Name: Preparação e Uso de Samário diiodeto (SMI 2) Em Organic Synthesis: The Role mecanístico de HMPA e (II) de Ni Sais na Reacção Barbier Samário (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-02-04T09:52:00.000+00:00
Duration: 12 min 22 s
Description: Aprenda a preparar soluções de diiodeto de samário (SmI₂) em THF e explore o papel de aditivos como HMPA e Ni(acac)₂ na reação de Barbier. Este método demonstra como otimizar sínteses orgânicas mediadas por samário.

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RAF graças a National Science Foundation (CHE-0844946) para apoio a este trabalho.

1. Síntese de SMI 2 (0,1 M) <ol><li> Chama secar de 50 ml balão de fundo redondo e lave-o com argônio. Adicionar uma barra de agitação e cobrir o recipiente com septos. Pesar de metal samário (0,2 g, 1,3 mmol) e adicionar ao frasco, o frasco de lavagem mais uma vez com árgon. </li><li> Adicionar 10 ml seco, tetra-hidrofurano completamente desgaseificado (THF) seguido por cristais de iodo (0,254 g, 2,0 mmol). Adicionar um balão de árgon através do septo, o que mantém uma pressão positiva de atmosfera de Ar na reacção. </li><li> Agita-se vigorosamente a solução à temperatura ambiente durante mais 3 h. Como SMI 2 é gerado a solução passa através de uma variedade de alterações de cor; laranja seguido de amarelo (45 min), e verde (1 hr), que, eventualmente, se transforma em azul. </li><li> A final da marinha de cor azul é indicação de que isoladamente samário ionizado formou. A fim de assegurar a conversão completa, agita-se a solução durante pelo menos 3 horas antes de utilizar SMI 2 em síntese. </li></ol> 2. SaMarium Barbier Reação hexametilfosfórica-Adição (HMPA) <ol><li> Para fazer com que a SMI 2-HMPA complexo, tomar a SMI preparada de fresco 2, sob árgon (10 ml, 0,1 M, 1,0 mmol) e adicionar 1,75 ml de HMPA (10 equiv., 10 mmol) através de uma seringa, gota a gota, sob atmosfera de árgon. Um profundo formas de cor púrpura. </li><li> Separadamente em um frasco limpo, seco, sob árgon, iodododecane add (0,45 mmol, 110 uL), 3-pentanona (0,45 mmol, 48 ul) e 2 ml de THF seco. </li><li> Adicionar a mistura gota a gota uma solução de substrato para o complexo SMI 2 / HMPA. </li><li> Dentro de 5 min de agitação, a cor púrpura começará a procurar turva, indicando o final da reacção. </li><li> Depois da reacção estar completa, a solução de expor ao ar para extinguir lo; após agitação a cor muda para amarelo mais. </li><li> A reacção é em seguida manipulada por lavagem com cloreto de amónio aquoso saturado. Adicionar a solução para um funil de separação e adicionar éter dietílico (5 ml). Após agitação vigorosa removera camada orgânica superior, adicionar mais éter dietílico. Extrair da camada aquosa mais duas vezes e, em seguida, combinam todas as camadas orgânicas. </li><li> Lava-se a camada orgânica com uma solução saturada de tiossulfato de sódio aquoso. Remover a camada aquosa inferior, seguido por lavagem com água e, em seguida, a lavagem final com solução salina. Obter a camada orgânica superior e adicionar sulfato de magnésio para absorver qualquer quantidade de água presente último na solução. </li><li> Filtrar a solução através de um tampão de Florisil, a fim de remover o excesso de HMPA. </li><li> Concentra-se a solução num evaporador rotativo para se obter Barbier produto. O produto foi identificado por GCMS e RMN de 1H 23. </li></ol> 3. Samário Barbier Reaction-Ni (acac) 2 Catalisador <ol><li> Pesar Ni (acac) 2 (1% mol, 0,01 mmol, 0,0026 g) e adicionar a um frasco limpo, seco, contendo 3 ml de THF desgaseificado, sob atmosfera de árgon. Adicionar o Ni (acac) 2 solução através de uma seringa a uma s recentemente preparadalução de 0,1 M SMI 2 (1,0 mmol, 10 ml). </li><li> Separadamente em um frasco limpo, seco, sob árgon, iodododecane add (0,45 mmol, 110 uL), 3-pentanona (0,45 mmol, 48 ul) e 2 ml de THF seco. </li><li> Adicionar gota a gota, a solução de substrato para a SMI 2 / mistura Ni. </li><li> Dentro de 15 minutos de agitação, a cor azul se dissipar para formar uma cor verde-amarela que indica o final da reacção. </li><li> Depois da reacção estar completa, a solução de expor ao ar para extinguir lo; após agitação a cor muda para amarelo mais. Trabalhar-se a reacção através de lavagem com 0,1 M aq. Ácido clorídrico (3 ml). Adicionar a solução para um funil de separação e adicionar éter dietílico (5 ml). </li><li> Lava-se a camada orgânica, utilizando o protocolo descrito anteriormente com uma solução aquosa de tiossulfato de sódio a água e salmoura, e depois seca-se sobre sulfato de magnésio. Concentra-se a solução para se obter o produto Barbier. O produto pode ser identificado por GCMS e RMN de 1H 28. </sse&gt; </li></ol>

<ol><li>Girard, P., Namy, J. L., Kagan, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Divalent+lanthanide+derivatives+in+organic+synthesis.+1.+Mild+preparation+of+samarium+iodide+and+ytterbium+iodide+and+their+use+as+reducing+or+coupling+agents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Divalent lanthanide derivatives in organic synthesis. 1. Mild preparation of samarium iodide and ytterbium iodide and their use as reducing or coupling agents.</a> J. Am. Chem. Soc. 102, 2693-2698 (1980).</li>
<li>Szostak, M., Spain, M., Procter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+samarium%28II%29+iodide%3A+quantitative+evaluation+of+the+effect+of+water%2C+oxygen%2C+and+peroxide+content%2C+preparative+methods%2C+and+activation+of+samarium+metal%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Preparation of samarium(II) iodide: quantitative evaluation of the effect of water, oxygen, and peroxide content, preparative methods, and activation of samarium metal.</a> J. Org. Chem. 77, 3049-3053 (2012).</li>
<li>Procter, D. J., Flowers, R. A., Skrydstrup, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aProcter%2C+DJ+%22Organic+synthesis+using+samarium+diiodide%3A+a+practical+guide%22">Organic synthesis using samarium diiodide: a practical guide</a>. , Royal Society of Chemistry Publishing. U.K. (2010).</li>
<li>Nicolaou, K. C., Ellery, S. P., Chen, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Samarium+diiodide+mediated+reactions+in+total+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Samarium diiodide mediated reactions in total synthesis.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48, 7140-7165 (2009).</li>
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<li>Edmonds, D. J., Johnston, D., Procter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Samarium%28II%29-iodide-mediated+cyclizations+in+natural+product+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Samarium(II)-iodide-mediated cyclizations in natural product synthesis.</a> Chem. Rev. 104, 3371-3403 (2004).</li>
<li>Kagan, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Twenty-five+years+of+organic+chemistry+with+diiodosamarium%3A+an+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Tetrahedron%22%5BJournal%5D)">Twenty-five years of organic chemistry with diiodosamarium: an overview.</a> Tetrahedron. 59, 10351-10372 (2003).</li>
<li>Steel, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+developments+in+lanthanide+mediated+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc.%2C+Perkin+Trans%22%5BJournal%5D)">Recent developments in lanthanide mediated synthesis.</a> J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2727-2884 (2001).</li>
<li>Molander, G. A., Harris, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequencing+reactions+with+samarium%28II%29+iodide%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Sequencing reactions with samarium(II) iodide.</a> Chem. Rev. 96, 307-338 (1996).</li>
<li>Molander, G. A., Harris, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequenced+reactions+with+samarium%28II%29+iodide.+Tandem+intramolecular+nucleophilic+acyl+substitution%2Fintramolecular+Barbier+cyclizations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Sequenced reactions with samarium(II) iodide. Tandem intramolecular nucleophilic acyl substitution/intramolecular Barbier cyclizations.</a> J. Am. Chem. Soc. 117, 3705-3716 (1995).</li>
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<li>Hutton, T. K., Muir, K., Procter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Samarium%28II%29-mediated+reactions+of+gamma%2C+delta-unsaturated+ketones.+Cyclization+and+fragmentation+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Lett%22%5BJournal%5D)">Samarium(II)-mediated reactions of gamma, delta-unsaturated ketones. Cyclization and fragmentation processes.</a> Org. Lett. 4, 2345-2347 (2002).</li>
<li>Miller, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactions+of+SmI2+with+alkyl+halides+and+ketones%3A+inner-sphere+vs+outer-sphere+electron+transfer+in+reactions+of+Sm%28II%29+reductions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Reactions of SmI2 with alkyl halides and ketones: inner-sphere vs outer-sphere electron transfer in reactions of Sm(II) reductions.</a> J. Am. Chem. Soc. 122, 7718-7722 (2000).</li>
<li>Ito, Y., Takahashi, K., Nagase, H., Honda, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integral+stereocontrolled+synthesis+of+a+spiro-norlignan%2C+sequosempervirin+A%3A+revision+of+absolute+configuration%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Lett%22%5BJournal%5D)">Integral stereocontrolled synthesis of a spiro-norlignan, sequosempervirin A: revision of absolute configuration.</a> Org. Lett. 13, 4640-4643 (2011).</li>
<li>Molander, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+the+total+synthesis+of+Variecolin%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Lett%22%5BJournal%5D)">Toward the total synthesis of Variecolin.</a> Org. Lett. 3, 2257-2260 (2001).</li>
<li>Shabangi, M., Flowers, R. A. II <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+investigation+of+the+reducing+power+of+SmI2+in+THF+and+the+effect+of+HMPA+cosolvent%5BTitle%5D)+AND+%22Tetrahedron+Lett%22%5BJournal%5D)">Electrochemical investigation of the reducing power of SmI2 in THF and the effect of HMPA cosolvent.</a> Tetrahedron Lett. 38, 1137-1140 (1997).</li>
<li>Enenaerke, R. J., Hertz, T., Skrydstrup, T., Daasbjerg, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+ionic+samarium%28II%29+species+in+THF%2FHMPA+solution+and+investigation+of+Their+electron-donating+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Evidence for ionic samarium(II) species in THF/HMPA solution and investigation of Their electron-donating properties.</a> Chem. Eur. J. 6, 3747-3754 (2000).</li>
<li>Hou, Z., Zhang, Y., Wakatsuki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+structures+of+HMPA-coordinated+samarium%28II%29+and+ytterbium%28II%29+iodide+complexes.+A+structural+basis+for+the+HMPA+effects+in+SmI2-promoted+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Chem.+Soc.+Jpn%22%5BJournal%5D)">Molecular structures of HMPA-coordinated samarium(II) and ytterbium(II) iodide complexes. A structural basis for the HMPA effects in SmI2-promoted reactions.</a> Bull. Chem. Soc. Jpn. 70, 149-153 (1997).</li>
<li>Hou, Z., Wakatsuki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((+Isolation+and+x-ray+structures+of+the+hexamethylphosphoramide+%28hmpa%29-coordinated+lanthanide%28II%29+diiodide+complexes+%5BSmI2%28hmpa%294%5D+and+%5BYb%28hmpa%294%28thf%292%5DI2%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc.%2C+Chem+Commun%22%5BJournal%5D)"> Isolation and x-ray structures of the hexamethylphosphoramide (hmpa)-coordinated lanthanide(II) diiodide complexes [SmI2(hmpa)4] and [Yb(hmpa)4(thf)2]I2.</a> J. Chem. Soc., Chem Commun. 10, 1205-1206 (1994).</li>
<li>Sadasivam, D. V., Antharjanam, P. K. S., Prasad, E., Flowers, R. A. II <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanistic+study+of+samarium+diodide-HMPA+initiated+5-exo-trig+ketyl-Olefin+coupling%3A+the+role+of+HMPA+in+post-electron+transfer+steps%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Mechanistic study of samarium diodide-HMPA initiated 5-exo-trig ketyl-Olefin coupling: the role of HMPA in post-electron transfer steps.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 7228-7229 (2008).</li>
<li>Choquette, K. A., Sadasivam, D. V., Flowers, R. A. II <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uncovering+the+mechanistic+role+of+HMPA+in+the+samarium+Barbier+reaction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Uncovering the mechanistic role of HMPA in the samarium Barbier reaction.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 17396-17398 (2010).</li>
<li>Molander, G. A., Huérou, V. L., Brown, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequenced+reactions+with+samarium%28II%29+iodide.+Sequential+intramolecular+Barbier+byclization%2FGrob+fragmentation+for+the+synthesis+of+medium-sized+carbocycles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Sequenced reactions with samarium(II) iodide. Sequential intramolecular Barbier byclization/Grob fragmentation for the synthesis of medium-sized carbocycles.</a> J. Org. Chem. 66, 4511-4516 (2001).</li>
<li>Molander, G. A., Köllner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+protocol+for+eight-+and+nine-membered+ring+synthesis+in+the+annulation+of+sp2%2Csp3-hybridized+organic+dihalides+with+keto+ester%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Development of a protocol for eight- and nine-membered ring synthesis in the annulation of sp2,sp3-hybridized organic dihalides with keto ester.</a> J. Org. Chem. 65, 8333-8339 (2000).</li>
<li>Molander, G. A., Alonso-Alija, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequenced+reactions+with+samarium%28II%29+iodide.+Sequential+intermolecular+carbonyl+addition%2Fintramolecular+nucleophilic+acyl+substitution+for+the+preparation+of+seven-%2C+eight-%2C+and+nine-membered+carbocycles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Sequenced reactions with samarium(II) iodide. Sequential intermolecular carbonyl addition/intramolecular nucleophilic acyl substitution for the preparation of seven-, eight-, and nine-membered carbocycles.</a> J. Org. Chem. 63, 4366-4373 (1998).</li>
<li>Machrouhi, F., Hamann, B., Namy, J. L., Kagan, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+reactivity+of+diiodosamarium+by+catalysis+with+transition+metal+salts%5BTitle%5D)+AND+%22Synlett%22%5BJournal%5D)">Improved reactivity of diiodosamarium by catalysis with transition metal salts.</a> Synlett. 7, 633-634 (1996).</li>
<li>Choquette, K. A., Sadasivam, D. V., Flowers, R. A. II <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+Ni%28II%29+in+reactions+of+SmI2%3A+Sm%28II%29-+or+Ni%280%29-+based+chemistry%3F%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Catalytic Ni(II) in reactions of SmI2: Sm(II)- or Ni(0)- based chemistry?</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 10655-10661 (2011).</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Um procedimento simples para a geração de SMI solução 2 e sua aplicação em síntese orgânica utilizando dois dos aditivos mais comuns é apresentado aqui. Os dois exemplos descritos retratar a importância do entendimento mecanicista da reação para afinar a reatividade da SMI 2. O conhecimento do esteio do mecanismo de reacção permite a utilização deste reagente de ser adaptados por químicos sintéticos de acordo com as exigências da sua reacção. Este redutor electrão único homogénea é fácil de manusear e podem ser comprados a partir de fontes comerciais. Embora o protocolo acima é para a frente quando feita sob condições inertes, alguns dos procedimentos de resolução de problemas comuns são: (a) assegurar que o THF é devidamente desgaseificado e seco, (b) se o metal Sm teve uma exposição prolongada a ar que pode ter um oxidado fora da camada, moer o metal com um almofariz e um pestal para expor a superfície de metal limpa, (c)chama-secar todo o material de vidro e arrefecer sob atmosfera de árgon, (d) árgon é preferido sobre atmosfera inerte de azoto, como o mais tarde tem sido mostrado para interagir com o metal, (e) A presença de excesso de Sm-metal ajuda a manter a concentração de SMI 2, (f) resublime os cristais de iodo.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários (opcional) </td></tr><tr><td> Samário de metal </td><td> Acros </td><td> 29478-0100 </td><td> Malha -40, 99,9% (base metais) </td></tr><tr><td> THF </td><td> OmniSolv </td><td> TX0282-1 </td><td> Purificada através inovador sistema de purificação de Tecnologias de solvente. Em alternativa, pode ser desgaseificado através do método de livre-bomba-descongelação </td></tr><tr><td> Iodo </td><td> Alfa Aesar </td><td> 41955-22 </td><td> Cristais Resublimed, 99,8% </td></tr><tr><td> Iodododecane </td><td> Acros </td><td> 25009-0250 </td><td> 98% </td></tr><tr><td> 3-pentanona </td><td> Alfa Aesar </td><td> AAA15297-AE </td><td> 99% </td></tr><tr><td> HMPA </td><td> Alderich </td><td> H11602 </td><td> 98%; Destilar de CaO em árgon </td></tr><tr><td> Nii 2 </td><td> Alfa Aesar </td><td> 22893 </td><td> 99,5% (base metais) </td></tr></tbody></table>

preparação e uso de samário diiodeto (smi<sub&gt; 2</sub&gt;) em organic synthesis: the role mecanístico de hmpa e (ii) de ni sais na reacção barbier samário

Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Embora inicialmente considerado um reagente esotérico, SMI 2 tornou-se uma ferramenta comum para químicos orgânicos sintéticos. SMI 2 é gerado através da adição de iodo molecular para samário metálico em THF. 1,2-3 É um redutor de electrões suave e seletivo e sua versatilidade é um resultado da sua capacidade de iniciar uma ampla variedade de reduções incluindo CC-bond formar e cascata ou reações seqüenciais. SMI 2 pode reduzir uma grande variedade de grupos funcionais, incluindo sulfóxidos e sulfonas, os óxidos de fosfina, epóxidos, halogenetos de alquilo e de arilo, carbonilos, e ligações duplas conjugadas. 2-12 Uma das características fascinantes de smi-2-reacções mediadas é a capacidade de manipular o resultado de reacções através da utilização selectiva de co-solventes ou aditivos. Na maioria dos casos, os aditivos são essenciais para o controlo da taxa de redução e as reacções de quimio-ou estereosselectividade da. 13-14 Aditivos commonly utilizada para afinar a reatividade da SMI dois podem ser classificados em três grandes grupos: (1) Lewis bases (HMPA, outros doadores de electrões ligantes quelantes, éteres, etc), fontes (2) de prótons (álcool, água, etc ), e (3) aditivos inorgânicos (Ni (acac) 2, FeCl 3, etc.) 3 Compreensão do mecanismo da SMI 2 reacções e o papel dos aditivos permite a utilização de todo o potencial do reagente em síntese orgânica. A reacção de Sm-Barbier é escolhido para ilustrar a importância sintético e papel mecanístico de dois aditivos comuns: HMPA e Ni (II) nesta reacção. A reacção de Sm-Barbier é semelhante à reacção de Grignard tradicional com a única diferença sendo que o alquil-carbonilo, um halogeneto, e redutor Sm são misturados simultaneamente em uma panela. 1,15 Exemplos de reacções mediadas por Barbier Sm com uma variedade de parceiros de acoplamento têm sido relatados, 1,3,7,10,12 e foram utilized em passos-chave para a síntese de grandes produtos naturais. 16,17 Estudos anteriores sobre o efeito dos aditivos sobre a SMI 2 reacções têm mostrado que HMPA aumenta o potencial de redução de 2 por SMI coordenação ao metal samário centro, produzindo um mais poderoso, 13-14,18 estericamente impedidos redutor 19-21 e, em alguns casos, que jogam um papel importante na transferência de electrões de correio passos subsequentes facilitando de formação de ligação de eventos. 22 Na reacção de Sm-Barbier, HMPA tem sido demonstrado que, adicionalmente, ativar o halogeneto de alquilo através da formação de um complexo de um passo de pré-equilíbrio 23. Ni (II) sais são um aditivo catalítico usado com freqüência em Sm-mediadas transformações. 24-27 Embora fundamental para o sucesso, o papel mecanicista de Ni (II) não era conhecido nestas reações. Recentemente, foi demonstrado que reduz a SMI 2 Ni (II) para Ni (0), e a reacção é então realizada através organometallic química Ni (0) 28. Estes estudos mecanísticos realçar que, embora o produto Barbier mesma é obtida, a utilização de aditivos diferentes nos dois SMI reacção altera drasticamente a via mecanicista da reacção. O protocolo para a execução destes dois SMI iniciadas reacções é descrito.

A Figura 1 ilustra a reacção de samário Barbier. Sem aditivos a reacção mediada por Sm leva 72 horas; rendendo 69% do produto desejado, com os restantes materiais de partida, sendo. Com a adição de 10 ou mais equiv. de HMPA a reacção é praticamente quantitativa e completa dentro de alguns minutos. 15,23 Com a adição de 1 mol% de Ni (acac) 2, a reacção fica completa dentro de 15 min, com um rendimento de 97% 28. Quando é adicionado HMPA SMI 2, desloca o co-solvente de THF coordenado para formar 2 - (SMI HMPA) 4. Com a adição de HMPA ainda mais (6-10 equiv.), Os iões iodeto são deslocadas para a esfera exterior (Figura 2). 19-21 Estudos mecanísticos indicam que quando HMPA é usado na reacção de Sm-Barbier o co-solvente também interage com o substrato de um halogeneto de alquilo, formando um complexo que se alonga a ligação carbono-haleto, activando a species tornando-o mais susceptível a redução de Sm (Figura 3). Através deste entendimento detalhado dos papéis de HMPA, de um mecanismo de reacção para o Sm-Barbier com HMPA foi proposta (Figura 4). 23 O complexo de halogeneto de alquil-HMPA formado num passo de pré-equilíbrio é reduzido por Sm / HMPA para formar o radical na etapa determinante da velocidade. O radical sofre redução adicional para formar uma espécie organosamarium que acopla com o carbonilo e em cima de protonação produz o produto final. No caso do aditivo de Ni (II), SMI 2, inicialmente reduz Ni (II) de Ni (0), preferencialmente, sobre a redução de ambos os substratos. Com base em estudos cinéticos e mecanísticos o seguinte mecanismo foi proposto (Figura 5). Após 28 redução por SMI 2, insere o Ni solúvel (0) para a ligação das espécies halogeneto de alquilo formando uma espécie de organo-níquel. Motivados pela natureza altamente oxophilic de Sm (III)<html> , Transmetalação para formar um intermediário organosamarium lançamentos Ni (II) de volta para o ciclo catalítico. O organosamarium seguida casais com o grupo carbonilo, e em cima de protonação forma o desejado álcool terciário. Observou-se também que o Ni (0) nanopartículas são formadas através de Sm-mediada redução de Ni (II), no entanto estas partículas foram considerados inactivos e a fonte de desactivação do catalisador. <img alt="Figura 1" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig1.jpg" /> Figura 1. Samário reacção Barbier com iodododecane e 3-pentanona. <img alt="Figura 2" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig2.jpg" /> Figura 2. SMI complexo 2-HMPA. &quot;fo: manter-together.within-page =&quot; ONTEÚDO sempre &quot;&gt; <img alt="Figura 3" fo:content-width="3.5in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig3.jpg" /> Figura 3. HMPA e complexo iodeto de alquilo. <img alt="Figura 4" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig4.jpg" /> Figura 4. Mecanismo proposto para a reacção de Barbier samário com HMPA adicional. <img alt="Figura 5" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig5.jpg" /> Figura 5. Mecanismo proposto para a reacção Barbier samário contendo Ni catalítica (II).

Um procedimento simples para a preparação de samário diiodeto (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) Em THF é descrito. O papel dos dois aditivos principais a saber hexametilfosforamida (HMPA) e Ni (acac)<sub&gt; 2</sub&gt; Sm em reacções mediadas é demonstrada no Sm-Barbier reacção.

Preparação e Uso de Samário diiodeto (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) Em Organic Synthesis: The Role mecanístico de HMPA e (II) de Ni Sais na Reacção Barbier Samário

Embora inicialmente considerado um reagente esotérico, o SmI2 tornou-se uma ferramenta comum para químicos orgânicos sintéticos. O SmI2 é gerado através da adição de ...

O objetivo geral deste procedimento é produzir uma solução 0,1 molar de diiodeto de samário em Tetrahedran e utilizá-la na síntese da reação Barbier suméria com diferentes aditivos. Isso é realizado primeiramente preparando o diiodeto de samário, simplesmente misturando metal de samário com cristais de iodo em tetrahedran sob argônio. O segundo passo é introduzir o aditivo à solução de diiodeto de samário.Neste caso, observa-se o efeito de HMPA ou níquel AK como aditivos na reação Sumerian Barbie. Em seguida, os substratos em Alco, haleto e cetona são adicionados ao frasco de reação e agitados por cinco a 15 minutos. O passo final consiste em interromper a reação e purificá-la para obter o produto final, um álcool.Por fim, utilizando uma análise cinética, determinou-se como o mecanismo da reação Barbier suméria é alterado com a inclusão dos diferentes aditivos. Este método pode fornecer insights sobre alguns dos problemas comuns durante o preparo de soluções de samário dire. Uma vez dominada a síntese do samário dire, ele pode ser empregado em uma ampla variedade de outras reduções mediadas por samário.A demonstração visual deste método é útil porque o Aserium IDE é sensível ao oxigênio, e por essa razão geralmente realizamos essas reações em uma caixa de luvas. No entanto, aqui mostraremos que ele pode ser realizado com a mesma facilidade na bancada, sob uma atmosfera de Argonne, junto com a estudante de pós-graduação Kim Cho. A demonstração do procedimento será feita por Sada, cientista pesquisador do meu laboratório.Para iniciar, seque um frasco redondo de 50 mililitros com chama e lave-o com argônio. Adicione uma barra de agitação e cubra o frasco com um septo. Pese 0,2 gramas do metal súmerio e adicione ao frasco novamente, lavando o frasco com argônio.Em seguida, adicione 10 mililitros de tetrahidrofurano (THF) seco e completamente desgaseificado, seguidos por 0,254 gramas de cristais de iodo. Adicione um balão cheio de argônio através da séptula. Isso mantém uma pressão positiva de atmosfera de argônio sobre a reação.Agite vigorosamente a solução à temperatura ambiente por mais de 12 horas. À medida que o diiodeto de samário é gerado, a solução passa por diversas mudanças de cor, laranja seguida por amarelo, que eventualmente se torna azul. A cor azul-marinho final indica que o diiodeto de samário foi formado.Para garantir a conversão completa, agite a solução por pelo menos 12 horas antes de utilizar o diiodeto de samário na síntese. Embora a geração do diiodeto de Sm seja direta, seguem-se alguns dos problemas comuns que gostaríamos de abordar. A exposição prolongada do metal ao nosso meio pode levar à formação de uma camada externa oxidada, e parte do diiodeto gerado a partir desse material pode ser de qualidade inferior.Para superar essa etapa de moagem, o metal deve ser moído com pistilo e almofariz preferencialmente sob atmosfera inerte, garantindo que o solvente THF utilizado esteja completamente desgaseificado e seco. Preferimos argônio em vez de nitrogênio. Quando preparamos um lote grande de material SAM, mantemos o material resumo sob agitação contínua para mantê-lo estável.Gostaríamos também de referir um trabalho recente de nosso colaborador, o professor David Proctor, da Universidade de Manchester, sobre diversos aspectos da geração do IDE de Samário publicado no Journal of Organic Chemistry. Para preparar o complexo de diiodeto de samário com HMPA, tome 10 mililitros do diiodeto de samário recém-preparado sob argônio e adicione 1,75 mililitro de HMPA por meio de uma seringa, gota a gota, sob argônio, formando-se uma cor roxa intensa. Separe em um vial limpo e seco sob argônio. Prepare a solução do substrato adicionando 110 microlitros de Ioane, 48 microlitros de três pen e dois mililitros de THF seco.Em seguida, adicione a solução do substrato gota a gota ao complexo de diiodeto sumério-HMPA. Dentro de cinco minutos de agitação, a cor roxa começará a ficar turva, indicando o fim da reação. Após a conclusão da reação, exponha a solução ao ar para interrompê-la.Após agitar, a cor muda novamente para branco acinzentado; em seguida, a reação é finalizada pela adição de 10 mililitros de cloreto de amônio aquoso saturado. Adicione a solução a um funil de separação e acrescente cinco mililitros de éter etílico. Após agitação vigorosa, remova a camada orgânica superior e adicione mais éter etílico.Após extrair a camada aquosa mais duas vezes, combine todas as camadas orgânicas. Lave a camada orgânica com 10 mililitros de uma solução aquosa saturada de tiossulfato de sódio.Remova a camada aquosa inferior, seguida por uma lavagem com água e, finalmente, lave com solução salina. Obtenha a camada orgânica superior e adicione sulfato de magnésio para absorver qualquer quantidade residual de água presente na solução. Passe a solução através de uma coluna de Flo IL para remover o excesso de HMPA, concentre a solução em um evaporador rotativo para obter o produto Barbier.O produto pode então ser identificado por GCMS e por ressonância magnética de prótons e RM. Em seguida, realizaremos a mesma reação de Samarium Barbie, mas com a adição de um catalisador de níquel(II) como aditivo: pese o níquel AK e adicione a um vial limpo e seco contendo três mililitros de THF de DGA sob argônio; adicione a solução de níquel AK por meio de uma seringa a 10 mililitros de uma solução recém-preparada de iodeto de súmério 0,1 molar. Separadamente, em um vial limpo e seco sob argônio, combine 110 microlitros de iodo, 48 microlitros de três penano e dois mililitros de THF seco. Para preparar a solução de substrato, adicione a solução de substrato gota a gota à mistura de iodeto de súmério com níquel.Em até 15 minutos após a agitação, a cor azul desaparecerá, formando uma cor verde que indica o fim da reação. Após a conclusão da reação, exponha a solução ao ar para interrompê-la. Ao continuar a agitação, a cor mudará ainda mais para amarelo; processe a reação adicionando três mililitros de ácido clorídrico aquoso 0,1 molar.Adicione a solução a um funil de separação e adicione cinco mililitros de éter de dathyl. Lave a camada orgânica usando o protocolo descrito anteriormente com uma solução aquosa de tiossulfato de sódio, água e salmoura, e em seguida seque sobre sulfato de magnésio. Concentre a solução em um evaporador rotativo para obter o produto Barbie ou o produto.O produto pode então ser identificado por CM-EM e RMN de próton conforme ilustrado. A seguir, a reação Barbier suméria sem aditivos. A reação mediada por sumério leva 72 horas, rendendo 69% do produto desejado.Com o restante sendo materiais de partida. Com a adição de 10 ou mais equivalentes de HMPA, a reação é quase quantitativa e completa em alguns minutos. Com a adição de um por cento molar de níquel ak, a reação é completa em 15 minutos com um rendimento de 97%.Quando o HMPA é adicionado ao iodeto de samário di-, o cosolvente desloca o THF coordenado, formando samário I dois HMPA quatro. Com a adição de ainda mais HMPA, os íons iodeto são deslocados para a esfera externa. Estudos mecanicistas indicam que, quando o HMPA é utilizado na reação Barbier de Samário, o cosolvente também interage com o substrato haleto de AAL, formando um complexo que alonga a ligação carbono-haleto, ativando a espécie e tornando-a mais suscetível à redução pelo Samário.Por meio desse entendimento detalhado dos papéis da HMPA, foi proposto um mecanismo para a reação Barbier suméria com HMPA. O complexo de haleto ALK-HMPA formado numa etapa de pré-equilíbrio é reduzido pelo samário-HMPA, gerando o radical na etapa determinante da velocidade. O radical sofre posterior redução, formando uma espécie organossamarium, que se acopla ao carbono eletrodo e, após protonação, fornece o produto final.No caso do níquel(II), o samário diiodeto aditivo inicialmente reduz o níquel(II) a níquel(0) preferencialmente em vez da redução de qualquer um dos substratos, com base em estudos cinéticos e mecanísticos. O seguinte mecanismo foi proposto após a redução pelo samário diiodeto. A espécie solúvel de níquel(0) insere-se na ligação haleto do AAL, formando uma espécie organoniquel, impulsionada pela natureza altamente eletrofílica do samário(III), levando à formação de um organometálico.O samário intermediário libera o níquel dois de volta ao ciclo catalítico. O sumério então se acopla com a agulha de carbono e, após protonação, forma o álcool terciário desejado. Também foi observado que nanopartículas de níquel zero são formadas por meio da redução do níquel dois mediada por sumério.No entanto, verificou-se que essas partículas eram inativas e a fonte de desativação do catalisador após este procedimento. O mesmo barb, um produto é obtido em ambos os casos. Contudo, na maioria das situações, a escolha de diferentes aditivos pode proporcionar controle sobre a taxa de redução e a seletividade química ou estéreo da reação.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como gerar soluções de IDE de samário, bem como técnicas para superar as armadilhas comuns.

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Química

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