Representatieve experimentele procedures voor de toevoeging van Amine-nuclefielen aan tricarbonyl (tropone) ijzer en daaropvolgende demetallatie van de resulterende complexen worden gedetailleerd gepresenteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Representatieve experimentele procedures voor de toevoeging van Amine-nuclefielen aan tricarbonyl (tropone) ijzer en daaropvolgende demetallatie van de resulterende complexen worden gedetailleerd gepresenteerd.
Aza-Michael adducten van tricarbonyl (tropone) ijzer worden gesynthetiseerd door twee verschillende methoden. Primaire alifatische amines en cyclische secundaire aminen nemen deel aan een directe Aza-Michael-reactie met tricarbonyl (tropone) ijzer onder oplosmiddelvrije condities. Minder nucleofiele aniline derivaten en meer belemmerde secundaire aminen voegen efficiënt toe aan het kationische tropone-complex dat wordt gevormd door protonatie van tricarbonyl (tropone) ijzer. Terwijl het protocol met behulp van het kationische complex is minder efficiënt in het algemeen voor de toegang tot de Aza-Michael adducten dan de directe, oplosmiddelvrije toevoeging aan het neutrale complex, het maakt het mogelijk het gebruik van een breder scala van Amine nuclefielen. Na de bescherming van het amine van het Aza-Michael adduct als een tert-butylcarbamaat, wordt het dieen uit het ijzer-tricarbonylfragment na behandeling met cerium (IV) ammoniumnitraat gedecomplexeerd om derivaten te leveren van 6- aminocyclohepta-2, 4-dien-1-een. Deze producten kunnen dienen als voorlopers van diverse verbindingen die een zeven-ring carbocyclische ring. Omdat de demetallatie bescherming van het amine als carbamaat vereist, kan de Aza-Michael adducten van secundaire amines niet worden gedecomplexed met behulp van het hier beschreven protocol.
Structureel complexe amines die een carbocyclische ring met zeven ringen bevatten, komen vaak voor in een aantal biologisch actieve moleculen. Opmerkelijke voorbeelden zijn de tropane alkaloïden1 en verschillende leden van de Lycopodium2, daphniphyllum3, en monoterpenoid indool alkaloïde4 families. Echter, dergelijke verbindingen zijn vaak moeilijker te synthetiseren in vergelijking met verbindingen van vergelijkbare complexiteit met slechts vijf-of zes-ring ringen. Dus, we probeerden om een nieuwe weg te ontwikkelen naar dergelijke verbindingen door het hechten van diverse amine nuclefielen aan tropone5. Het resulterende adduct bevat verschillende functionele handvatten voor de daaropvolgende synthetische uitwerking op diverse complexe zeven-ringhoudende steigers die anders moeilijk toegankelijk zouden zijn.
Hoewel eerder werk met tropone6,7 suggereert dat het niet geschikt zou zijn voor een dergelijke transformatie, heeft het gerelateerde organomtaalcomplex tricarbonyl (tropone) Iron8 (1, Figuur 1) bewezen een veelzijdige synthetische bouwsteen die is gebruikt in de synthese van een aantal natuurlijke producten en complexe moleculen9,10,11,12,13. Bovendien is aangetoond dat de ongecomplexeerde dubbele binding van tricarbonyl (tropone) ijzer vergelijkbaar is met een α, β-onverzadigde keton in reacties met bijvoorbeeld dienes14,15, tetrazines16, nitril oxiden 17, diazoalkanen8,10en organokoper reagentia11. Zo hebben we ons voor ogen dat een Aza-Michael-reactie van tricarbonyl (tropone) ijzer een efficiënte toegang tot synthetisch waardevolle geamineerde tropone-derivaten zou bieden.
Eisenstadt had eerder gemeld dat, na protonatie van tricarbonyl (tropone) ijzer, het resulterende kationische complex 2 (Figuur 1) nucleofiele aanval door aniline of tert-Butylamine zou kunnen ondergaan om geamineerde derivaten te produceren van het ijzer complex tropone. 18 het synthetische potentieel van deze methode blijft echter ongerealiseerd. Er zijn inderdaad geen toevoegingen van andere amines gemeld en de demetallatie van deze producten is niet onderzocht in het verslag van Eisenstadt. We hebben dit protocol aangepast om de toevoeging van een breed scala aan amine nuclefielen aan te tonen.
We beschrijven ook een methode voor directe Aza-Michael toevoegingen aan tricarbonyl (tropone) ijzer (Figuur 2), die geen synthese van het kationische complex vereist en over het algemeen opbrengst in hogere opbrengsten in vergelijking met de eerder gerapporteerde methode. We rapporteren hierin ook een protocol voor de demetallatie van de resulterende adducts. Over het algemeen biedt dit protocol formele Aza-Michael-adducten van tropon in vier stappen van tropone (en drie stappen van het bekende ijzer complex).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. synthese van tricarbonyl (tropone) ijzer (1)19
2. synthese van tricarbonyl (5-ketocycloheptadienyl) ijzer tetrafluorboraat (2)21
3. synthese van Aza-Michael adduct 4: tricarbonyl [(2-4-5-h)-6-((2-phenylethyl) amino) cyclohepta-2, 4-dien-1-een] ijzer
4. synthese van tricarbonyl [(2-4-5-h)-6-(2-methylanilino) cyclohepta-2, 4-dien-1-een] ijzer (3)
5. bescherming van Amine 4 als een tert-butyl carbamaat
6. synthese van tert-butyl (6-oxocyclohepta-2, 4-dien-1-yl) (2-phenylethyl) carbamaat (6)
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle nieuwe verbindingen in deze studie werden gekenmerkt door 1H en 13C NMR spectroscopie en hoge resolutie massaspectrometrie. Eerder gemelde verbindingen werden gekenmerkt door 1H NMR spectroscopie. NMR-gegevens voor representatieve verbindingen worden in deze sectie beschreven.
De 1H NMR spectrum van tricarbonyl (tropone) ijzer wordt weergegeven in Figuur 3. De protonen van de η4-diene ligand geven aanleid...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Of het oplosmiddelvrije protocol met directe toevoeging aan tricarbonyl (tropone) ijzer (Figuur 2) of de indirecte methode met gebruikmaking van het overeenkomstige kationische complex als het elektrofiel (Figuur 1) moet worden gebruikt, hangt af van het amine gebruikte ondergrond. Over het algemeen is de directe additie methode de voorkeur omdat er minder stappen nodig zijn om de Aza-Michael adducten van tropon te genereren en de totale opbrengsten zij...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
De donoren van het American Chemical Society Petroleum Research Fund worden erkend ter ondersteuning van dit onderzoek. Wij erkennen de Lafayette College chemie afdeling en het Lafayette College EXCEL-geleerden programma voor financiële ondersteuning.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 10 g SNAP Ultra silica gel columns | Biotage | voor geautomatiseerde kolomchromatografie | |
| Azijnzuuranhydride | Fisher Scientific | A10-500 | |
| Aceton | Fisher Scientific | A-16S-20 | voor koelbaden |
| Acetonitril-D3 | Sigma Aldrich | 366544 | |
| Benzeen, watervrij, 99,8% | Sigma Aldrich | 401765 | |
| Biotage Isolera Prime | Biotage | ISO-PSF | voor geautomatiseerde chromatografie |
| Celite; 545 Filterhulp | Fisher Scientific | C212-500 | diatomeeënaarde |
| Cer(IV) ammoniumnitraat, ACS, 99+% | Alfa Aesar | 33254 | |
| Chloroform-D | Acros | 209561000 | |
| Di-tert-butyl dicarbonaat, 99% | Acros | 194670250 | |
| Ethylacetaat | Fisher Scientific | E145-4 | |
| Ethylalcohol, absoluut - 200 proof | Greenfield Global | 111000200PL05 | |
| Ethyleter watervrij | Fisher Scientific | E138-1 | |
| Hexaan | Fisher Scientific | H302-4 | |
| IJzer nonacarbonyl 99% | Strem | 26-2640 | luchtgevoelig, synoniem met di-ijzer nonacarbonyl |
| Magnesiumsulfaat | Fisher Scientific | M65-500 | |
| Methanol | EMD Millipore | MX0475-1 | |
| Methyleenchloride | Fisher Scientific | D37-4 | |
| MP alumina, Act. II-III volgens Brockmann | MP Biomedicals | 4691 | voor kolomchromatografie |
| O-toluidine 98% | Sigma Aldrich | 466190 | |
| Fenyletylamine 99% | Sigma Aldrich | 128945 | distilleer voor gebruik als niet kleurloos |
| Natriumbicarbonaat | Fisher Scientific | S233-500 | |
| Natriumcarbonaat watervrij | Fisher Scientific | S263-500 | |
| Natriumchloride | Fisher Scientific | S271-500 | opgelost in gedeïoniseerd water om een verzadigde waterige oplossing te bereiden |
| Natriumsulfaat watervrij | Fisher Scientific | S415-500 | |
| Sonicator | Branson | model 2510 | |
| Zwavelzuur | Fisher Scientific | A300C-212 | |
| Tetrafluorboorzuuroplossing, 48 wt.% | Sigma Aldrich | 207934 | waterige oplossing |
| TLC Aluminiumoxide 60 F254, neutraal | EMD Millipore | 1.05581.0001 | voor dunne-laagosmose |
| Tropone 97% | Alfa Aesar | L004730-06 | Lichtgevoelig |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.