Transformações versáteis de CO₂ em produtos complexos: uma estratégia de duas etapas de um pote

Este protocolo é significativo porque podemos controlar a redução completa de elétrons de CO2 e podemos usar a forma do produto como um intermediário reativo e versátil em reações em cascata de um pote. Graças à crucial etapa de redução de CO2 e à estratégia em cascata, esta técnica e a sondagem reversa da reatividade intermediária levando à síntese do composto de carbono do CO2 para o primeiro passo. A preparação da mistura de reação é um processo meticuloso que envolve múltiplas adições a um vaso de reação dentro do porta-luvas, pressurização de CO2 e um rigoroso controle de tempo e temperatura.

Esta estratégia em cascata requer etapas de reação subsequentes, o uso de um porta-luvas e manuseio de gás, todos os quais são mais fáceis de entender através da demonstração visual. Para síntese do composto dois, carregue um tubo NMR com 15,9 miligramas de nove BBN, 130 microlitres de um benzeno hexamotila de 10% molar como padrão interno, e 100 microlitres de uma solução catalisador de ferro molar de 1% em tetrahidrofurano deuterado. Adicione 0,37 mililitros de tetrahidrofurano deuterado adicional ao tubo antes de fechar o tubo e conectá-lo a um sistema de gás fora do porta-luvas.

Coloque o tubo NMR em um banho Celsius de 25 graus por 15 minutos. Em seguida, adicione uma atmosfera de dióxido de carbono por três minutos antes de fechar o tubo para uma incubação de 45 minutos a 25 graus Celsius. Durante o equilíbrio, prepare uma solução de estoque misturando 189 microliters de tetrahidrofurano recém-destilado 2, 6-diisopropiltilamina e 811 microlitradores de tetrahidrofurano destilado fresco.

Quando o composto for gerado, abra o tubo NMR dentro do porta-luvas e adicione 55 microlitadores da solução preparada 2, 6-diisopropiltilamina ao tubo. Em seguida, feche e agite o tubo por 10 segundos. Após 20 minutos, confirme a formação da imina 2 por análise de NMR de prótons e determine o rendimento da RMN em comparação com o sinal com o padrão interno.

Para síntese do composto três, carregue o vaso de reação contendo uma barra de agitação magnética com 9,4 miligramas de catalisador de ferro, 320 miligramas de 9-BBN e 10 mililitros de tetrahidrofurano dentro de uma caixa de luvas. Depois de fechar o vaso de reação, remova-o do porta-luvas para conexão com o sistema de gás. Adicione uma atmosfera de dióxido de carbono ao vaso por três minutos antes de fechar o navio para uma incubação de agitação de 45 minutos a 25 graus Celsius.

No final da reação, abra o recipiente de reação no porta-luvas, e adicione uma solução de 380 miligramas de triazol-5-ylidene em seis mililitros de tetrahidrofurano à mistura. Em seguida, carregue a reação com três atmosferas de dióxido de carbono e mexendo por 60 minutos a 60 graus Celsius. No final da reação, quando a solução tiver esfriado à temperatura ambiente, remova os voláteis sob vácuo e lave o resíduo três vezes com dois mililitros de éter dietil a zero graus Celsius para obter o aduto de dióxido de carbono três como pó branco.

Para a síntese composta de quatro em uma caixa de luvas, carregue um novo vaso de reação contendo uma barra de agitação magnética com 159 miligramas de 9-BBN, 10% de benzeno hexamotila molar como padrão interno, e 4,7 miligramas de catalisador de ferro seguido pela adição de cinco mililitros de tetrahidrofurano. Coloque o navio fechado fora do porta-luvas para um equilíbrio de 15 minutos a 25 graus Celsius antes de conectar o vaso ao sistema de gás por três minutos sob uma pressão dinâmica de um dióxido de carbono da atmosfera. No final da pressurização, feche o navio para uma incubação de agitação de 45 minutos a 25 graus Celsius.

Quando o composto for gerado, abra o recipiente de reação no porta-luvas e adicione 54 miligramas de triazol-5-ylidene. Fora do porta-luvas, mexa a solução a 80 graus Celsius por 40 minutos para gerar mistura de compostos contendo composto quatro, e remova o solvente sob vácuo. Em seguida, dissolva parte do resíduo em 0,6 mililitros de tetrahidrofurano deuterado, e coe a solução através de uma seringa equipada com um filtro de politefluoroetileno de 0,2 micrômetro em um tubo NMR para análise.

Uma geração bem sucedida de composto bis(boryl)acetal, avaliada pela análise de NMR de prótons, resulta em um pico característico de metilamina em 5,4 partes por milhão em tetrahidrofurano deuterado. Uma geração bem sucedida de composto dois apresenta um pico AB característico definido em 7,30 partes por milhão para os dois prótons inequivalentes de metilamina em tertrahidrofurano deuterado. Em uma geração bem sucedida de composto três, os sinais mais notáveis são o pico de metanfetamina conectado ao carbureno a 5,34 partes por milhão e os picos de metanfetamina do fragmento BBN em 0,26 e menos 0,65 partes por milhão.

Uma síntese bem sucedida de composto quatro in situ gerado a partir de dióxido de carbono é notavelmente caracterizada por um duplo a 4,64 partes por milhão em um pseudo-trigêmeo a 3,36 partes por milhão. A cadeia C3 alifática do composto isolado quatro de DL-glicealdeído é caracterizada em NMR de prótons por quatro sinais de prótons, e em carbono 13 NMR por três sinais de carbono. As etapas de redução são sensíveis às mudanças no protocolo, e a reprodutibilidade deve ser sondada notadamente pela síntese reprodutiva do composto dois em bom rendimento.

Verifique as folhas de segurança de qualquer material e gases perigosos para tomar precauções quanto ao manuseio de gases e evitar a construção de sobrepressão.