Uma nova conta para a síntese de 1,2-dióis simétricos com base num mecanismo de acoplamento retropinacol / cruzada pinacol descrito. Devido à execução desta reacção catalítica de uma melhoria considerável em relação às ligações cruzadas do pinacol convencionais é alcançado.
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Artigo de método
Retropinacol / Cross-pinacol reações de acoplamento - A Acesso Catalítica para 1,2-assimétricos Dióis
Neste artigo
Resumo
Resumo
Assimétricos 1,2-dióis são dificilmente acessíveis por processos de acoplamento de pinacol redutivas. A execução bem sucedida de uma tal transformação está vinculado a um claro reconhecimento e diferenciação estrita de dois compostos carbonílicos semelhantes (aldeídos → secundárias 1,2-dióis ou cetonas → terciárias 1,2-dióis). Este ajuste fino ainda é um desafio e um problema não resolvido por um químico orgânico. Existem vários relatórios sobre a execução bem sucedida dessa transformação, mas eles não podem ser generalizados. Aqui nós descrevemos um processo de acoplamento catalítico direto pinacol que procede por meio de uma seqüência de acoplamento retropinacol / cross-pinacol. Assim, não simétricos 1,2-dióis substituídos podem ser acedidas com rendimentos quase quantitativos por meio de um desempenho operacionalmente simples sob condições muito suaves. Técnicas artificiais, tais como técnicas de seringa-bomba ou adições retardada de reagentes não são necessárias. O procedimento que descrevemos oferece um muito rápido acesso aprodutos cross-pinacol (1,2-dióis, dióis vicinais). Uma nova prorrogação desse novo processo, por exemplo, um desempenho enantiosseletiva poderia fornecer uma ferramenta muito útil para a síntese de assimétricas quirais 1,2-dióis.
Introdução
A reacção de acoplamento de pinacol é um método geral e de uso geral para a preparação dos dióis vicinais simetricamente (1,2-dióis, pinacols). Para revisões globais neste domínio ver referências Hirao 1, Chatterjee e Joshi 2, Ladipo 3 e Gansäuer e Bluhm 4. Em contraste a isso, apenas alguns relatos publicados referem-se a uma realização eficiente das reacções de acoplamento cruzado do pinacol para dar os correspondentes 1,2-dióis simétricos (de titânio (IV) / cloreto de manganês 5, samário (II) iodeto de 6, magnésio / trimetilclorossilano 7, vanádio (II), 8, zircónio / estanho 9, itérbio e 10). Assim, a reacção de acoplamento cruzado de pinacol intermoleculares ainda continua a ser um grande desafio em química orgânica, em especial a realização desta transformação catalítica.
A formação de produtos de acoplamento cruzado é cineticamente disfavoredsob condições de acoplamento de pinacol clássica. Para obter quantidades suficientes do produto assimétrico retardada adição de um composto de carbonilo é possível. Existem alguns exemplos que estão a desenvolver este conceito, mas eles são baseados em várias manipulações experimentais específicas e, portanto, não podem ser generalizados. Além disso, o excesso requerido de um composto de carbonilo nestas transformações resultou numa separação trabalhosa de uma mistura complexa de produtos 11. Uma alternativa para esta finalidade é representado pela precomplexation de um reagente render quantidades equimolares de um reagente adicional necessário.
Vários exemplos de uma reacção reversível pinacol foram descritos 12. Estes levam à consideração de que tais condições podem ser um ponto de partida ideal para a síntese seletiva de produtos de acoplamento cruzado. Uma vez que um metal de baixa valência, bem como uma espécie radical reactivo é formado simultaneamente in situ, Dióis simétricos pode ser formado exclusivamente na presença de um reagente de carbonilo adequado. Ao melhor de nosso conhecimento de tal método não tem sido relatada antes (Porta et al. Descreveu uma clivagem pinacol comparável e acoplamento posterior pela implantação adicional de quantidades estequiométricas de AIBN (2,2 '-azo-bis-isobutironi) para gerar os radicais necessários 13).
Nisto um protocolo é visualizado que fornece um acesso rápido e operacionalmente simples assimétricas 1,2-dióis. Os produtos são principalmente pinacol assimétricos acessível com excelentes rendimentos (> 95%). Indesejados produtos simetricamente pinacol não são observadas. Esta nova metodologia cross-pinacol é baseada em uma seqüência de acoplamento retropinacol / cross-pinacol. Será demonstrado a seguir por meio de reacções representativos de benzopinacole (1,1,2,2-tetrafenil-1 ,2-etanodiol, 1) com 2-ethylbutyraldehyde (na série de aldeído) e wdiethylketone om (na série de cetona).
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Protocolo
1. Preparação de titânio (IV) Solução de terc -butoxide/Triethylchlorosilane
- Dissolve-se 400 mg (400 ul) de titânio (IV), terc-butóxido de potássio (1 mmol) em 10 ml de diclorometano seco. Adicionar 150 mg (170 ul) trietilclorosilano (1 mmol) a esta solução à temperatura ambiente. 1 ml desta solução de diclorometano contém 0,1 mmol de titânio (IV), terc-butóxido de potássio e 0,1 mmol trietilclorosilano.
2. Pinacol-reacção de tetrafenil-1 ,2-etanodiol (1) com 2-Ethylbutyraldehyde
- Resolver 366 mg de tetrafenil-1 ,2-etanodiol (1, 1 mmol) e 300 mg (370 mL), recentemente destilado de 2-ethylbutyraldehyde (3 mmol) em 3 ml de diclorometano seco.
- Adicionar 0,5 ml de titânio preparado separadamente (IV), terc -butoxide/triethylchlorosilane solução (0,05 mmol).
- Agita-se a mistura resultante à TA, num tubo de reacção selado.
- Confirm a reacção está completa através de cromatografia de camada fina (eluente: hexano / acetona - 1/9) sobre gel de sílica placas de TLC (60 F254). O fim da reacção é atingido no momento tetrafenil-1 ,2-etanodiol 1 já não pode ser detectado (~ 12 horas). O valor de Rf do produto é de 0,3 14.
- Dilui-se a mistura de reacção resultante com 50 ml de diclorometano.
- Lava-se a mistura de reacção diluída sucessivamente por 20 ml de solução saturada de cloreto de amónio aquoso e solução de carbonato de hidrogénio de sódio num funil de separação.
- Isolar a camada orgânica por um funil de separação.
- Seca-se a camada orgânica por meio de agitação com sulfato de magnésio seco.
- Filtre a suspensão por um filtro de papel de pregas e recolher os filtrados.
- Retirar diclorometano do filtrado em vácuo a 40 ° C utilizando um evaporador rotativo (10-30 mmHg). A evaporação dos solventes exigirá 20 min.
- Purifica-se o resíduo remanescentepor cromatografia em coluna intermitente através de uma coluna de gel de sílica (0,035-0,070 mm, ACROS) com um gradiente de hexano / acetona (a partir das 19:01 e vai até 16:04) para adquirir 280 mg de 1,2-diol 2f (0,99 mmol).
- Confirmar a identidade do 2f 1,2-diol por 1 H espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) usando CDCI3 como solvente. Para um espectrómetro de RMN de 300 MHz, o espectro de 1 H RMN do diol é a seguinte: δ = 0,78 (t, 3H, J = 7,4 Hz), 0,87 (t, 3H, J = 7,3 Hz), 1,18-1,40 (m , 4H), 1,75-1,81 (m, 1H), 1,91 (s, 1H, OH), 3,12 (s, 1H, OH), 4,68 (d, 1H, J = 1,2 Hz), 7,19-7,37 (m, 6H ), 7,44-7,46 (m, 2H), 7,61-7,63 (m, 2H).
3. Pinacol-reacção de tetrafenil-1 ,2-etanodiol (1) com dietil cetona
- Resolver 366 mg de tetrafenil-1 ,2-etanodiol (1, 1 mmol) e 345 mg (423 mL) de éter-cetona (4 mmol) em 3ml de diclorometano seco.
- Adicionar 1 ml de titânio preparado separadamente (IV) Solução de terc -butoxide/triethylchloro-silane (0,1 mmol).
- Agita-se a mistura resultante à TA, num tubo de reacção selado.
- Confirmar a reacção está completa através de cromatografia de camada fina (eluente: hexano / acetona, 9:1) em gel de sílica (placas de TLC de 60 F254). O fim da reacção é atingido no tempo, quando tetrafenil-1 ,2-etanodiol 1 não pode ser detectada (~ 12 horas). O Rf do produto é de 0,3 14.
- Dilui-se a mistura de reacção resultante com 50 ml de diclorometano.
- Lava-se a mistura de reacção diluída sucessivamente por 20 ml de solução saturada de cloreto de amónio aquoso e solução de carbonato de sódio num funil de separação.
- Isolar a camada orgânica por um funil de separação.
- Seca-se a camada orgânica por meio de agitação com sulfato de magnésio seco.
- Filtre a suspensão por um fil papel caneladoter e recolher os filtrados.
- Retirar diclorometano in vácuo a 40 ° C utilizando um evaporador rotativo (10-30 mmHg). A evaporação dos constituintes voláteis exigirá 30 min.
- Purifica-se o resíduo restante por cromatografia em coluna intermitente através de uma coluna de gel de sílica (0,035-0,070 mm, ACROS) com um gradiente de hexano / acetona (a partir das 19:01 e vai até 16:04) para adquirir a 250 mg de 1, 4f 2-diol (0,93 mmol).
- Confirmam a identidade do produto por 1H espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) usando CDCI3 como solvente. Para um espectrómetro de RMN de 300 MHz, o espectro de 1 H RMN do 4f diol é a seguinte: δ = 0,92 (t, 6H, J = 7,6 Hz), 1,78 (m, 4H), 2,03 (s, 1H, OH), 2,83 (s, 1H, OH), 7,26-7,35 (m, 6H), 7,69-7,71 (m, 4H).
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Resultados
Em reacções de tetrafenil-1 ,2-etanodiol 1 e acetona na presença de quantidades catalíticas de titânio (IV)-alcóxidos foi observada a formação de 1,1-difenil-1 ,2-diol 4a e ao mesmo tempo a formação de benzofenona-3 (Esquema 1). A simétrico 1,2-diol correspondente formada por um acoplamento de pinacol competitiva da acetona não foi detectada. No entanto, para obter conversões quantitativas tempos de reacção extremamente longos e inaceitáveis foram necessárias nestas c...
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Discussão
Uma diminuição global em tempos de reação e rendimentos mais elevados é observado por implantação de compostos carbonílicos rico em elétrons (compare entrada 3 com 17, Tabela 1 ou entrada de 19 com 13, Tabela 2). Além disso, em reacções de cetonas com substituintes volumosos um decréscimo no rendimento é observada sob condições comparáveis (comparar entrada 12 com 11, Tabela 2).
Apesar de uma vasta gama de compo...
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Divulgações
Os autores declaram não haver interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Os autores agradecem a Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bayer Pharma AG, Chemtura Organometallics GmbH Bergkamen, Bayer Services GmbH, a BASF AG, e Sasol GmbH para apoio financeiro.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 1,2-Diclorometano | Sigma-Aldrich | 319929 | |
| Titânio (IV) terc-butóxido VWR | International | 200014-852 | |
| 2-Etilbutiraldeído | Sigma-Aldrich | 110094 | |
| Benzopinacol | Aldrich | B9807 | |
| Trietilclorosilano | Aldrich | 235067 | |
| Hexano, certificado ACS | Fisher Scientific | H29220 | |
| Acetona, certificado ACS | ACROS | 42324 | |
| Cloreto de amónio | ACROS | 19997 | |
| Hidrogenocarbonato de sódio | ACROS | 12336 | |
| Sulfato de magnésio | ACROS | 41348 | |
| Gel de sílica 60 placas F254 TLC | VWR International | 1.057.140.001 | |
| Gel de sílica, 0,035-0,070 para cromatografia flash | ACROS | 240360300 |
Referências
- Hirao, T. Catalytic reductive coupling of carbonyl compounds - The pinacol coupling reaction and. 279, 53-75 (2007).
- Chatterjee, A., Joshi, N. N. Evolution of the stereoselective pinacol coupling reaction. Tetrahedron. 62, 12137-12158 (2006).
- Ladipo, F. T. Low-valent titanium-mediated reductive coupling of carbonyl compounds. Curr. Org. Chem. 10, 965-980 (2006).
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Reimpressões e permissões
