Name: Synteza hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium do stosowania w procesie wytwarzania cyjanokarbenów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-09-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 27 s
Description: Poznaj syntezę hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium i ich reakcje z azydami w celu generowania cyjanokarbenów. Metoda obejmuje techniki obsługi związków wrażliwych na powietrze oraz protokoły bezpieczeństwa.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wdzięczne jest finansowanie tego projektu przez Fundusz Badań Naftowych Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego (52488-DNI1) oraz Uniwersytet Północnej Karoliny w Greensboro. Dziękujemy również dr Terry'emu Nile'owi (UNCG) za wypożyczenie nam odpowiedniego szkła do tych eksperymentów. Podziękowano również za konsultacje i montaż wideo przez Aarona Glancy'ego.

1. Synteza fenylu HIAT
<ol>
 <li>Wyposażyć suchą kolbę okrągłodenną o pojemności 100 ml w mieszadło magnetyczne i umieścić kolbę w atmosferze argonu. Zawiesić kolbę na stojaku i umieścić ją w kąpieli kriogenicznej z acetonitrylu i stałych granulek dwutlenku węgla. Uwaga: Kriogen powinien mieć temperaturę około -45 °C. </li>
 <li>Dodać 10 ml suchego dichlorometanu do zimnej kolby i pozostawić rozpuszczalnik do zrównoważenia do temperatury kriogenu. Uwaga: Nadmiar przestrzeni nad głową w kolbie jest ważny dla późniejszego dodania eteru dietylowego w celu wymuszenia wytrącania. </li>
 <li>Odważyć 0,35 g (1 ekwiwalent) triflatu cyjanofenyliodoniowego i szybko przenieść go do zimnej kolby. Uwaga: Ciała stałe powinny być dość nierozpuszczalne w tej temperaturze. </li>
 <li>Staruj masę pustej strzykawki, a następnie użyj jej, odważ 0,37 g (1 ekwiwalent) fenyloetynylotributyltyny.</li>
 <li>Wstrzyknąć fenyloetynylotributylocynę do zimnego roztworu. Uwaga: Rozpuszczenie ciał stałych wskazuje, że HIAT został utworzony. Przybliżony czas rozpuszczenia to 30 min. </li>
 <li>Dodać eter dietylowy i heksan, aby wymusić wytrącenie produktu. Uwaga: Jeżeli osad nie powstaje, odparować rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem i dodać mieszaninę eteru dietylowego i heksanu, aby wymusić wytrącanie HIAT.</li>
 <li>Wyposażyć kolbę próżniową w lejek Büchnera i wlać roztwór na lejek w celu filtracji.</li>
 <li>Zbierz ciała stałe i przechowuj w chłodzie w nieprzezroczystym pojemniku. </li>
</ol>
2. Synteza n-Pentyl HIAT
<ol>
 <li>Wyposażyć suchą kolbę okrągłodenną z trzema szyjkami o pojemności 250 ml w mieszadło magnetyczne i umieścić kolbę w atmosferze argonu. Zawiesić kolbę na stojaku i umieścić ją w kąpieli kriogenicznej z acetonitrylu i stałych granulek dwutlenku węgla. Uwaga: Kriogen powinien mieć temperaturę około -45 °C. </li>
 <li>Zamontuj aparat filtracyjny Schlenk na kolbie, aby filtracja mogła być przeprowadzona szybko i w niskiej temperaturze. Nasmaruj i zaciśnij razem każde złącze aparatu. Uwaga: System filtracji można zbudować na kilka sposobów, ale ważne jest, aby system miał zdolność do przepychania gazem obojętnym i ciągnięcia za pomocą podciśnienia przez szklany filtr. </li>
 <li>Dodać 10 ml suchego dichlorometanu do zimnej kolby i pozostawić rozpuszczalnik do zrównoważenia do temperatury kriogenu. Uwaga: Nadmiar przestrzeni nad głową w kolbie jest ważny dla późniejszego dodania heksanu w celu wymuszenia wytrącania.</li>
 <li>Odważyć 0,35 g (1 ekwiwalent) triflatu cyjanofenyliodoniowego i szybko przenieść go do zimnej kolby. Uwaga: Ciała stałe powinny być dość nierozpuszczalne w tej temperaturze. </li>
 <li>Ztaruj masę pustej strzykawki, a następnie użyj jej, odważ 0,44 g (1 ekwiwalent) heptyny tributylocyny.</li>
 <li>Wstrzyknąć heptynę tributylocyny do zimnego roztworu. Uwaga: Rozpuszczenie ciał stałych wskazuje, że HIAT został utworzony. Przybliżony czas rozpuszczenia to 30 min. </li>
 <li>Wstrzyknąć 75 ml heksanu do dodatkowej przestrzeni nad głową kolby w celu wytrącenia osadu. </li>
 <li>Umieścić kolbę zbiorczą pod próżnią. </li>
 <li>Odkręć urządzenie od podstawy i ostrożnie przechyl je, aby wylać roztwór na szklany filtr. Otwórz odkurzacz w kolbie zbiorczej, aby przeciągnąć płyn. Uwaga: Nie pozwól, aby podciśnienie wciągało powietrze do naczynia.</li>
 <li>Zdemontuj urządzenie i zeskrob ciała stałe z filtra po zakończeniu filtracji. Po usunięciu ciała stałego z filtratu jest on mniej wrażliwy na powietrze i temperaturę i może być przenoszony w stanie otwartym na powietrze. </li>
 <li>Zbierz ciała stałe i przechowuj w chłodzie w nieprzezroczystym pojemniku. </li>
</ol>
3. O-H Wprowadzanie cyjanokarbenów wykonanych z fenylu HIAT
<ol>
 <li>Wyposażyć suchą kolbę okrągłodenną o pojemności 50 ml w mieszadło magnetyczne i umieścić kolbę w atmosferze argonu. Zacisknąć kolbę na płytce mieszającej i wstrzyknąć do niej 20 ml suchego metanolu. </li>
 <li>Odważyć 0,300 g (1 ekwiwalent) wcześniej zsyntetyzowanego Phenyl HIAT i szybko dodać do kolby.</li>
 <li>Dodać 0,047 g (1 ekwiwalent) azydku sodu do kolby. Uwaga: Roztwór z czasem ciemnieje, a gazowy azot jest wytwarzany przez tworzenie cyjanokarbenu. </li>
 <li>Pozwól reakcji trwać tak długo, jak długo dochodzi do tworzenia się pęcherzyków. Orientacyjny czas realizacji to 20 min. </li>
 <li>Wystawić roztwór na działanie powietrza i odparować rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem. </li>
 <li>Dodać dichlorometan do pozostałej cieczy i przeprowadzić ekstrakcję wodną w celu usunięcia triflatu sodu. Zebrać fazy organiczne dichlorometanu i wysuszyć bezwodnym siarczanem sodu. </li>
 <li>Zdekantować roztwór i odparować pod zmniejszonym ciśnieniem. </li>
 <li>Przeprowadzić chromatografię kolumnową w celu oczyszczenia produktu z cyjanokarbenem. </li>
</ol>
4. Cyklopropanacja Reakcja cyjanokarbenu z użyciem fenylu HIAT
<ol>
 <li>Odważyć 0,125 g (1 ekwiwalent) azydku tetrabutyloamonu w komorze rękawicowej i umieścić w suchej kolbie okrągłodennej o pojemności 10 ml wyposażonej w mieszadło magnetyczne.</li>
 <li>Zakryć kolbę okrągłodenną o pojemności 10 ml zawierającą azydek tetrabutyloamonu, wyjąć ją ze schowka rękawicowego i umieścić na płytce mieszającej pod argonem za pomocą przewodu Schlenka. </li>
 <li>Dodać 1,0 ml styrenu do kolby i pozostawić kolbę do zamieszania. Uwaga: Azydek nie musi się rozpuszczać. </li>
 <li>Szybko dodać 0,200 g (1 ekwiwalent) Phenyl HIAT do tej zawiesiny i umieścić przegrodę z powrotem na kolbie podłączonej do linii Schlenka. Uwaga: Roztwór powinien natychmiast ciemniejeć i wytwarzać gazowy azot poprzez tworzenie cyjanokarbenu. </li>
 <li>Pozwól, aby reakcja trwała tak długo, jak długo dochodzi do tworzenia się pęcherzyków. Przybliżony czas realizacji to jedna minuta. </li>
 <li>Po zatrzymaniu się pęcherzyków wystawić roztwór na działanie powietrza i przeprowadzić chromatografię kolumnową w celu oczyszczenia produktu. </li>
</ol>

<ol><li>Hyatt, I. F. D., Meza-Aviña, M. E., Croatt, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alkynes+%26+Azides%3A+Not+Just+for+Click+Reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Synlett%22%5BJournal%5D)">Alkynes & Azides: Not Just for Click Reactions.</a> Synlett. 23 (20), 2869-2874 (2012).</li>
<li>Meza-Aviña, M. E., Patel, M. K., Lee, C. B., Dietz, T. J., Croatt, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+Formation+of+1%2C5-Substituted+Sulfonyl+Triazoles+Using+Acetylides+and+Sulfonyl+Azides%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+Letters%22%5BJournal%5D)">Selective Formation of 1,5-Substituted Sulfonyl Triazoles Using Acetylides and Sulfonyl Azides.</a> Organic Letters. 13 (12), 2984-2987 (2011).</li>
<li>Hyatt, I. F. D., Croatt, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactions+of+Hypervalent+Iodonium+Alkynyl+Triflates+with+Azides%3A+Generation+of+Cyanocarbenes%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Reactions of Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates with Azides: Generation of Cyanocarbenes.</a> Angewandte Chemie International Edition. 51 (30), 7511-7514 (2012).</li>
<li>Banert, K., Hagedorn, M., Wutke, J., Ecorchard, P., Schaarschmidt, D., Lang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elusive+ethynyl+azides%3A+trapping+by+1%2C3-dipolar+cycloaddition+and+decomposition+to+cyanocarbenes%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Elusive ethynyl azides: trapping by 1,3-dipolar cycloaddition and decomposition to cyanocarbenes.</a> Chemical Communications. 46 (23), 4058-4060 (2010).</li>
<li>Koumbis, A., Kyzas, C., Savva, A., Varvolis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+New+Alkynyl%28phenyl%29iodonium+Salts+and+Their+Use+in+the+Synthesis+of+Phenylsulfonyl+Indenes+and+Acetylenes%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Formation of New Alkynyl(phenyl)iodonium Salts and Their Use in the Synthesis of Phenylsulfonyl Indenes and Acetylenes.</a> Molecules. 10 (10), 1340-1350 (2005).</li>
<li>Banert, K., Arnold, R., Hagedorn, M., Thoss, P., Auer, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((1-Azido-1-Alkynes%3A+Synthesis+and+Spectroscopic+Characterization+of+Azidoacetylene%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">1-Azido-1-Alkynes: Synthesis and Spectroscopic Characterization of Azidoacetylene.</a> Angewandte Chemie International Edition. 51 (30), 7515-7518 (2012).</li>
<li>Zhdankin, V. V., Stang, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+of+Polyvalent+Iodine%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Chemistry of Polyvalent Iodine.</a> Chemical Reviews. 108 (12), 5299-5358 (2008).</li>
<li>Bräse, S., Banert, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBr%C3%A4se%2C+S+%22Organic+Azides+-+Syntheses+and+Applications%22">Organic Azides - Syntheses and Applications</a>. , John Wiley & Sons Ltd. West Sussex. (1002).</li>
<li>Stang, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alkynyl-+and+Alkenyl%28phenyl%29iodonium+Compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Alkynyl- and Alkenyl(phenyl)iodonium Compounds.</a> Angewandte Chemie International Edition. 31 (3), 274-285 (2003).</li>
<li>Hembre, R. T., Scott, C. P., Norton, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conversion+of+olefins+to+ditriflates+by+%CE%BC-oxobis%5B%28trifluoromethanesulfonato%29%28phenyl%29iodine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Organic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Conversion of olefins to ditriflates by μ-oxobis[(trifluoromethanesulfonato)(phenyl)iodine.</a> Journal of Organic Chemistry. 52 (16), 3650-3654 (1987).</li>
<li>Stang, P. J., Surber, B. W., Chen, Z., Roberts, K. A., Anderson, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acetylenic+Esters.+Preparation+and+Mechanism+of+Formation+of+Alkynyl+Tosylates+and+Mesylates+via+Tricoordinate+Iodonium+Species%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Acetylenic Esters. Preparation and Mechanism of Formation of Alkynyl Tosylates and Mesylates via Tricoordinate Iodonium Species.</a> Journal of the American Chemical Society. 109 (1), 228-235 (1987).</li>
<li>Zhdankin, V. V., Crittell, C. M., Stang, P. J., Zefirov, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+general+approach+to+unsymmetrical+tricoordinate+iodinanes%3A+Single+step+preparation+of+mixed+iodosobenzene+sulfonates+Phl%28X%29OSO2R%2C+via+reaction+of+iodosobenzene+with+Me3SiX%5BTitle%5D)+AND+%22Tetrahedron+Letters%22%5BJournal%5D)">A general approach to unsymmetrical tricoordinate iodinanes: Single step preparation of mixed iodosobenzene sulfonates Phl(X)OSO2R, via reaction of iodosobenzene with Me3SiX.</a> Tetrahedron Letters. 31 (34), 4821-4824 (1990).</li>
<li>Lee, H., Jung, Y., Yoon, Y., Kim, B. G., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angularly+Fused+Triquinanes+from+Linear+Substrates+through+Trimethylenemethane+Diyl+%5B2+%2B+3%5D+Cycloaddition+Reaction%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+Letters%22%5BJournal%5D)">Angularly Fused Triquinanes from Linear Substrates through Trimethylenemethane Diyl [2 + 3] Cycloaddition Reaction.</a> Organic Letters. 12 (11), 2672-2674 (2010).</li>
<li>Beauchard, A., Phillips, V. A., Lloyd, M. D., Threadgill, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+2-%284-carboxybutenyl%29-+and+2-%284-carboxybutynyl%29-cyclopentene-1-carboxamides%5BTitle%5D)+AND+%22Tetrahedron%22%5BJournal%5D)">Synthesis of 2-(4-carboxybutenyl)- and 2-(4-carboxybutynyl)-cyclopentene-1-carboxamides.</a> Tetrahedron. 65 (39), 8176-8184 (2009).</li>
<li>Kitamura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Alternative+Synthesis+of+Alkynyl%28phenyl%29iodonium+Triflates+Using+%28Diacetoxyiodo%29benzene+and+Alkynylsilanes%5BTitle%5D)+AND+%22Synthesis%22%5BJournal%5D)">An Alternative Synthesis of Alkynyl(phenyl)iodonium Triflates Using (Diacetoxyiodo)benzene and Alkynylsilanes.</a> Synthesis. 10, 1416(1998).</li>
<li>Bouma, M. J., Olofsson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((General+One-Pot+Synthesis+of+Alkynyliodonium+Salts+and+Alkynyl+Benziodoxolones+from+Aryl+Iodides%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+A+European+Journal%22%5BJournal%5D)">General One-Pot Synthesis of Alkynyliodonium Salts and Alkynyl Benziodoxolones from Aryl Iodides.</a> Chemistry A European Journal. 18, 14242(2012).</li>
<li>Williamson, B. L., Stang, P. J., Preparation Arif, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Structure%2C+and+Diels-Alder+Cycloaddition+Chemistry+of+%CE%B2-Functionalized+Alkynyl%28phenyl%29iodonium+Salts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Molecular Structure, and Diels-Alder Cycloaddition Chemistry of β-Functionalized Alkynyl(phenyl)iodonium Salts.</a> Journal of the American Chemical Society. 115 (7), 2590-2597 (1993).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Powstają hiperwalentne triflaty alkinylowe jodonium lub HIAT i mogą reagować ze źródłami azydku, tworząc cyjanokarny. Bardzo ważne jest, aby podjąć wszelkie niezbędne środki ostrożności, ponieważ wiele odczynników i półproduktów pokazanych w tym filmie jest potencjalnie wybuchowych i wysoce toksycznych. Chociaż wysoki poziom reaktywności może być niebezpieczny, jeśli jest źle przygotowany, w tym filmie pokazano, że nieodłączną reaktywność związków można wykorzystać poprzez wychwytywanie cyjanokaberenów w różnych reakcj...

Ciągła ewolucja chemii organicznej opiera się na projektowaniu i opracowywaniu nowych reakcji. W szczególności odkrycie nowych reakcji, które umożliwiają niewyobrażalne wcześniej drogi syntezy, ma ogromne znaczenie. W tym celu nasza grupa chciała przekształcić dwa atomy węgla alkinu i azot azydku w cyjanokarben. 1 Ta wcześniej nieznana transformacja pozwoliłaby na znaczny wzrost złożoności molekularnej, ponieważ reaktywny cyjanokarben szybko reagowałby dalej. Początkowo starano się użyć alkinu nukleofilowego i azydku elektrofilowego, ale w tym przypadku triazole zostały skutecznie utworzone, w przeciwieństwie do cyjanokaberenów. 2 Stosując podejście umpolungowe, druga metoda wykorzystuje elektrofilowy alkin i azydek nukleofilowy, a produkty powstające w reakcjach cyjanokarbenu na szczęście powstają w tym przypadku. 3 Istnieje wiele źródeł azydku nukleofilowego, jednak alkiny elektrofilowe są znacznie mniej powszechne. Grupa Klausa Banerta wcześniej zgłosiła dowód słuszności koncepcji tej reakcji przy użyciu chlorku alkinylu, ale nasza grupa i grupa Banerta niezależnie i równocześnie ustaliły, że hiperwalentne triflaty alkinylowe jodonium (HIAT) są znacznie lepszymi elektrofilami ze względu na stabilność i reaktywność. 3,6 Opisujemy tutaj syntezę, izolację i reakcję tych HIAT z azydkami do powstania i reakcji in situ jako cyjanokarbenów.
Przed przystąpieniem do tych eksperymentów należy rozważyć kilka środków ostrożności. Niektóre hiperwalentne triflaty alkinylowe jodonium są niestabilne i rozkładają się, czasami gwałtownie, pod wpływem powietrza i światła. 7 Aby wytworzyć półprodukt cyjanokarbenu, procedura wymaga użycia źródeł azydku. Azydki są wybuchowe i wysoce toksyczne. 8 Podczas pracy z tymi materiałami należy nosić odpowiednie środki ochrony osobistej, zwłaszcza cynoorganiczne, a wszelkie manipulacje odczynnikami powinny odbywać się w odpowiednio wentylowanych okapach. Cyjanokarben jest silnym i niestabilnym reaktywnym produktem pośrednim. Należy uważać, aby początkowo przeprowadzać eksperymenty na małą skalę, aby można było kontrolować wydzielanie się azotu gazowego i nigdy nie przeprowadzać tych reakcji w układach zamkniętych. Jeśli pożądane jest zwiększenie skali reakcji, zdecydowanie zalecamy użycie osłony bezpieczeństwa.
Synteza wielu HIATów została wcześniej opublikowana, w tym użycie odczynnika9,10 Zefirowa i odczynnika Kosera,9,11, jednak ten film będzie używał odczynnika triflatowego cyjanofenyliodoniowego9,12 (Rysunek 1). Triflate cyjanofenyliodonium zsyntetyzowano na podstawie wcześniej opisanego preparatu literaturowego. 13 Odczynnik reaguje z alkinami modyfikowanymi cyną trialkilową14, tworząc pożądany produkt. Po zsyntetyzowaniu i wyizolowaniu HIAT można go reagować z azydkiem, tworząc reaktywny produkt pośredni cyjanokarbenu (ryc. 2). Istnieje kilka innych metod, które można zastosować do syntezy alkinów jodonium, takich jak użycie alkinylosilanów15 i alkinylo-boronów16, ale metoda przedstawiona w filmie została wybrana, ponieważ z naszego doświadczenia wynika, że miała lepszą wydajność i wydajność.
Nasz proponowany mechanizm3,5 (Rysunek 3) dla tej reakcji polega na dodaniu źródła azydku do β-węgla alkinu, tworząc w ten sposób jodo-ylidek, który rozkłada się na jodobenzen i karben winylidenu. Karben winylidenu może następnie ulec przegrupowaniu 1,2 poprzez migrację grupy R lub azydku, aby uzyskać azydek alkinylu. Azydek alkinylu następnie wytłacza diazot, tworząc cyjanokarben, który może reagować z substratem. Należy zauważyć, że w zależności od warunków może dojść do powstania hiperwalentnego gatunku alkenylotriflatu jodonium. Produkt uboczny jest preferowany w niższych temperaturach w rozpuszczalnikach protonowych, gdzie protonowanie jodo-ylidu jest szybsze niż przegrupowanie do azydku alkinylowego. Innym możliwym produktem, który zachodzi podczas reakcji insercji O-H, jest eter winylowy, w którym karben winylidenu jest uwięziony, zanim dojdzie do przegrupowania do azydku alkinylu. Skłonność do tworzenia tego eteru winylowego jest określana przez grupę R. 
Jedną z głównych zalet tej reakcji jest to, że po reakcji karbenu, otrzymana grupa nitrylowa jest wygodnym uchwytem do dalszej funkcjonalizacji. Za pomocą tej metody można wyobrazić sobie wiele syntonów i różne produkty mogą być formowane z tych samych substratów. Konieczne jest kontrolowanie mieszaniny produktów za pomocą temperatury, stężenia i grupy R alkinu. 3 Dzięki odpowiedniemu wglądowi w zachowanie cyjanokarbenów, metoda ta okazuje się realnym sposobem na szybkie zwiększenie złożoności chemicznej w celu utworzenia docelowej cząsteczki. Przykłady reakcji cyjanokarbenu obejmują insercję OH, w której nukleofilowy atom tlenu alkoholu atakuje karben, a następnie następuje transfer protonów, kompleksowanie dimetylosulfotlenku, w którym karben łączy się z atomem siarki, oraz cyklopropanację, w której karben reaguje z alkenem.

<table><tbody><tr><td colspan="4"><silny>odczynnik</td></tr> <tr><td>acetylen fenylowy</td><td>Acros</td><td>AC152461000</td><td></td></tr><tr><td>chlorek tri-n-butylocyny</td><td>Acros</td><td>139351000</td><td></td></tr><tr><td>Bis(trimetylosililo)amid litu</td><td>Acros</td><td>347701000</td><td></td></tr><tr><td>Dioctan jodobenzenu</td><td>Acros</td><td>176560250</td><td></td></tr><tr><td>Cyjanek trimetylosililu</td><td>Aldrich</td><td>212849</td><td>Ekstremalnie toksyczny. Z tą substancją chemiczną należy obchodzić się tylko w odpowiednio wentylowanym kapturze z zachowaniem szczególnej ostrożności.</td></tr><tr><td>Triflat trimetylosililowy</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12535</td><td></td></tr><tr><td>Azydek sodu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8032</td><td>Wrażliwy na wstrząsy.</td></tr><tr><td>Azydek tetrabutyloamonu</td><td>Aldrich</td><td>651664</td><td>Jeśli to możliwe, przechowywać i obchodzić się w schowku rękawicowym ze względu na ten związek" s higroskopijny charakter.</td></tr><tr><td>1-Heptyne</td><td>Acros</td><td>223460250</td><td></td></tr><tr><td>Styrene</td><td>Aldrich</td><td>240869</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td colspan="4">Materiał</td></tr><tr><td>Parownik obrotowy (Hei-VAP)</td><td>Heidolph</td><td>517-61000-01-0</td><td></td></tr><tr><td>Schowek rękawicowy</td><td>MBRAUN</td><td>UL-018</td><td></td></tr></tbody></table>

synteza hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium do stosowania w procesie wytwarzania cyjanokarbenów

Synthesis of Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates for the Application of Generating Cyanocarbenes

Procedury opisane w tym artykule obejmują syntezę i izolację hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonii (HIAT) oraz ich późniejsze reakcje z azydkami w celu utworzenia produktów pośrednich cyjanokabanu. Synteza hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium może być łatwa, ale trudności wynikają z ich izolacji i reaktywności. W szczególności konieczność stosowania filtracji w atmosferze obojętnej w temperaturze -45 °C dla niektórych HIAT wymaga specjalnej ostrożności i sprzętu. Po wyizolowaniu związki mogą być przechowywane i wykorzystywane w reakcjach z azydkami w celu wytworzenia produktów pośrednich cyjanokarbenu. 
Dowodem na powstawanie cyjanokarbenu jest widoczna ekstruzja diazotu, jak również charakterystyka produktów powstających w wyniku insercji O-H, kompleksowania sulfotlenku i cyklopropanacji. Reakcją uboczną powstawania cyjanokarbenu jest wytwarzanie karbenu winylidenu i omówiono warunki kontroli tego procesu. Istnieje również potencjał do tworzenia hiperwalencyjnego triflatu alkenylowego jodonium oraz zapewnione są środki izolacji i kontroli jego wytwarzania. Reakcja insercji O-H polega na użyciu HIAT, azydku sodu lub azydku tetrabutyloamonu i metanolu jako rozpuszczalnika/substratu. W reakcji kompleksowania sulfotlenku wykorzystuje się HIAT, azydek sodu lub azydek tetrabutyloamoniowy i dimetylosulfotlenek jako rozpuszczalnik. Cyklopropanacje mogą być przeprowadzane z użyciem rozpuszczalnika lub bez niego. Źródłem azydku musi być azydek tetrabutyloamonu, a pokazanym substratem jest styren.

Rysunek 1 przedstawia syntezę HIAT przy użyciu triflanu alkynylocyjanofenyliodoniowego. HIAT może być następnie wykorzystany do generowania cyjanokarbenów, które ulegną insercji O-H lub cyklopropanowaniu. Reakcja insercji O-H z użyciem fenylowego HIAT prowadzi do powstania 2-metoksy-2-fenyloacetonitrylu z wydajnością do 75%. Reakcja cyklopropanowania z użyciem fenylowego HIAT prowadzi do powstania 1,2-dyfenylocyklopropanokarbinitrylu z wydajnością do 61%. Choć nie pokazano tego na filmie, w przypadku rea...

Tutaj opisano syntezę, izolację i reakcje hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium (HIAT) z azydkami w celu wytworzenia cyjanokarbenów. Procedury będą obejmowały techniki wrażliwe na powietrze i kriogeniczne, w tym zimną filtrację w atmosferze obojętnej. Omówione zostanie również postępowanie z syntetyzowanymi związkami i ich bezpieczeństwo.

Synteza hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium do stosowania w procesie wytwarzania cyjanokarbenów

The procedures described in this article involve the synthesis and isolation of hypervalent iodonium alkynyl triflates (HIATs) and their subsequent ...

Ogólnym celem tego filmu jest pokazanie, jak zsyntetyzować hiperwalentny odium al Kindal tri fate, a następnie wykorzystać je w kolejnych reakcjach z azydkami w celu wytworzenia cyjanu lub węglowodanów, kontroli selektywności produktu. Omówiono również przechowywanie, obsługę i bezpieczeństwo. Akronim Hiat będzie używany w odniesieniu do hiper rozwijającego się Odium al Kindal tri fate.W pozostałej części filmu synteza wielu Hyattów została wcześniej opublikowana. Kilka metod syntezy hi obejmuje użycie odczynnika zephyros i odczynnika ER. Jednak ten film będzie używał bardziej reaktywnego Sano Phenyl odium tri fate Sano Phenyl Odium.Tri fate można zsyntetyzować z przedstawionego preparatu literaturowego, odczynnik reaguje ze zmodyfikowanymi alkinami Triky 10, tworząc pożądany produkt. Po zsyntetyzowaniu hi można go reagować z azydkiem, tworząc reaktywny półprodukt sano carbine. Karabinek Sano jest uwięziony w rozpuszczalniku, a dwa przykłady tego procesu pokazano na tym filmie.Proponowany przez nas mechanizm substytucji polega na dodaniu źródła azydu do węgla beta alkinu, tworząc w ten sposób I Oto iid, który rozkłada się na I oto benzen, oraz waniliowy Dine Carine. Wanilia de Carine może następnie przejść rearanżację jeden podwójny poprzez migrację grupy R lub azydku, aby uzyskać azydek Al Kindal. Następnie azydek Al Kindal wytłacza diazot, tworząc karabinek ano, który może reagować z substratem.Należy zauważyć, że w zależności od warunków może dojść do powstania walentnego gatunku odium aquino trilight. Produkt uboczny jest preferowany w niskich temperaturach w rozpuszczalnikach produktów, gdzie protonowanie I oto ILI jest szybsze niż przegrupowanie do azydku kinalnego. Innym możliwym produktem, który zachodzi podczas reakcji insercji oh, jest eter winylowy, w którym wanilia de carine jest uwięziona, zanim dojdzie do przegrupowania do zymu Al Kindal.Skłonność do tworzenia tego eteru winylowego jest określana przez grupę R. Przykłady reakcji karabinka Sano obejmują insercję O, w której sojusznik nukleo tlenu atakuje karynę, a następnie następuje transfer protonów. Kompleksowanie dimetylosulfotlenku, w którym Carine reaguje z atomem siarki i propagacja cyklo, w której karabinek reaguje z aine.W tej procedurze nauczysz się, jak zsyntetyzować i wyizolować dwa różne walentne, odium Kinal trit. Przed przystąpieniem do tych eksperymentów należy wziąć pod uwagę kilka środków ostrożności. Niektóre nadzwyczaj wartościowe odium w kanałach są niestabilne i czasami gwałtownie rozkładają się pod wpływem powietrza i światła.Związki zsyntetyzowane w tym filmie są umiarkowanie stabilne i nigdy nie zaobserwowano wybuchowego rozkładu, który tworzyłby cyto węglowodany. Procedury wymagają użycia źródeł azi. Azi są wybuchowe i wysoce toksyczne.Podczas pracy z tymi materiałami należy nosić odpowiednie środki ochrony osobistej, a wszelkie manipulacje odczynnikiem powinny odbywać się w odpowiednio wentylowanych okapach. W tym filmie zostaną zsyntetyzowane dwa trójki walentnego odium al Kindal, aby pokazać różnicę w izolacji, technice i stabilności. Po zsyntetyzowaniu można go użyć do wygenerowania karabinka sano.Karabinek Sano to mocny, niestabilny, reaktywny półprodukt. Początkowo wszystkie reakcje sano carbine należy wykonywać na małą skalę, aby można było kontrolować wydzielanie się azotu. Mieszaninę produktów można zmieniać, zmieniając stężenie temperatury i grupę R alkinu.Karabinek Sano to potężny hon, który może być używany do generowania złożoności chemicznej dla docelowej cząsteczki. Suchą kolbę okrągłodenną o pojemności 100 mililitrów, wyposażoną w mieszadło magnetyczne, przygotowano pod gazem argonowym, zaciśnięto na stojaku i umieszczono w kąpieli kriogenicznej z granulek acetylu nitrylu i stałego dwutlenku węgla. Kriogen powinien mieć około minus 45 stopni Celsjusza.Następnie do zimnej kolby dodano 10 mililitrów suchego metanu di chloral, a rozpuszczalnik pozostawiono do zrównoważenia z temperaturą kriogenu. 0,35 grama trilight Sano Phenyl Odium odważono i szybko przeniesiono do zimnej kolby. Roztwór powinien być dość nierozpuszczalny w tej temperaturze.Pustą strzykawkę zważono, a następnie wciągnięto do strzykawki rozdartą tributylocynę, acetylen z kopru włoskiego i zważono do masy 0,37 grama. Tributylocyna fenyloacetylen została następnie wstrzyknięta do zimnego roztworu, a z czasem ciała stałe rozpuściły się. Rozwiązanie było wskazówką, że Hyatt został utworzony.Metan dichloralu był następnie usuwany pod zmniejszonym ciśnieniem za pomocą parownika obrotowego lub rotovap. Heksan został następnie dodany do reakcji na wymuszone wytrącanie produktu. Jeśli osad się nie utworzy, odparuj rozpuszczalnik, a następnie dodaj eter dathyl i heksan, aby wymusić wytrącanie hi.Zmontowano kolbę próżniową wyposażoną w lejek buchnera i wlano do niej roztwór. Do filtracji ciało stałe można przemyć eterem Dathyl. Pobrane ciało stałe jest wrażliwe na światło i powinno być przechowywane w pojemniku OPA.Dla porównania, koper włoski, Hyatt został pozostawiony w bezpośrednim świetle słonecznym i wyraźnie widać, że strona najbardziej wystawiona na działanie światła zmieniła teraz kolor. Próbkę umieszczono w lodówce do wykorzystania w przyszłości. Ta procedura pokaże syntezę czopika Hyatt.Główna różnica w stosunku do syntezy Nel Hyatt polega na tym, że filtracja musi być przeprowadzana w zimnej atmosferze i w obojętnej atmosferze. Suchą kolbę okrągłodenną o pojemności 250 mililitrów z trzema szyjkami, wyposażoną w mieszadło magnetyczne, przygotowano pod gazem argonowym, zaciśnięto na stojaku pierścieniowym i umieszczono w kąpieli kriogenicznej z acetylonitrylu i stałych granulek dwutlenku węgla. Kriogen powinien mieć około minus 45 stopni Celsjusza.Kolba została następnie wyposażona w aparat do filtracji slink, dzięki czemu filtracja może być przeprowadzona szybko i w niskich temperaturach. Każde złącze zostało nasmarowane i zaciśnięte Aby zapewnić bezpieczeństwo, system filtracji można zbudować na kilka sposobów, ale ważne jest, aby system miał zdolność do przepychania się z gazem obojętnym i ciągnięcia z podciśnieniem przez szklany filtr. Następnie do zimnej kolby dodano 10 mililitrów suchego metanu di chloral, a rozpuszczalnik pozostawiono do zrównoważenia do temperatury kriogenu.Nadmiar miejsca nad głową w kolbie jest ważny dla późniejszego dodania heksanu w celu wymuszenia wytrącenia. 0,35 grama Sano phenyl odium trilight odważono i szybko przeniesiono do zimnej kolby. Roztwór powinien być dość nierozpuszczalny w tej temperaturze.Peptyd tributylocyny został następnie wstrzyknięty do zimnego roztworu, a z czasem ciała stałe w roztworze uległy rozpuszczeniu. Rozpad był wskazówką, że Hyatt został sformowany do dodatkowej przestrzeni nad głową. Wstrzykuje się 75 mililitrów heksanu i tworzy się osad.Kolbę pobraną umieszczono następnie pod próżnią. Zaleca się noszenie rękawicy skórzanej lub kriogennej podczas wykonywania filtracji. Cała aparatura została następnie zaciśnięta i ostrożnie przechylona, aby wylać roztwór na szklany filtr.Próżnia w kolbie zbiorczej była następnie otwierana, aby przeciągnąć ciecz. Nie pozwól, aby podciśnienie wciągało powietrze do naczynia. Po zakończeniu filtracji aparat jest demontowany, a ciało stałe jest zeskrobywane z filtra.Pobrane ciało stałe jest wrażliwe na światło i powinno być przechowywane w pojemniku OPA. Próbkę umieszczono w lodówce do wykorzystania w przyszłości. Poniższa procedura pokazuje, w jaki sposób Hyatts może być używany do generowania produktów z karabinka ano.Sucha kolba okrągłodenna o pojemności 50 mililitrów, wyposażona w mieszadło magnetyczne i korek, została zaciśnięta na płytce mieszającej i umieszczona pod argonem. Do kolby dodano 20 mililitrów suchego metanolu, a następnie 0,3 grama wcześniej zsyntetyzowanego hiu fenylowego do tego roztworu. Szybko dodano 47 miligramów azydku sodu i przegrodę umieszczono z powrotem na kolbie.Po około dwóch minutach można zaobserwować wydzielanie się azotu. Reakcję pozostawiono tak długo, jak długo występowało tworzenie się pęcherzyków. Po ustaniu pęcherzyków roztwór wystawiono na działanie powietrza i odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem za pomocą rotovap di chloral.Następnie do pozostałej cieczy dodano metan i przeprowadzono ekstrakcję wodną w celu usunięcia trilosu sodu. Fazy organiczne metanu di chloralu zebrano i wysuszono bezwodnym siarczanem sodu. Roztwór zdekantowano i odparowano.Również na tym etapie możliwe jest przeprowadzenie chromatografii kolumnowej w celu oczyszczenia. Zawiesinę krzemionkową przygotowuje się z heksanem i wlewa do kolumny. Nadmiar rozpuszczalnika jest spuszczany.Na żel krzemionkowy wylewa się piasek i dodaje mieszaninę produktów. Procedura kompleksowania dimetylosulfotlenku jest bardzo podobna do procedury wprowadzania OH i dlatego nie jest opisana. Należy również zauważyć, że azydek sodu jest stosowany tylko wtedy, gdy wybrany rozpuszczalnik może go rozpuścić.Azydek tetrabutyloamonu jest stosowany w przypadkach, gdy azydek sodu jest nierozpuszczalny, jak zostanie to pokazane w reakcji Sano carbine z propagacją cyklo. Procedura reakcji na karabinek Sano w kraju cyklo różni się od innych reakcji z karabinkiem sano, głównie w użyciu azydku tetrabutyloamonu, co jest konieczne ze względu na warunki niepolarne ze względu na wysoki udział brutto azydku tetrabutyloamonu. Reakcje te są zwykle przeprowadzane w schowku rękawicowym.Aby pokazać właściwości higroskopijne azydku tetrabutyloamonu, związek ten wylano z fiolki zawierającej atmosferę azotu na szkiełko zegarka. Związek szybko wchłania wodę z powietrza i przykleja się do szkła, aby rozpocząć reakcję. 0,125 grama azydku tetrabutyloamonu zważono w komorze rękawicowej i umieszczono w suchej 10-mililitrowej kolbie okrągłodennej wyposażonej w mieszadło magnetyczne.Kolba okrągłodenna o pojemności 10 mililitrów, zawierająca azydek tetrabutyloamonu, została zakryta, wyjęta ze schowka na rękawiczki i umieszczona pod argonem za pomocą trzpienia. Następnie do kolby dodano jeden mililitr styrenu i pozostawiono do wymieszania Azyd nie musi rozpuszczać się w tej zawiesinie. Szybko dodano 0,2 grama skrzypiec Hyatt i przegrodę umieszczono z powrotem na kolbie.Natychmiast roztwór zaczął ciemnieć, a formacja karabinka Sano wytworzyła gazowy azot. Reakcję pozostawiono tak długo, jak długo występowało tworzenie się pęcherzyków. Po zatrzymaniu pęcherzyków roztwór można wystawić na działanie powietrza i przeprowadzić chromatografię kolumnową w celu oczyszczenia produktu.Po obejrzeniu tego filmu powinieneś być z syntezą alkinu hiper odium, tri lates i jak można je reagować z azis. Do generowania karabinka Sano. Prosimy o podjęcie określonych środków ostrożności podczas wykonywania tych eksperymentów.Podsumowując, alkin jest przekształcany w triplate hyper odium al Kindal, który jest następnie wykorzystywany do generowania karabinka Sano. Karabinek Sano jest następnie używany w reakcjach insercji i krajach cyklopropowych.

synthesis-hypervalent-iodonium-alkynyl-triflates-for-application

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Synteza hiperwalencyjnych związków jodoniowych alkinylotriflatów w celu wygenerowania cyjanokarbenów

Opisano protokół diastereoselektywnego jednogarnkowego przygotowania cis-N-Ts-jodoazyrydyn. Wykazano wytwarzanie dijodometyllitu, dodawanie do N-T aldimin i cyklizację aminokwasu pośredniego z dijodydem kaminu i jodozyrydyn. Dołączony jest również protokół szybkiej i ilościowej oceny najodpowiedniejszej fazy stacjonarnej do oczyszczania za pomocą chromatografii.

Synteza i oczyszczanie jodoazyrydyn polegające na ilościowym doborze optymalnej fazy stacjonarnej do chromatografii

Celem tego manuskryptu jest zademonstrowanie prostej metody przygotowania ynonów z materiałów wyjściowych chlorku acylu i soli alkinylotrifluoroboranu potasu. Reakcja jednogarnkowa przebiega szybko w obecności trójchlorku boru bez wykluczenia powietrza i wilgoci.

Bezmetalowa synteza ynonów z chlorków acylu i soli alkinylotrifluoroboranu potasu

Przedstawiono operacyjnie prostą  procedurę syntezy orto-trifluorometoksylowanych pochodnych aniliny poprzez dwuetapową sekwencję O-trifluorometylacji N-arylo-N-hydroksyacetamidu, po której następuje termicznie indukowana wewnątrzcząsteczkowa migracjaOCF 3.

Protokół syntezy orto-trifluorometoksylowanych pochodnych aniliny

Dwucykliczne jony azyrydynowe, takie jak 1-azoniabicyclo[4.1.0]tosylan heptanu, zostały wygenerowane z 2-[4-tolenesulfonyloxybutyl]azirydyny, która została wykorzystana do przygotowania podstawionych piperydyn i azepanów poprzez regio- i stereospecyficzne rozszerzanie pierścienia z różnymi nukleofilami. Ten wysoce wydajny protokół pozwolił nam przygotować różnorodne azaheterocykle, w tym produkty naturalne, takie jak fagomina, analog febryfuginy i balanol.

Otrzymywanie stabilnych dwucyklicznych jonów azyrydynowych i ich otwieranie pierścieni do syntezy azaheterocykli

Opisano dwuetapowy, jednoetapowy protokół dotyczący eliminacji enolanów ketonowych do gatunków enolonu i dodania nukleofilu do pozycji α. Nukleofile obejmują chlorki, azydki, azole, allil-silany i związki aromatyczne.

Dwuetapowy protokół funkcjonalizacji ketonów metodą Umpolung za pośrednictwem gatunków enolonu

Ten protokół opisuje przygotowanie lantanowców pierwiastkowych w atmosferze obojętnej i ich zastosowanie w selektywnym procesie aktywacji C-F z udziałem trifluorometylowanych benzofulwenów.

Zastosowanie lantanowców elementarnych w selektywnej aktywacji C-F trifluorometylowanych benzofulwenów zapewniających dostęp do różnych difluoroalkenów

Tutaj przedstawiono szczegółowe protokoły utleniania końcowych alkinów za pomocą odczynników hiperwalencyjno-jodowych, które chemoselektywnie dostarczają 1-jodoalkinów, 1,2-dijodoalkenów i 1,1,2-trijodoalkenów.

Chemoselektywne otrzymywanie 1-jodoalkinów, 1,2-dijodoalkenów i 1,1,2-trijodoalkenów na podstawie oksydacyjnego jodowania końcowych alkinów

Opisujemy protokół fotogeneracji N-heterocyklicznych karbenów (NHC) za pomocą promieniowania UV systemu soli 2-izopropylotioksantonu/imidazolu tetrafenyloboranu. Zaproponowano metody charakterystyki uwolnionej przez zdjęcie NHC i wyjaśnienia mechanizmu fotochemicznego. Protokoły metatezy z otwarciem pierścienia, fotopolimeryzacji w roztworze i miniemulsji ilustrują potencjał tego 2-składnikowego systemu fotogenerującego NHC.

Fotogeneracja N-heterocyklicznych karbenów: zastosowanie w fotoindukowanej polimeryzacji metatezy z otwarciem pierścienia

Prezentujemy protokoły izolacji stabilnych heterocyklicznych karbenów. Syntezę cyklicznego (alkilo)(amino)karbenu (CAAC) i N-heterocyklicznego karbenu (NHC) demonstruje się za pomocą kaniul filtracyjnych i techniki Schlenka. Ponadto przedstawiamy syntezę pokrewnego, wrażliwego na tlen, bogatego w elektrony mieszanego "dimeru Wanzlicka" i zredukowanego stabilnego rodnika organicznego.

Izolowanie wolnych karbenów, ich mieszanych dimerów i rodników organicznych

Czujniki fluorescencji są potężnymi narzędziami w naukach przyrodniczych. W tym miejscu opisujemy metodologię syntezy i wykorzystania czujników fluorescencyjnych na bazie dendrymerów do pomiaru pH w żywych komórkach i in vivo. Rusztowanie dendrytyczne wzmacnia właściwości sprzężonych barwników fluorescencyjnych, co prowadzi do poprawy właściwości wykrywania.

Synteza, dostarczanie komórkowe i zastosowanie in vivo czujników pH na bazie dendrymerów

Poznaj syntezę hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium i ich reakcje z azydami w celu generowania cyjanokarbenów. Metoda obejmuje techniki obsługi związków wrażliwych na powietrze oraz protokoły bezpieczeństwa.

Synteza hiperwalentnych triflatów alkinylowych jodonium do stosowania w procesie wytwarzania cyjanokarbenów

Przeglądaj więcej filmów