2018년 7월 28일
이 프로토콜의 불활성 분위기에서 원소 lanthanides 준비 및 trifluoromethylated benzofulvenes를 포함 하는 선택적 C F 활성화 공정에 그들의 응용 프로그램에 설명 합니다.
이 방법은 C-F 활성화 반응에서 입증된 바와 같이 유기 화학 분야에서 란탄족 금속의 환원 화학에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있습니다. 모든 란탄족 금속에 적용할 수 있는 이 기술의 주요 장점은 광범위한 유기 및 유기 금속 반응에 반응성이 높은 금속을 제공한다는 것입니다. 시술 전에 원하는 트리플루오로메틸화 벤조풀베네와 니트로알켄을 합성합니다.
반응 전날, 무수 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran) 2밀리리터를 목록에서 증류하여 활성 분자체에 보관합니다. 또한 질소 또는 아르곤으로 채워진 글로브 박스에 금속 파일, 플라이어, 알루미늄 호일, 얕은 폴리프로필렌 용기, 오븐에서 건조된 5밀리리터 시험관 및 고무 격막 2개를 옮깁니다. 시작하려면 트리플루오로메틸화 벤조풀벤 65밀리몰을 측정하고 오븐에서 건조된 마그네틱 교반 막대가 장착된 오븐에서 건조된 50밀리리터 슐렌크 튜브에 넣습니다.
PTFE 라이닝 플라스틱 나사 캡으로 Schlenk 튜브를 닫습니다. 자석 교반기 위에 튜브를 고정하고 사이드 암을 Schlenk 라인에 연결합니다. 약 700-800rpm으로 교반을 시작하고 튜브를 열어 진공 청소기로 청소합니다.
benzofulvene을 진공 상태에서 10분 동안 건조시킨 다음 질소 또는 아르곤 가스로 튜브를 배출합니다. 건조 과정을 두 번 더 반복하여 총 세 번 반복합니다. 그런 다음 튜브에 불활성 가스를 채우고 마개를 닫습니다.
튜브를 불활성 가스로 채워진 글로브 박스로 옮깁니다. 무게를 재는 종이 대신 글로브 박스의 저울에 알루미늄 호일 한 조각을 놓습니다. 폴리프로필렌 플레이트에 다른 알루미늄 호일을 깔아 금속 조각을 잡습니다.
그런 다음 펜치로 디스프로슘 금속의 큰 조각을 단단히 잡습니다. File 호일이 늘어선 판 위에 금속의 바깥쪽, 비활성 층을 제거하고 file 금속 오염을 최소화하기 위해 펜치와 펜치가 접촉하지 않도록 주의하십시오. 그런 다음 갓 정리한 디스프로슘 금속 82mg을 측정합니다.
금속을 Schlenk 튜브에 넣고 고무 격막으로 튜브를 마개합니다. 그런 다음 200mg의 무수 염화알루미늄을 시험관에 넣고 두 번째 고무 격막으로 튜브를 막습니다. CF 활성화를 시작할 준비가 되면 글로브 박스에서 Schlenk 튜브와 테스트 튜브를 제거합니다.
Clamp 자석 교반기 위에 Schlenk 튜브를 놓고 Schlenk 라인에 연결합니다. 혼합물을 진공 상태에서 10분 동안 건조시키고 튜브에 불활성 가스를 다시 채우는 세 사이클을 수행합니다. 그런 다음 Schlenk 튜브를 불활성 가스의 양압 흐름 아래에 놓고 건조 혼합물을 교반하기 시작합니다.
후드에 염화알루미늄 시험관을 고정하고 격막을 통해 바늘을 통해 불활성 가스의 양의 흐름에 시험관을 연결합니다. 다음으로, 불활성 가스의 양의 흐름 아래에서 Schlenk 튜브에 10-12mg의 요오드를 추가합니다. 그런 다음 21 게이지, 120mm 피하 주사 바늘이 장착된 2밀리리터 길이의 마른 플라스틱 주사기를 주사기에 불활성 가스를 채우고 세 번 배출하여 퍼지합니다.
갓 증류된 건조 THF 1.5ml를 퍼지된 주사기에 넣습니다. Schlenk 튜브에 THF 5ml를 첨가하여 짙은 갈색 용액을 얻습니다. 나머지 1ml의 THF를 염화알루미늄에 적방울로 추가합니다.
필요한 경우 튜브를 부드럽게 휘젓어 염화알루미늄을 용해시킵니다. 그런 다음 여전히 따뜻하고 노란색을 띤 염화알루미늄 용액을 주사기로 끌어들여 Schlenk 튜브의 반응 혼합물에 첨가합니다. 벤조풀베인이 완전히 소모될 때까지 반응 혼합물을 계속 저어주며 일반적으로 약 1시간이 소요됩니다.
혼합물은 먼저 황갈색이 되고 그 다음에는 탁하고 짙은 녹색이 됩니다. 한편, 오븐 건조 시험관에 원하는 니트로 알켄 5 밀리몰을 측정합니다. 고무 마개로 튜브를 밀봉하고 격막을 통한 바늘을 통해 진공 상태에서 니트로 알켄을 건조하기 시작합니다.
1시간 동안 반응이 진행된 후 박층 크로마토그래피를 위해 10cm 모세관으로 혼합물 샘플을 채취합니다. 샘플을 석유 에테르로 용리하고 benzofulvene에서 밝은 노란색 반점이 있는지 확인합니다. benzofulvene이 소모되면 nitroalkene 튜브에 불활성 가스를 채웁니다.
그런 다음 불활성 가스의 양의 흐름 하에서 건조 니트로 알켄을 Schlenk 튜브에 첨가합니다. 반응 혼합물은 황록색이 됩니다. 니트로 알켄이 소비 될 때까지 혼합물을 계속 저어주는데, 보통 약 1 시간이 걸립니다.
TLC를 통해 95 대 5 부피의 석유 에테르와 에틸 아세테이트 혼합물을 용리액으로 사용하여 니트로 알켄 소비량을 평가합니다. 반응이 완료되면 생성물 혼합물을 20 밀리리터의 디 에틸 에테르로 희석한다. 흄 후드에서 Schlenk 튜브를 연 상태에서 5ml의 리터당 1몰 염산 수용액으로 혼합물을 담금질합니다.
마지막으로, 제품을 디에틸 에테르로 추출하고 추출물을 황산마그네슘으로 건조시킨 다음 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 제품을 정제합니다. 제안된 반응 메커니즘은 란탄족 매개 CF 활성화, 트랜스메탈화 및 니트로알켄 첨가를 포함합니다. 조질 생성물의 불소 NMR은 부분 입체 이성질체 생성물의 디플루로알켄 그룹에 기인하는 2개의 이중항으로 구성된 2 세트를 보여주었습니다.
소량의 가수분해된 생성물이 관찰되었는데, 이는 시작 benzofulvene의 과잉으로 인해. 수분이 반응 혼합물에 유입되거나 니트로 알켄 첨가가 완료되기 전에 반응이 담금화 된 경우 상당한 양의 가수 분해 생성물이 관찰됩니다. C-F 활성화가 완료되지 않은 경우 출발 물질이 관찰될 수 있으며, 이는 불충분하게 반응하는 란탄족을 나타낼 수 있습니다.
부분입체이성질체는 긴 실리카겔 컬럼에서 느린 용출을 통해 분리될 수 있습니다. 디스프로슘을 사용하여 반응은 2개의 니트로알켄 범위로 잘 진행되었습니다. 2-티에닐 치환된 벤조풀베네는 파라클로로페닐 니트로알켄과 성공적으로 반응했습니다.
벤조풀벤(benzofulvene)이 전자가 풍부한 파라-디메틸아미노 페닐기(para-dimethylamino phenyl group)로 치환된 경우 유사한 조건에서 반응이 발생하지 않았습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 불활성 분위기에서 반응성 란탄족 금속을 처리하는 방법과 흥미로운 합성 시술에 강력한 환원 전위를 사용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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이 프로토콜은 불활성 분위기 하에서 원소 란타넘류의 제조 및 이들의 트리플루오로메틸화 벤조풀벤을 포함하는 선택적 C-F 활성화 과정에서의 응용을 설명합니다. 이 방법은 유기 화학에서 란타넘 금속의 환원 화학에 대한 통찰력을 제공합니다.
Selective C-F activation using elemental lanthanides enables access to difluoroalkene scaffolds that are challenging to synthesize by other means, supporting the expansion of fluorinated chemical space in drug discovery. The protocol's reproducibility and adaptability across the lanthanide series provide a robust platform for early-stage medicinal chemistry and structure-activity relationship exploration. This capability strengthens predictive confidence in the generation of novel fluorinated motifs for lead identification and optimization.
This elemental lanthanide-mediated C-F activation protocol integrates at the interface of early discovery and lead identification, enabling medicinal chemists to access and evaluate new fluorinated scaffolds for downstream biological assessment.