Применения элементарного лантаноиды в выборочной активации C-F трифторметилированные Benzofulvenes, обеспечивая доступ к различным Difluoroalkenes

Этот метод может дать новое представление о восстановительной химии металлов лантаноидов в области органической химии, как это было продемонстрировано в данном случае в реакциях активации C-F. Основное преимущество этого метода, который может быть применен ко всем металлическим лантаноидам, заключается в том, что он обеспечивает высокореакционноспособные металлы для широкого спектра органических и органометаллических реакций. Перед процедурой синтезируйте нужные трифторметилированные бензофульвен и нитроалкен.

За день до реакции дистиллируйте не менее двух миллилитров безводного тетрагидрофурана и храните его над активированными молекулярными ситами. Кроме того, переложите в бардачок, наполненный азотом или аргоном, металлический напильник, плоскогубцы, алюминиевую фольгу, неглубокий контейнер из полипропилена, высушенную в духовке пятимиллилитровую пробирку и две резиновые перегородки. Для начала отмерьте 65 миллимолей трифторметилированного бензофульвена и поместите его в высушенную в духовке 50-миллилитровую пробирку Schlenk, оснащенную высушенной в духовке магнитной мешалкой.

Закройте трубку Schlenk пластиковой завинчивающейся крышкой, покрытой ПТФЭ. Зажмите трубку над магнитной мешалкой и подключите боковой рычаг к линии Schlenk. Начните помешивать примерно с 700-800 об/мин и откройте пробирку, чтобы вакуумировать.

Просушите бензофульвен под вакуумом в течение десяти минут, а затем протрите трубку с помощью азота или газообразного аргона. Повторите процесс сушки еще дважды, всего три раза. Затем заполните трубку инертным газом и закройте ее запорный кран.

Перенесите трубку в бардачок, заполненный инертным газом. Положите один кусок алюминиевой фольги на весы в бардачок, на место бумаги для взвешивания. Выстелите полипропиленовую пластину другим куском алюминиевой фольги, чтобы улавливать металлические опилки.

Затем крепко зажмите большой кусок металлического диспрозия плоскогубцами. Подпилите внешний, неактивный слой металла над пластиной, облицованной фольгой, стараясь избегать контакта напильника с плоскогубцами, чтобы свести к минимуму загрязнение металла. Затем отмерьте 82 миллиграмма свежеподанного металлического диспрозия.

Поместите металл в трубку Schlenk, и закупорьте трубку резиновой перегородкой. После этого отмерьте в пробирку 200 миллиграмм безводного хлорида алюминия, а пробирку закупорьте второй резиновой перегородкой. Извлеките пробирку Шленка и пробирку из перчаточного ящика, когда будете готовы начать активацию C-F.

Зажмите трубку Schlenk над магнитной мешалкой и подключите ее к линии Schlenk. Выполните три цикла сушки смеси под вакуумом в течение десяти минут, а также повторного наполнения трубки инертным газом. Затем поместите трубку Schlenk под поток инертного газа под положительным давлением и начните помешивать сухую смесь.

Зажмите пробирку из хлорида алюминия в колпаке, и подключите пробирку к положительному потоку инертного газа через иглу через перегородку. Далее добавьте в трубку Шленка 10-12 миллиграмм йода, под положительным потоком инертного газа. Затем продуйте сухой пластиковый двухмиллилитровый шприц, оснащенный 120-миллиметровой иглой для подкожных инъекций 21-го калибра, наполнив шприц инертным газом и вытолкнув его три раза.

Наберите 1,5 миллилитра свежедистиллированной сухой ТГФ в продуваемый шприц. Добавьте 5 миллилитров ТГФ в тюбик Schlenk, чтобы получить раствор глубокого коричневого цвета. Добавьте оставшийся один миллилитр ТГФ по каплям в хлорид алюминия.

При необходимости аккуратно покрутите трубку, чтобы растворить хлорид алюминия. Затем наберите еще теплый раствор хлорида алюминия с желтым оттенком в шприц и добавьте его в реакционную смесь в пробирке Шленка. Продолжайте помешивать реакционную смесь до полного израсходования бензофульвена, что обычно занимает около одного часа.

Смесь сначала станет желто-коричневой, а затем станет мутной, темно-зеленой. Тем временем отмерьте в духовке-сушке пробирку 5 миллимолей нужного нитроалкена. Запечатайте пробирку резиновой пробкой и начните сушку нитроалкена под вакуумом с помощью иглы через перегородку.

После того как реакция протекала в течение одного часа, берут пробу смеси с десятисантиметровым капилляром для тонкослойной хроматографии. Разбавьте образец петролейным эфиром, и проверьте наличие ярко-желтого пятна от бензофульвена. После того, как бензофульвен будет израсходован, заполните пробирку с нитроалкеном инертным газом.

Затем добавьте сухой нитроалкен в трубку Шленка, под положительным потоком инертного газа. Реакционная смесь станет желто-зеленой. Продолжайте помешивать смесь до тех пор, пока нитроалкен не будет израсходован, что обычно занимает около часа.

Оцените расход нитроалкена с помощью TLC со смесью петролейного эфира и этилацетата в соотношении 95 к 5 по объему в качестве элюанта. По окончании реакции разбавьте смесь продукта 20 миллилитрами диэтилового эфира. При открытой трубке Шленка в вытяжном шкафу охладите смесь пятью миллилитрами водного раствора соляной кислоты в соотношении один моль на литр.

Наконец, извлеките продукт в диэтиловый эфир, высушите экстракт над сульфатом магния и очистите продукт с помощью колоночной хроматографии с силикагелем. Предложенный механизм реакции включает в себя лантаноид-опосредованную активацию CF, трансметаллизацию и добавление нитроалкена. ЯМР с фтором сырого продукта показал два набора из двух дублетов, отнесенных к дифлуроалкеновым группам диастереомерных продуктов.

Наблюдалось небольшое количество гидролизованного продукта, обусловленное избытком исходного бензофульвена. Значительное количество гидролизованного продукта наблюдается при попадании влаги в реакционную смесь или при гашении реакции до завершения добавления нитроалкена. Исходный материал может наблюдаться, если активация C-F не дошла до завершения, что может свидетельствовать о недостаточно реакционноспособном лантаноиде.

Диастереомеры могут быть разделены с помощью медленного элюирования на длинной силикагелевой колонке. С использованием диспрозия реакция протекала хорошо, с диапазоном из двух нитроалкенов. В то время как 2-тиенилзамещенный бензофульвен успешно реагирует с парахлорфенилнитроалкеном.

При аналогичных условиях реакция не происходила, если бензофульвен был заменен богатой электронами пара-диметиламинофенильной группой. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как обращаться с химически активными металлами лантаноидами в инертной атмосфере и как использовать сильный восстановительный потенциал для интересных и синтетических процедур.