Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

הכנת פסילי (2) Published: June 21, 2017 doi: 10.3791/55766
Automatic Translation
1, 1, 2, 1, 1, 1
1College of Materials, Chemistry and Chemical Engineering, Hangzhou Normal University, 2Shijiazhuang Mechanized Infantry Academy

Summary

את allefination רוטניום- catalyzed של אלקנים לקוי אלקטרונים עם אצטט אלל מתואר כאן. בפרוטוקול זה, ללא שימוש באמינוקרבוניל, יש יעילות גבוהה וסטריאו - ו regioselectivity טובים, פותחים נתיב סינתטי חדש ל ( Z , E ) - שלדידינים.

Abstract

צימוד צולבות ישירה בין שני האלקנים באמצעות הפעלת ויניל CH האג"ח מייצג אסטרטגיה יעילה לסינתזה של butadienes עם אטומית גבוהה צעד הכלכלה. עם זאת, זו פונקציונליות מכוונת צולבות תגובה לא פותחה, שכן יש עדיין קבוצות בימוי מוגבל בשימוש מעשי. בפרט, כמות stoichiometric של חמצון נדרש בדרך כלל, לייצר כמות גדולה של פסולת. בשל התעניינותנו בסינתזה חדשה של 1,3-butadiene, אנו מתארים את ה- olefination המופרז של רוטניום של אלקנים חסרי אלקטרונים באמצעות אצטט אללי וללא חמצון חיצוני. התגובה של 2-phenyl acrylamide ו- allyl acetate נבחרה כתגובת מודל, ואת המוצר diene הרצוי התקבל 80% תשואה מבודדת עם stereoselectivity טוב ( Z, E / Z, Z = 88:12) בתנאים אופטימליים: Ru ( p- cymene) Cl 2 ] 2 (3% mol) ו AgSbF 6 (20% mol) ב DCE ב 110 מעלות צלזיוסאו 16 שעות. עם תנאי קטליטי אופטימיזציה ביד, נציג α - ו / או β- Acrilamides זרקו נחקרו, וכל הגיבו בצורה חלקה, ללא קשר קבוצות aliphatic או ארומטי. כמו כן, שונה Acrilamides N- substituted הוכיחו להיות מצעים טובים. יתר על כן, בדקנו את התגובה של נגזרות אליליות שונות, דבר המצביע על כך שקליציה של חמצן אצטט למתכת היא חיונית לתהליך הקטליטי. ניסויי דוטריום התבצעו גם כדי לחקור את מנגנון התגובה. רק Z- Selective H / D חילופי על acrylamide נצפו, המציין אירוע cyclometalation הפיך. בנוסף, נצפתה השפעה איזוטופית קינטית (KIE) של 3.2 במחקר האיזוטופי הבין-מולקולרי, דבר המצביע על כך שצעד המטאלציה olefinic CH מעורב כנראה בצעד הקובע.

Introduction

Butadienes מתרחשים באופן נרחב נמצאים בדרך כלל מוצרים טבעיים רבים, תרופות, ומולקולות ביו 1 . כימאים עשו מאמצים אינטנסיביים לפתח מתודולוגיה סינתטית יעילה, סלקטיבית ומעשית לסינתזה של 1,3-butadienes 2 , 3 . לאחרונה פותחו חיבורים צולבים ישירים בין שני אלקנים באמצעות הפעלה כפולה של אג"ח CH, אשר מייצגים אסטרטגיה יעילה לסינתזה של בוטאדינים, עם כלכלה אטומית וכלכלית גבוהה. ביניהם, הזיווג הצולב של פלדיום של שני אלקנים משך תשומת לב רבה, ומספק ( E, E ) - בוטאדינים מכוננים באמצעות מינים 4 , 5 אלקניל- ד . לדוגמה, הקבוצה של ליו פיתחה סינתזה של Pd- קטליזד בוטאדיאן על ידי צימוד צולבות ישירה של alkenes ו allyl אצטט ( איור 1 ומשוואה 3 ) 4 . בינתיים, צימוד פונקציונלי קבוצתית צימוד בין אלקנים בתנאי butadienes עם מעולה ( Z, E ) -ההשפעה בשל אירוע cyclometalation olefinic CH, המייצג שיטה משלימה 6 . עד כה, כמה קבוצות בימוי, כגון אנולטים, אמידים, אסטרים ופוספטים, הוכנסו בהצלחה לצימוד הצולב בין אלקנים, המספקים סדרה של 1,3-בוטאדינים יקרי ערך ופונקציונליים. יחד עם זאת, לא פותחה תגובה צימוד צולבת מכוונת, שכן יש עדיין קבוצות הפניה מוגבלת בשימוש מעשי. בפרט, כמות stoichiometric של חמצון נדרש בדרך כלל כדי לשמור על מחזור קטליטי, אשר מייצר כמות גדולה של פסולת אורגנית אורגנית. ישנן דוגמאות מוגבלות מאוד באמצעות אלקנים עשירים אלקטרונים כשותף צימוד.

Allyl אצטט ונגזרותיה היו עמוקיםהמבוצעות בתהליכים אורגניים כאלליאציה חזקה וריאגנטים של אולאפינציה, כולל צימוד צולב מזויף, אלליציה של פרידל-קרפט של זירות עשירות באלקטרון, והפעלה קטליטית של זירות לקויות אלקטרונים ( איור 1 ו משוואה 1 ) 7 . לאחרונה, קבוצת Loh פיתחה רודיום (III) -קליזציה CH אליליציה של אלקנים לקוי אלקטרונים עם אצטט allyl, יצירת 1,4-dienes ( איור 1 ו משוואה 2 ) 8 . בינתיים, קבוצת Kanai דיווחו על אלליציה CH ישיר עם אלכוהול allylic אלכוהול באמצעות Co (III) זרז 9 . מעניין, Snadon ועמיתים לעבודה גילה שיטה חדשנית המבוססת על קטליזה שיתופית לאלימה ישירה א-סימטרית של אסטרים אקסיקליים 10 . לאחרונה, קבוצת אקרמן דיווחה על מספר דוגמאות של אליליציהז זול PE, Co, ו זרזים Mn 11 . דוחות אלה עשו פריצות דרך בתגובות allelation ותגובות אולפינאציה, אך הגירה כפולה של קשרים ורגיוסלקטיביות לקויה הם בדרך כלל בלתי נמנעים ואינם נשלטים בקלות. לפיכך, פיתוח דפוסי תגובה יעילה יותר סלקטיבית של אצטט אלל לבנות מולקולות יקרות עדיין רצוי מאוד. עם התעניינותנו בסינתזה חדשה של 1,3-butadiene באמצעות olefination CH, הנחנו כי אצטט אללי יכול להיות מוצג אלליציה מכוונת של אלקנים לקוי אלקטרונים, הראשון מתן 1,4-diene. לאחר מכן, ניתן ליצור את ה- 1,3-butadiine היציב יותר תרמודינמית לאחר האיזומריזציה הנדידה של הקשר הכפול של CC 7 , ויצר את המוצר הדיאני שאי אפשר להשיג באמצעות צימוד צולב באמצעות אלקנים עשירים באלקטרון, כגון propene, כשותף צימוד 6 . כאן, אנו מדווחים על זול Ru (III) -קטליזד olefinic CH olefinatioN של acrylamides עם אצטט allyl בהעדר כל oxidant, אשר פותח מסלול סינתטי חדש ליצירתה של ( Z, E ) בוטדינים ( איור 1 ו משוואה 4 ) 13 .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

זהירות: יש לעיין בכל הגיליונות הרלוונטיים של נתוני בטיחות (MSDS) לפני השימוש. כל תגובות צימוד חוצה צריך להתבצע צלוחיות תחת אווירה ארגון אטום (1 ​​atm).

1. הכנת בוטאדינים על ידי Olefination של Acrylamides עם Allyl אצטט

  1. יבש בקבוק בורג מכסה (8 מ"ל) עם מגנטי סט מערבי תואם בתנור ב 120 מעלות צלזיוס במשך 2 שעות. מגניב את הבקבוקון חם לטמפרטורת החדר על ידי נושבת על זה עם גז אינרטי לפני השימוש.
  2. יש להשתמש באיזון אנליטי ולשקול 3.7 מ"ג (~ 3 mol, ~ 0.005 mmol) של [Ru [ p- cymene] Cl 2 ] 2 (אבקה חומה) ו- 13.7 מ"ג (20 mol, 0.04 mmol) של AgSbF 6 (לבן מוצק) לתוך בקבוקון התגובה לעיל.
    הערה: מאחר שמדובר במתודולוגיה חדשה, התגובות של צימוד הצולבות בוצעו בקנה מידה קטן להוכחת המושג להפחתת התהוות. AgSbF 6 משמש כתוסף שעשוי כלוריד מופשט לייצרקומפלקס רוטיניום קטיוני להפעלת בונד אלקטרו - צ'ילי. מלחי כסף אחרים, כגון Ag 2 CO 3 , נבדקו אף הם, אך לא זוהה מוצר. המשקל של הזרז ([Ru ( p- cymene) Cl 2 ] 2 ) אינו מדויק מאוד והוא בטווח של 3-4-3.9 מ"ג.
  3. מוסיפים 1 מ"ל של יבש 1,2-dichloroethane כדי בקבוקון התגובה.
    הערה: כמות ממס הוא גמיש 1 מ"ל של 1,2-dichloroethane הוא רק מספיק כדי לענות על הדרישה המינימלית של נפח לתגובת צימוד צולבות. עם זאת, קצת יותר (~ 0.1 מ"ל) ממס הוא גם מותר לתגובה של סולם זה. 1,2-dichloroethane היה יבש מעל מסננת מולקולרית 3 before לפני השימוש בו.
  4. השתמש איזון אנאליטי ולהוסיף acrylamide (0.2 mmol, 1.0 equiv; מוצק או שמן) על בקבוקון התגובה לעיל.
  5. השתמש מיקרו מזרק להוסיף 43 μL (0.4 mmol, 2.0 equiv) של אצטט אלל (נוזל חסר צבע) על בקבוקון התגובה לעיל.
  6. מכה בעדינות על בקבוקון התגובה עם גז ארגון לכסות את הבקבוקון עם מכסה בורג תואם מהר ככל האפשר.
    הערה: הבקבוקון צריך להיות מכוסה עם בורג שווי מהר ככל האפשר, כי אווירה אינרטי הוא חיוני לתגובת צימוד צולבות. עדיף לבצע את הפרוטוקול הנ"ל בתיבה כפפות.
  7. מערבבים את תערובת התגובה בטמפרטורת החדר במשך 5 דקות נוספות.
  8. מחממים את הבקבוקון התגובה ל 110 מעלות צלזיוס באמבט שמן עם ערבוב במשך 16-18 שעות.
    הערה: בדרך כלל, שינוי צבע אדום כהה הוא אינדכי התגובה מתרחשת.
  9. לאחר קירור הבקבוקון למטה, השתמש אתיל אצטט: אתר נפט (2: 1 או 1: 3) תערובות כמו ממס כדי לפתח את שכבות דקות כרומטוגרפיה (TLC) צלחות כדי לפקח על התקדמות התגובה על ידי השוואת תערובת כדי תקן acrylamide .
    הערה: בהתאם לאופי של חומרי המוצא, התגובה לא יכול להגיע להשלמה. ערכים טיפוסיים של R F של המוצרים וחומרי המוצא הם בטווח של 0.3-0.7. החומר acrylamide החל כבר נצפתה כתחנת ריצה נמוכה יותר מאשר המוצר butadiene.
  10. ממיסים את המוצר הגולמי במינימום של DCM לטעון אותו על עמוד סיליקה רטוב עם אתר נפט. להפריד את המוצר צימוד לחצות באמצעות כרומטוגרפיה עמודה באמצעות תערובת של אתיל אצטט: אתר נפט (1: 100-1: 4) כמו eluent.
    1. איסוף eluent בבקבוק נפרד, להתאדות ממס על מאייד rotator, אד מקום זה תחת ואקום גבוה עבור מינימום של 2 שעות.
    2. להשיג כ 20-50 מ"ג של המוצר לאפיון על ידי ספקטרוסקופיה תמ"ג.
      הערה: תערובת התגובה צריך להיות מיושם על כרומטוגרפיה עמודה לטיהור ישירות לאחר השלמת התגובה.

2. אפיון של Dienamides

  1. .Characterize ולהעריך את הטוהר של המוצר הסופי באמצעות 1 H ו 13 C תמ"ג ספקטרוסקופית 14 . בדרך כלל, היסט הכימי של פחמן carbonyl מופיע ליד 170 עמודים לדקה על ספקטרום 13 C תמ"ג. שלושת הפרוטונים של הקבוצה התפקודית של בוטאדין מיוצגים על ידי פסגות אופייניות ליד 6.0 ו -5.6 חל"מ.
  2. השתמש אינפרא אדום ספקטרוסקופיה 14 לזהות carbonyl אופייני CC פעמיים האג"ח שיא של המוצר diene.
  3. קביעת המסה המולקולרית של המוצר וכן לאמת את הזהות באמצעות high-ספקטרומטריית מסה ברזולוציה (HRMS) 14 .
  4. לקבוע את נקודת ההיתוך של מוצק מוצרים 14 .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

מאמצינו התמקדו בהכנת 1,3-בוטאדינים מאקרילאמיד ואצטיל.

טבלה 1 ממחישה את אופטימיזציה של התנאים, כולל הקרנה של תוספים שונים ממיסים, באמצעות [Ru ( p- cymene) Cl 2 ] 2 כזרז. לאחר הקרנת סדרה של ממיסים מייצגים, שמחנו לגלות כי התשואה המוצר השתפר באופן דרמטי ל 80%, עם סלקטיביות טובה ( Z, E / Z, Z = 88:12). מבנה ה- CIS אושר על-ידי ניתוח NMR של NOESY, מה שמעיד על כך שקבוצת האמידו ביים את שלב היווצרות ה- CC CC במחזור הקטליטי. Z, E / Z, Z יחס נקבע על ידי שילוב של 1 תמ"ג H. כאשר התגובה בוצעה 1,2-dichloroethane, רק כמויות זעירות של מוצר allylation 4a ( 3a / טבלה 1 , כניסה 6). עם זאת, ממיסים אחרים, כגון tetrahydrofuran ו אלכוהול temyl, הפריע מאוד את התגובה, בעוד ממיסים קוטביים חזקים, כגון אצטוניטריל ו- N, N- dimethylformamide, לא סיפק מוצר ( טבלה 1 , ערכי 1 - 5). יתר על כן, טמפרטורה נמוכה יותר (90 מעלות צלזיוס) הביאה לירידה בתשואה אך הקלה על תהליך האליאציה, בעוד שהעלאת הטמפרטורה (130 מעלות צלזיוס ) שיפרה את תהליך הדליפה, אך גרמה לירידה בתשואה, ככל הנראה בשל השפלה ( טבלה 1 , ערכים 7 ו -8). [רו ( p- cymene) Cl 2 ] 2 המורכב עצמו לא יכול לגרום בוטאדיאן המקביל 3a ( טבלה 1 , כניסה 9). תוספים אחרים, כגון Ag 2 CO 3 , KPF 6 , ו Cu (OAc) 2 , הוקרנו גם, אבל כולם לא סייעו רוטניום compלקס ביצירת המוצר ( טבלה 1 , ערכים 10-12).

בטבלה 2 , היקף התגובה נחקרה על ידי הגשת acrylamides שונים לתנאים אופטימיזציה בנוכחות של אצטט alal 2a . תשואות מתונות עד מצוינות הושגו, עם regioselectivity טוב ( Z, E / Z, Z ) סלקטיביות. כפי שמוצג בטבלה 2 , גם ה- Acrlamide N- susstituted 1 גם הגיב היטב עם אצטט אליל, המספק את 1,3-butadienes הרצוי עם stereoselectivity טוב ( Z, E / Z, Z עד 88:12) ( 3a-3f ) . זו תגובה צימוד צולבת גם המשיך בצורה חלקה כאשר מבוצע על גרם בקנה מידה, כמתואר בסינתזה של 3a , מראה את החוסן של שיטה זו. נבדקו גם אמידים ראשוניים ומשניים, אך אף אחד מהם לא סיפק את המוצר olefination או allylation. בהשתהות של טבעת פניל ​​ב α- מיקום של acrylamide הראו השפעה מוגבלת על התגובה. המוצר הרצוי היה מבודד בתשואה של 67%, עם regioselectivity מעולה ( 3g / 4g = 97: 3), אבל stereoselectivity ירד מעט ( Z, E / Z, Z = 83:17). קבוצות תפקודיות בעלות ערך, כגון Br, F או Me, יכולות להיות נסבלות היטב, למרות שתשואות המוצרים ירדו כאשר הוצגה קבוצת משיכת אלקטרונים ( טבלה 2 , 3h-j ). טבעות ארומטיות גדולות יותר, כגון אקרילמיד שהוחלף בנפטלין, סיפקו גם תוצאות טובות ( טבלה 2 , 3k ). קבוצות אלקיל אחרות, כמו מצעים קשירת בנזיל והקסיל, הגיבו גם כן, עם רג'וזלקטיביות טובה וסלקטיביות Z / E ( טבלה 2 , 3l-o ). התגובה של α , β -disubstituted acrylamides 1 היו גם לשעברמלוטש. Acrylamide 1 , הנושאת יחידה cyclopentenyl, הגיבה היטב, אבל מוצר 4p האליאציה גדל במידה ניכרת. מעניין, acrylamide מוטבע עם מחלת cyclohexenyl הראו מעולה regio ו stereoselectivity, ויצירת כמות עקבות של 4-4-diene.

בלוח 3 נבדקה תגובתיות של נגזרות אליליות שונות. כמו כן נבדקו אצטט מסועף של אלל. Α - או β - אצטט allyl סובלני היו אינרטי לחלוטין עבור צימוד צולבות, בעוד γ- alstl אצטט נשלף העניק רק עקבות המוצר. אחר האסטרים carboxylic allyl, כגון allyl hexanoate 2b , allyl methacrylate 2c , allel phenoxyacetate 2d , ו allyl 3,3,3-trifluoropropanoate 2e , נבדקו גם, מראה ירידה בתגובה לעומת השוואת אליל אצטט 2a 2f היה פעיל יותר עבור olefination ו allylation, ויצרו מוצר עם תשואה של 24% בלבד. ראוי לציין כי allyl iodide 2g לא להפגין כל תגובתיות כלפי acrylamide, מה שמרמז כי chlation של חמצן אצטט אל המתכת הוא חיוני בתהליך קטליטי.

יתר על כן, כדי לחקור את מנגנון התגובה, שני ניסויים דוטריום שכותרתו נערכו ( איור 2 ). אם 1g Acrylamide היה נתון למערכת קטליטי סטנדרטי בנוכחות חומצה אצטית 4 (10.0 equiv) ללא אצטט אללי, מינים רותניום קטיוני הוביל חילופי H- D / S על אקרילאמיד; E- Hlectic חילופי לא נצפתה, ובכך מצביע על אירוע cyclometallation הפיך 6 , 7 , 8 . יתר על כן, אפקט איזוטופי קינטי (KIE) של k H / k D = 3.2 נצפתה במחקר איזוטופי intermolecular, דבר המצביע על כך כי צעד המטאלציה האגדי CH OLEFINIC מעורב כנראה בשלב קביעת שיעור 6 .

שולחן 1
טבלה 1: אופטימיזציה של תנאים קטליטיים.

שולחן 2
טבלה 2: היקף אקרילידים מוחלפים בצורה שונה.

טבלה 3
טבלה 3: היקף נגזרי אליל שונים.

"Src =" / files / ftp_upload / 55766 / 55766fig1.jpg "/>
איור 1 : מעבר Olefination מזויף מתכת Allyation ידי CH הפעלה עם נגזרים Allyl. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2: ניסויים דוטריום שכותרתו. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3 : מנגנון מוצע עבור Olefin זה קטליטיAtion. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 4
איור 4 : 1 H תמ"ג ו -13 C תמ"ג ספקטרה עבור (2 Z , 4 E ) -2-methyl-1- (pyrrolidin-1-yl) hexa-2,4-dien-1-one (3a). תרכובת זו הוכנה על ידי הנוהל הכללי המתואר לעיל והתקבל כשמן צהוב (28.6 מ"ג, תשואה = 80%). (1, H), 3.54 (t, J = 7.0, 2H), 3.33 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 1.93 (s, 3H), 1.92 -1.88 (m, 4H), 1.74 (d, j = 7.0 הרץ, 3H). 13 3 ): δ 170.46, 132.11, 130.79, 128.11, 127.62, 47.21, 45.05, 25.92, 24.52, 19.92, 18.22. HR-MS (ESI): m / z מחושב עבור C 11 H 17 NO: [M + H] + 180.1383, נמצא: 180.1388. FTIR (KBR, cm -1 ): ν 3819, 3709, 3627, 3565, 2924, 1733, 1652, 1615, 1558, 1455. יחס Z / E של המוצרים הסופי ניתן לחשב מ 1 H תמ"ג על ידי שילוב של פרוטונים אולפינים על איזומרים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5
איור 5 : 1 H תמ"ג ו 13 C תמ"ג ספקטרה עבור (2 Z , 4 < Em> E ) -2-phenyl-1- (pyrrolidin-1-yl) hexa-2,4-dien-1-one (3g). תרכובת זו הוכנה על ידי הנוהל הכללי שתואר לעיל והתקבל כמו מוצק צהוב (32.3 מ"ג, תשואה = 67%). (M, 5H), 6.58 (d, J = 11.0 Hz, 1H), 6.26-6.17 (m, 1H), 6.02-5.93 (m, 1H) , 3.67 (t, J = 7.0 Hz, 2H), 3.20 (t, J = 7.0 Hz, 2H), 1.82-1.95 (m, 7H). תדר 13 C (125 MHz, CDCl 3 ): δ 168.48, 136.28, 135.83, 134.19, 128.78, 128.16, 127.70, 127.26, 125.40, 47.23, 45.18, 25.85, 24.58, 18.61. HR-MS (ESI): m / z מחושב עבור C 16 H 19 NO [M + H] + 242.1539, נמצא: 242.1531. FTIR (KBR, cm -1 ): ν 3851, 3647, 3627, 3565, 2924, 1732, 1633, 1429, 966, 694. נקודת ההיתוך: 82-83 ° C. יחס Z / E של המוצרים הסופי ניתן לחשב מ 1 H תמ"ג על ידי שילוב של פרוטונים olefinic על איזומרים.F = "http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55766/55766fig5large.jpg" target = "_ blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 6
איור 6 : 1 H תמ"ג ו -13 C תמ"ג ספקטרה עבור ( E ) - (2-prop-1-en-1-yl) cyclohex-1-en-1-yl) (pyrrolidin-1-yl) methanone (3q ). תרכובת זו הוכנה על ידי הנוהל הכללי שתואר לעיל וקיבלה כשמן צהוב (25.4 מ"ג, תשואה = 58%). ( H, M = 1, H 1), 3.47 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 3.22 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.18-2.09 (m, 4H), 1.86-1.79 (m, 4H), 1.67 (d, J = 6.5 Hz, 3H), 1.59 (brs, 4H). 13 3 ): δ 170.53, 131.25, 129.92, 128.58, 124.04, 46.18, 43.99, 25.76, 24.89, 23.58, 23.37, 21.20, 21.17, 17.53. HR-MS (ESI): m / z מחושב עבור C 14 H 21 NO [M + H] + : 220.1696, נמצא: 220.1694. FTIR (KBR, cm -1 ): ν 3742, 3674, 3646, 3565, 2933, 1683, 1634, 1557, 1505, 1435. יחס Z / E של המוצרים הסופי ניתן לחשב מ 1 H תמ"ג על ידי שילוב של פרוטונים אולפינים על איזומרים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 7
איור 7: ניתוח תמ"ג NOESY עבור (2 Z , 4 E ) -2-phenyl-1- (pyrrolidin-1-yl) hexa-2,4-dIen-1-one (3g).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

[Ru ( p- cymene) Cl 2 ] הוא זול, נגיש בקלות, אוויר יציב, פעיל מאוד מבוססי זרז מבוסס עם סובלנות קבוצה תפקודית מעולה כי ביעילות פועלת בתנאים תגובה קלה לתת CH / CH צימוד butadiene מוצרים. מלח כסף AgSbF 6 שימש כתוסף שעשוי להפריד את הכלוריד של [Ru ( p- cymene) Cl 2 ] 2 כדי ליצור קומפלקס רותניום קטיוני להפעלת האג"ח CH הבאה. עם זאת, רק α -substituted ו α, β -disubstituted acrylamides מתאימים לתגובה זו צימוד צולבות. בדקנו גם כמה acrylamides אחרים, כגון methacrylamide העיקרית N- benzyl methacrylamide, אבל שניהם לא נמסר מוצר. כמו כן, β- Acrilamide זרוע, כגון crotonamide, ו acrylamide רגיל ללא כל תחליף לא להציג כל תגובתיות, אפילו בטמפרטורה גבוהה. יתר על כן, allyl אסTate הוכיח להיות שותף צימוד הטוב ביותר. הראינו רק כי ניתן לגזור את התגובה לגודל גרם (0.5 גרם של 1a ), עם תשואה מבודדת של 62% וטריאוזלקטיביות טובה ( Z, Z / Z, E = 87/13). התגובות יכולות להתבצע בקנה מידה גדול יותר.

על בסיס מחקרים מכניסטיים ודוחות קודמים, אנו מציעים מנגנון אפשרי ( איור 3 ). ראשית, קומפלקס פעיל רוטיניום קטיוני אני נוצרו מ [RuCl 2 ( p- cymene)] 2 . לאחר מכן, אקטיבציה של חומצה אצטית פעילה CH מופעלת על ידי cycloruthenation electrophilic, ויצירת ביניים II . תיאום לאחר מכן ואת הכניסה הנדידה של אצטט אלל נמסר שבעה חברים Ru (II) IV . כמו תיאום של קבוצת amide אולי מנעו את חיסול synβ -hydride של אטום המימן benzylic ידי r קונפורמציהחיכוך, β הבא חיסול החמצן היה פייסילי, מייצר מוצר אליליציה 4 ו regenerating פעיל Ru (II) מורכבים אני . בוטאדין הסופי של המוצר התרמודינמי יציב יותר נוצר באמצעות איזומריזציה נודדת של הקשר הכפול בעזרתם של המינים הפעילים.

אף על פי שהסינתזות המתוארות, כמו גם פרוטוקולי התגובה של צימוד, הן פשוטות, חלק מהצעדים הקריטיים מפורטים כאן. השתמש החדש שנרכש או מאוחסן כראוי AgSbF 6 , כפי שהוא hygroscopic. חנות [Ru ( p- cymene) Cl 2 ] 2 תחת אווירה אינרטי. השתמש טרי אצטיל allyl מזוקקים ולאחסן אותו תחת אווירה אינרטי. הכן את acrylamide טרי ולאחסן אותו תחת אווירה אינרטי. השתמש יבש 1,2-dichloroethane עם טוהר גבוהה ולאחסן אותו מעל מסננת 3-Ǻ מולקולרי תחת אווירה אינרטי. יבש כל כלי זכוכית iN תנור ב 120 מעלות צלזיוס במשך יותר מ 2 שעות וקירור אותם תחת אווירה אינרטי לפני השימוש. בצע את צימוד צולבת תחת אווירה אינרטי; ארגון הוא הבחירה הטובה ביותר.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אנו מודים בהכרת תודה הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (NSFC) (NOS 21502037, 21373073, ו 21672048), הקרן למדעי הטבע של Zhejiang Province (ZJNSF) (מס 'LY15B020008), PCSIRT (מס' IRT 1231), ו Hangzhou אוניברסיטה רגילה לתמיכה כספית. GZ מודה פרס צ'יאנג-ג'יאנג מלומד מפרובינציית ג'ה-ג'יאנג, סין.

Acknowledgments

למחברים אין מה לחשוף.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Allyl Acetate TCI A0020 >98.0%(GC), 25 mL package
Dichloro(p-cymene)ruthenium(II) dimer TCI D2751 >95.0%(T), 5 g package
Silver hexafluoroantimonate TCI S0463 >97.0%(T),  5 g package
1,2-Dichloroethane TCI D0364 >99.5%(GC), 500 g package
Rotavapor EYELA N-1200A Use to dry solvent
Silica gel Merck 107734 Silica gel 60 (0.063-0.2 mm), for column chromatoraphy

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Negishi, E., et al. Recent Advances in Efficient and Selective Synthesis of Di-, Tri-, and Tetrasubstituted Alkenes via Pd-Catalyzed Alkenylation-Carbonyl Olefination Synergy. Acc Chem Res. 41 (11), 1474-1485 (2008).
  2. Maryanoff, B. E., Reitz, A. B. The Wittig olefination reaction and modifications involving phosphoryl-stabilized carbanions. Stereochemistry, mechanism, and selected synthetic aspects. Chem Rev. 89 (4), 863-927 (1989).
  3. Stille, J. K. The Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organotin Reagents with Organic Electrophiles. Angew Chem Int Ed. 25 (6), 508-524 (1986).
  4. Zhang, Y., Cui, Z., Li, Z., Liu, Z. Q. Pd(II)-Catalyzed Dehydrogenative Olefination of Vinylic C-H Bonds with Allylic Esters: General and Selective Access to Linear 1,3-Butadienes. Org Lett. 14 (7), 1838-1841 (2012).
  5. Shang, X., Liu, Z. Q. Transition metal-catalyzed Cvinyl-Cvinyl bond formation via double Cvinyl-H bond activation. Chem Soc Rev. 42 (8), 3253-3260 (2013).
  6. Hu, X. H., Yang, X. F., Loh, T. P. Selective Alkenylation and Hydroalkenylation of Enol Phosphates through Direct C-H Functionalization. Angew Chem Int Ed. 54 (51), 15535-15539 (2015).
  7. Kong, L., et al. Cobalt (III)-Catalyzed C-C Coupling of Arenes with 7-Oxabenzonorbornadiene and 2-Vinyloxirane via C-H Activation. Org Lett. 18 (15), 3802-3805 (2016).
  8. Feng, C., Feng, D., Loh, T. P. Rhodium (III)-catalyzed C-H allylation of electron-deficient alkenes with allyl acetates. Chem Commun. 51 (2), 342-345 (2015).
  9. Suzuki, Y., et al. Dehydrative Direct C-H Allylation with Allylic Alcohols under [Cp*CoIII] Catalysis. Angew Chem Int Ed. 54 (34), 9944-9947 (2015).
  10. Schwarz, K. J., Amos, J. L., Klein, J. C., Do, D. T., Snaddon, T. N. Uniting C1-Ammonium Enolates and Transition Metal Electrophiles via Cooperative Catalysis: The Direct Asymmetric α-Allylation of Aryl Acetic Acid Esters. J Am Chem Soc. 138 (16), 5214-5217 (2016).
  11. Zell, D., Bu, Q., Feldt, M., Ackermann, L. Mild C-H/C-C Activation by Z-Selective Cobalt Catalysis. Angew Chem Int Ed. 55 (26), 7408-7412 (2016).
  12. Li, J., et al. N-Acyl Amino Acid Ligands for Ruthenium(II)-Catalyzed meta-C-H tert-Alkylation with Removable Auxiliaries. J Am Chem Soc. 137 (43), 13894-13901 (2015).
  13. Li, F., Yu, C., Zhang, J., Zhong, G. Olefination of Electron-Deficient Alkenes with Allyl Acetate: Stereo- and Regioselective Access to (2Z,4E)-Dienamides. Org Lett. 18 (18), 4582-4585 (2016).
  14. Lehman, J. W. The student's lab companion: laboratory techniques for organic chemistry: standard scale and microscale. , Pearson College Div. (2008).

Tags

כימיה גיליון 124 dienamide olefination אצטט allyl רותניום ללא חמצון 1,3-butadiene קטליזה
הכנת פסילי (2)<em&gt; Z</em&gt; 4<em&gt; ה</em&gt;) - Dienamides על ידי Olefination של אלקנים אלקטרון לקוי עם Allyl אצטט
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ding, L., Yu, C., Zhao, Z., Li, F.,… More

Ding, L., Yu, C., Zhao, Z., Li, F., Zhang, J., Zhong, G. Facile Preparation of (2Z,4E)-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate. J. Vis. Exp. (124), e55766, doi:10.3791/55766 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter