Wysoce stereoselektywna synteza 1,6-ketoestrów za pośrednictwem cieczy jonowych: trójskładnikowa reakcja umożliwiająca szybki dostęp do nowej klasy żelatorów o niskiej masie cząsteczkowej

Ogólnym celem niniejszej procedury jest zilustrowanie, w jaki sposób ciecze jonowe mogą być wykorzystane jako prekursory N-heterocyklicznych karbenów (NHC) w trójskładnikowej syntezie ketoestrów sześcioczłonowych, nowej klasy żeli o niskiej masie cząsteczkowej. W dalszej części opieramy się na złożonych cząsteczkach obecnych w naszym codziennym życiu – od farmaceutyków po nowe materiały.

Aby odkryć nowe cechy molekularne, konieczne jest rozszerzenie zestawu narzędzi syntetycznych. Główną zaletą techniki, której nauczysz się dzisiaj, jest to, że pozwala ona na szybkie i niedrogie projektowanie nowych materiałów o pożądanej funkcji z łatwo dostępnych materiałów wyjściowych, takich jak ciecze jonowe, ketony, jodki i alkohole. Generalnie ciecze jonowe są uważane za słabe prekatalizatory.

Niemniej jednak ciecze jonowe mają wiele zalet, takich jak cena i dostępność. Przedstawiono tutaj reakcję, w której ciecze żelazowe wykazują większą selektywność i wyższą wydajność niż konwencjonalne prekatalizatory NHC. Aby rozpocząć, osusz octan etylu trymetylosulfoniowy lub emac w kolbie okrągłodennej za pomocą ewaporatora rotacyjnego przy ciśnieniu 10 mbar i temperaturze 40 °C przez jedną godzinę.

Następnie do kolby okrągłodennej o pojemności 100 ml, wyposażonej w mieszadło magnetyczne, dodaj 2,1 g suchego emac oraz jeden gram calco. Do kolby należy dodać również dwa ml metanolu i 2,3 g aldehydu. Kolejność dodawania odczynników ma kluczowe znaczenie.

DBU należy dodać na samym końcu, aby zapewnić powtarzalność w temperaturze pokojowej. Rozpuścić mieszaninę w 60 mililitrach chlorometanu, mieszając przez jedną minutę. Następnie dodać 0,37 mililitra DBU do mieszanej zawiesiny i zamknąć kolbę okrągłodenną.

Mieszać za pomocą magnetycznego mieszadełka przy prędkości 500 RPM w temperaturze pokojowej. Stopień zaawansowania reakcji należy sprawdzić za pomocą protonowego magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Należy zwrócić uwagę na zanik wiązania podwójnego Cal C w obszarze 7,8 PPM.

Po zakończeniu reakcji usuń lotne składniki na ewaporatorze obrotowym przy ciśnieniu 10 millibar i temperaturze 20 degrees Celsius przez 15 minut. Do pozostałości dodaj 50 milliliters metanolu i rozpuść EMAC, mieszając za pomocą magnetycznego mieszadła. Usuń ciała stałe ze ścianek kolby, mieszając intensywnie magnetycznym mieszadłem przy prędkości 750 RPM przez 30 minut.

W razie potrzeby użyć szpatułki, aby usunąć pozostałe ciała stałe ze ścianek. Przefiltrować mieszaninę na filtrze fritted o rozmiarze oczek trzy. Odstawić filtrat do recyklingu Emmy Mac.

Przemyć dodatkowymi 40 mililitrami metanolu, wciąż korzystając z urządzenia, a następnie ostrożnie podzielić osad na filtrze na mniejsze części za pomocą szpachelki. Przenieść ciało stałe za pomocą lejka do proszków do wcześniej zważonej kolby okrągłodennej i wysuszyć w próżni. Zważyć kolbę i obliczyć wydajność.

Przeanalizuj produkt za pomocą protonowego NMR i porównaj go z raportowanymi widmami. Usuń substancje lotne z mieszaniny metodol w obniżonym ciśnieniu 10 millibar w temperaturze 40 stopni przez 30 minut. Przeanalizuj otrzymany olej za pomocą protonowego NMR, aby sprawdzić obecność EMAC.

Odzyskany EMAC można teraz ponownie wykorzystać. Aby przygotować roztwór zapasowy, należy dodać 200 mg zsyntetyzowanego produktu. Do fiolki wprowadza się mieszadło magnetyczne oraz 2,5 ml chlorometanu, aby rozpuścić ketoter; mieszać do całkowitego rozpuszczenia wszystkich składników.

Następnie należy dodać 20 ml heptanu do zlewki o pojemności 50 ml, a następnie dodać 1,25 ml roztworu zapasu do heptanu. Mieszać szybko, aby zapewnić odpowiednie wymieszanie, i pozostawić bez mieszania w temperaturze otoczenia do czasu wystąpienia odpowiedniego czasu trwania. Oleum Dalala stosowano jako prekatalizatory w formalnym przyłączaniu sprzężonym aldehydów nienasyconych do chalkonów, dając 1,6 estrów keto. Emmy Mac sprzyja wysoce stereoselektywnej reakcji między aldehydem a chalkonem.

Reakcja zachodzi z wysoką preferencją dla anty-DSR, a 1,6-ketoestry mogą zostać wyizolowane z wydajnością do 92%. Reakcja trójskładnikowa jest monitorowana za pomocą protonowego NMR. Zniknięcie sygnału stożkowego wskazuje na zakończenie reakcji, co pokazano na widmie NMR surowego produktu przed dalszym oczyszczaniem. Produkt końcowy w postaci 1,6-ketoestru jest analizowany za pomocą protonowego NMR oraz NMR węgla 13, a następnie porównywany z raportowanymi widmami. Po opanowaniu metody możliwe jest zwiększenie skali reakcji.

Konwencjonalne problemy związane ze skalowaniem zostają uniknięte dzięki opracowaniu po tej procedurze, które nie wymaga chromatografii. Można uzyskać inne estry 1,6-diketo. Zmiany strukturalne w obrębie pierścieni aromatycznych są dobrze tolerowane; choć żaden z użytych odczynników nie wymaga specjalnego obchodzenia, należy przestrzegać zasad dobrej praktyki laboratoryjnej.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze rozumieć, jak przeprowadzić syntezę sześciu kluczowych rosterów z wykorzystaniem cieczy jonowych oraz jak formułować preparaty z tymi związkami.