RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ru_RU
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Сообщается о функционально простой процедуре синтеза орто-трифторметоксилированных производных анилина с помощью двухступенчатой последовательности O-трифторметилирования N-арил-N-гидроксиацетамида с последующей термически индуцированной внутримолекулярной миграцией OCF 3.
Молекулы, несущие трифторметокси (OCF 3) группу часто показывают желании фармакологические и биологические свойства. Тем не менее, поверхностное синтез trifluoromethoxylated ароматических соединений остается сложной задачей в органическом синтезе. Традиционные подходы часто страдают от плохого рамки подложки, или требуют использования высокотоксичного, трудно в обращении, и / или термонеустойчивого реагенты. Здесь мы приводим удобный протокол для синтеза метилового эфира 4-ацетамидо-3- (трифторметокси) бензойной кислоты с использованием 1-трифторметил-1,2-бензиодоксол-3 (1Н) -он (Togni реагент II). Лечение метил-4- (N -hydroxyacetamido) бензойной кислоты (1a) с реагентом Togni II в присутствии каталитического количества карбоната цези (Cs 2 CO 3) в хлороформе при комнатной температуре давала метил-4- (N - (трифторметокси) ацетамидо) бензойной кислоты (2а). Это промежуточное соединение затем превращают в конечный продукт метил 4-ацетамидо-3- (trifluoromethoxy) бензойной кислоты (3а) в нитрометана при 120 ° С. Эта процедура носит общий характер и могут быть применены к синтезу широкого спектра орто производных анилина, -trifluoromethoxylated которые могут служить в качестве полезных синтетические блоки для открытия и разработки новых лекарственных, агрохимикатов и функциональных материалов.
Трифторметокси- (OCF 3) группа сделала огромное влияние на жизнь и материалы научных исследований с момента первого синтеза трифторметил эфира в 1935 году 2 Благодаря уникальному сочетанию высокой электроотрицательности (χ = 3,7) 3 и отличное Липофильность (Π х = 1.04), 4 трифторметоксигруппой нашел широкое применение в медицине, сельском хозяйстве, и материалов промышленности. 5-10 Тем не менее, поверхностное введение OCF 3 группы в органических молекулах, особенно ароматических соединений, остается серьезной проблемой в синтетической химии.
За последние несколько десятилетий, усилия по решению этой проблемы привело к развитию нескольких преобразований для синтеза trifluoromethoxylated аренов 5-7,9-11 Они включают в себя (я) обмен хлора / фтора на trichlorinated прекурсоров;. 1,12 -17 (II) deoxyfluorination из fluoroformates; 18 19-21 (IV) электрофильного трифторметилирование спиртов; 22-25 (V) нуклеофильного trifluoromethoxylation; 26-30, (VI) переход металл-опосредованной trifluoromethoxylation арильных боратов и винилстаннанов; 31 и (VII ) радикал trifluoromethoxylation. 32,33 Тем не менее, многие из этих подходов либо страдают от плохого рамки подложки или требуют использования высокотоксичных и / или термонеустойчивых реагентов. Таким образом, из-за отсутствия общего и удобный метод синтеза OCF 3 -содержащих соединения, потенциал OCF 3 группы не было в полной мере в химии.
Как часть нашего интереса trifluoromethoxylation реакций, 34 мы описываем здесь, двухступенчатый протокол (т.е. радикал -trifluoromethylation вывода и термонаведенные OCF 3 -migration) для синтеза метилового эфира 4-ацетамидо-3- (трифторметокси) бензойной кислоты (3а) из метил-4- (N -hydroxyacetamido) бензоат (1а). Стратегия проста в эксплуатации и применимы к синтезу широкого спектра орто производных анилина -trifluoromethoxylated.
1. Предшественник Приготовление: Синтез хлоргидрата метилового эфира 4- (N -hydroxyacetamido) бензойной кислоты (1а)
2. Синтез метил-4- (N - (трифторметокси) ацетамидо) бензойной кислоты (2а)
3. Синтез метил-4-ацетамидо-3- (трифторметокси) бензойной кислоты с помощью OCF 3 -migration (3а)
4. Характеристика новых продуктов
Метиловый эфир 4- (N -hydroxyacetamido) бензойной кислоты (1a) был синтезирован в 92% выделенного продукта через двухступенчатой процедуры (т.е., уменьшение метил-4-нитробензоат с гидразином с использованием 5% Rh / C в качестве катализатора с образованием метил-4- ( N гидроксиамино) бензойной кислоты, с последующей защитой ацетил полученного гидроксиламина). О- трифторметилирования 1а с Togni реагента II в присутствии каталитического количества карбоната цези (Cs 2 CO 3) в хлороформе при комнатной температуре дает требуемый 4- ( N - (трифторметокси) ацетамидо) бензойной кислоты (2а) в 95% выделенного продукта. Это соединение прошли термонаведенные OCF 3 -migration в MENO 2 при 120 ° С с получением желаемого метил-4-ацетамидо-3- (трифторметокси) бензойной кислоты (3а) в 85% выделенного продукта.
1 H, 19 F ЯМР-спектр конечного продукта 3а показаны на рисунке 1, рисунке 2, и на фиг.3, соответственно. Отличить квартет пик 120,6 частей на миллион с большой постоянной связи (258,9 Гц) в 13 спектров ЯМР С соответствует CF 3 углерода. Когда OCF 3 -migration происходит резкое изменение F ЯМР 19 от -65 частей на миллион (2а), чтобы -58.1ppm (3а) наблюдается. Точный характеристические данные 3а сообщается как следует: R F = 0,51 (гексан / этилацетат 4: 1 (об / об)). ЯМР спектроскопии: 1 H ЯМР (700 МГц, CDCl 3, 25 ° C, δ): 8,56 (д, J = 8,6 Гц, 1H), 7,97 (д, J = 8,6 Гц, 1H), 7,93 (с, 1Н) , 7,56 (. с, 1H), 3,92 (с, 3H), 2,27 (с, 3H) 13 С ЯМР (175 МГц, CDCl 3, 25 ° C, δ):. 168,5, 165,6, 137,2, 134,7, 129,3 , 125,8, 121,5, 120,8, 120,6 (д, J = 258,9 Гц), 52. 0,5, 25,2 F ЯМР 19 (376 МГц, CDCl 3, 25 ° C, δ): -58,1 (с). Масс-спектрометрия: HRMS (ESI-TOF) (м / з): рассчитано дл C 11 H 11 NO 4 F 3 ([М + Н] +) 278,0640, найдено 278.0643.
Этот протокол является общим и применимо к широкому спектру ароматических соединений (таблица 1). Реакционную терпит широкий спектр функциональных групп, включая эфир (3а, 3d), кетон (3b), нитрил (3C), простые эфиры (3e, 3M), галогены (3g - 3 л), CF 3 группы (3м, 3n), Амид (3о) и гетероцикл заместитель (3о). Галогенные заместители, особенно Br и I, особенно полезны, поскольку они обеспечивают синтетические ручки для дальнейшего функционализации. Кроме того, высокие уровни орто - пара-за SELECтельность наблюдается (3f, 3k - 3л). В присутствии двух неодинаковых ортоположениях, низкие уровни regiocontrol получены (3d, 3e, 3K, 3 м). Кроме того, температура реакции на стадии 3 OCF -migration зависит от электронной природы аренов. Как правило, более электронодефицитные аренов требует более высокой температуры реакции.

Рисунок 1. 1 H ЯМР спектр 3a. Химический сдвиг и относительной интеграция характерных протонов маркировку. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2. 13 С ЯМР спектр 3a. Химический сдвиг характерных углерода обозначен. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3. 19 F ЯМР спектр 3a. Химический сдвиг характеристики фтора помечены с помощью трифтортолуол (-63,3 промилле) в качестве внутреннего стандарта. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенное Figure.

Таблица 1. Отдельные примеры trifluoromethoxylation аренов Время реакции: 11-48 ч.. Цитированных выходы и изомерные соотношения для OCF 3 -migration шага (от 2 до 3) и изолированного материала колоночной флэш-хроматографией. [а] 50 ° С. [B] 120 ° С. [с] 140 ° С. [d] Менее 5% пара-продукт был обнаружен. ТГФ тетрагидрофуран; AcCl = ацетилхлорид. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой таблице.
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.
Сообщается о функционально простой процедуре синтеза орто-трифторметоксилированных производных анилина с помощью двухступенчатой последовательности O-трифторметилирования N-арил-N-гидроксиацетамида с последующей термически индуцированной внутримолекулярной миграцией OCF 3.
Мы признаем, щедрые стартовый капитал из Государственного университета Нью-Йорка в Стоуни-Брук в поддержку этой работы. Мы также благодарим TOSOH F-Tech, Inc. для предоставления нам TMSCF 3 реагента для синтеза Togni реагента II.
| 5% Родий на углероде | Aspira Scientific | 300835 | 5% масс.% сухой нагрузки |
| Гидразина моногидрат | Sigma-Alderich | 13696HMV | Реагент марки, 98% |
| Ацетилхлорид | Alfa Aesar | 10176887 | 98% |
| Гидрокарбонат натрия | Fisher Scientific | 134826 | Химический чистый |
| карбонат цезия | Alfa Aesar | 12887 | 99,9%, металлическая основа |
| Togni Reagent II | Приготовлен в соответствии с литературной методикой (ref. 37). Внимание: Чистый реагент Togni II чувствителен к ударам и трению, обращайтесь с ним с большой осторожностью (см. ссылку 36). | ||
| Тетрагидрофуран | BDH | BDH1149-4LG | дистиллирован из бензофенона натрия глубокого фиолетового цвета. |
| Диэтиловый эфир | Fisher Scientific | 148221 | дистиллирован из бензофенона натрия глубокого фиолетового цвета. |
| Хлороформ | Fisher Scientific | 141739 | Сушка на CaH2 и дистиллированный |
| нитрометан | Alfa Aesar | J03z053 | Сушка на CaSO4 и дистиллированный |
| силикагель | SILICYCLE | 60514 | 40-63 µ м (230-400 меш) |
| Celite | EMD | 2012040674 | Не промытый кислотой |