할 가능한 표면적을 증가 얻어진. 종래 아실 클로라이드 출발 물질의 첨가로 반응 혼합물을 초음파 처리 더 강제 조건이나 반응 시간을 길게 할 필요없이 alkynyldichloroborane 반응성 종의 효율적인 형성을 보장한다.
도 2는 메틸 트리 플루오로 페닐 아세틸렌은 최적 반응 조건 하에서 아실 클로라이드와 반응시켜 다양한 때 얻어지는 결과가 보여준다. 중립 방향족 (1B, 1C)과 지방족 (1J-1) 아실 염화물 합성 유용 수익률에 해당 ynones를 제출. 전자 구인 그룹이 비교적 완만 한 금리 (1H, 1I, 1m) 발생하면서 전자 기부 그룹에게 (1D-g)가있는 그 아실 클로라이드는 우수한 수익률을 제공합니다. Intere전자 흡인 성기가 오르토 위치 (1I, 59 %)에 위치 될 때 stingly, 상당한 수율 증가가 유사한 파라 비교 관찰은 아실 클로라이드 (1H, 30 %) 치환. 오르토 위치의 치환기의 입체 상호 작용함으로써, 방향족 고리의 전자 회수 특성을 상쇄 평면으로부터 카보 닐 작용기를 강제 할 수있다. 그것은 4 bromobutyryl 클로라이드 39 % 수율의 목적 생성물을 수득 1m 반응 것을 주목할 가치가있다. 우리가 알기로는,이 알킬 브로마이드 관능기를 견딜 ynones의 합성을위한 제 1 프로토콜이다. 출발 물질 아실 클로라이드는 중성 또는 전자 결핍 때 때때로 지방족 불순물 양성자 NMR에 나타난다. 이는 상기 생성물을 정제하기 위해 펜탄 세척을 필요로 할 수있다. 가능한 반면, 제 정화 단계 중에 S 펜탄 세척을 수행하는 경제적이지 못하다인스 펜탄, 헥산에 비해 비용이 많이 든다. 이러한 파스퇴르 피펫 컬럼으로 작은 규모 별도로 이차 정제를 완료하면 상당히 요구 펜탄의 양을 감소시킨다.
도 3은 반응의 수율에 alkynyltrifluoroborate 염의 신원 효과를 나타낸 것이다. 일반적으로, 방향족 고리상의 메틸 트리 플루오로 페닐 아세틸렌 염 베어링 전자공 여성 치환기의 유도체는 우수한 수율 (C-2A, 3A-C)으로 좋은에서 원하는 ynones을 생산하는 방향족 및 지방족 아실 클로라이드와 반응시켰다. 지방족 alkynyltrifluoroborate 염은 반응성이 적은 기판 것을 입증했다. hexynyl- 및 cyclopentylethynyltrifluoroborate 염 전자 풍부한 벤조일 클로라이드 유도체 (4A, 5A)와 반응했을 때 겸손 금리가 얻어졌다.
결론적으로, 제제 O위한 신규 한 방법에있어서F 아실 염화 칼륨 alkynyltrifluoroborate 염에서 ynones이 개발되었다. 적당한에서 아실 클로라이드의 성질에 따라,이 방법에 우수한 대별 ynones의 합성에 대해 얻어진 수율은 출발 물질 트리 플루오. 일반적으로 전자 공 여성 치환기를 갖는 화합물에 관한 출발 물질과 전자 구인 중성 작용기를 함유 출발 물질보다 더욱 용이하게 반응을 겪는다. 이 접근법의 값은 방법의 단순한 작동 및 관능기 공차에있다. 이 간단, 원 - 포트 (one-pot) 반응은 공기 및 습기의 배제없이 삼염화 붕소의 존재하에 주위 온도에서 신속하게 진행한다. 이 편리한 방법은 아실 클로라이드와 alkynyltrifluoroborate 다양한 염들로부터 우수한 수율로 완만 ynones의 제조에 사용될 수있다.
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
이 작업은 UOIT 스타트업 펀드의 지원을 받았습니다. 실험실에 도움을 주신 Matthew Baxter(UOIT)씨께 감사드립니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Sonicator | VGT | 1860QT | 초음파 세척기. 유사한 초음파 처리 장치가 사용될 수 있습니다. |
| Dichloromethane | Sigma | 270997 | 무수 |
| 붕소 삼염화물 용액 | DCM의 Sigma 178934 1M 용액 | ||
| 염화 아실 | Alfa | Aesar와 같은 다른 공급 업체의 다양한 염화 아실을 사용할 수 있습니다. 주의: 안전 정보는 MSDS를 참조하십시오. | |
| 칼륨 알키닐트리플루오로보레이트 염 | N/A | 해당 없음 | Synthesized23 from terminal alkyne |
| 에틸 아세테이 | 트 ACP | E-2000 | ACS 등급 |
| 헥산 | ACP | H-3500 | ACS 등급 |
| 펜탄 | 시그마 | 236705 | 무수 |
| 마그네슘 설페이트 | 시그마 | M7506 | |
| 여과지 | Whatman | 1093 126 | 학생 등급. 이 speceific 다양성은 필요하지 않습니다. |
| 실리카겔 60 | EMD | 1.11567.9026 | 입자 크기 0.040-0.063 |