Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Подготовка N-(2-alkoxyvinyl) сульфаниламиды от N- tosyl-1,2,3-триазолов и последующего преобразования замещенных Phthalans и фенилэтиламинов

Published: January 3, 2018 doi: 10.3791/56848

Summary

Представитель экспериментальной процедуры для синтеза N-(2-alkoxyvinyl) сульфаниламиды и последующее преобразование в phthalan и фенилэтиламин производные представлены подробно.

Abstract

Разложение N- tosyl-1,2,3-триазолов с rhodium(II) ацетат димер присутствии спирты образует синтетически универсальный N-(2-alkoxyvinyl) сульфаниламиды, которые реагируют при различных условиях предоставлять полезные N- и O -содержащих соединений. Кислота катализированное добавлением спирты или тиолы N-(2-alkoxyvinyl) содержащие сульфонамид phthalans обеспечивает доступ к ketals и thioketals, соответственно. Выборочное сокращение группы винил в N-(2-alkoxyvinyl) содержащие сульфонамид phthalans через гидрирования дает соответствующий phthalan в хорошую доходность, тогда как сокращение с натрия aluminumhydride бис (2-methoxyethoxy) создает открыли кольцо фенилэтиламин аналог. Потому что N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид функциональная группа синтетически универсален, но часто гидролитически нестабильной, этот протокол подчеркивает ключевые методы в подготовке, обработка и реакция этих стержневые субстратов в несколько полезных преобразования.

Introduction

Родий (II)-azavinyl carbenoids недавно появились как исключительно универсальный реактивного промежуточного продукта пути многочисленные ценные продукты. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 в частности, многие Роман использования этих промежуточных продуктов для производства гетероциклов10 предоставили химики с новых и эффективных синтетических стратегий. С этой целью наша группа начала разработки нового протокола для синтеза phthalans11 , что бы заработать на недавние выдвижения в Интер - и внутримолекулярная дополнения на основе кислорода нуклеофилами Rh (II)-azavinyl carbenoids производные от N-сульфонил-1,2,3-триазолов. 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 наш подход имеет простой двухэтапный протокол для преобразования терминала алкины, таких как 1 в N-сульфонил-1,2,3-триазолов 2 подшипник Кулон алкоголя (рис. 1). Впоследствии, катализируемой Rh II denitrogenation / 1,3-OH вставки каскад из 2 обеспечивает phthalans 3 с реактивной N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид функциональной группы.

Начиная с N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамидную группу является потенциально универсальным, но относительно нелокальных N- и O-содержащих Синтон,16,,1718, 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 мы стали заинтересованы в изучении реактивности его плавленого енольных эфира/СВ сульфонамид системы при различных условиях (рис. 2). После проверки различных сокращение протоколы, два метода были выявлены приведшие к стабильной phthalan и/или продуктов, содержащих фенилэтиламин (рис. 2, 3 → 4/5). Во-первых, было обнаружено, что стандартный гидрирования N-(2-alkoxyvinyl) 3a сульфонамид палладием катализатора на углерод (Pd/C) избирательно уменьшает C = C Бонд приносить phthalan 4. Кроме того лечение 3a с бис (2-methoxyethoxy) алюминия Гидрид натрия в диэтиловом эфире/толуол обеспечивает уникально замещенных фенилэтиламин производные 5. Мы считаем, что оба этих преобразований являются ценными, поскольку они ведут к классы продуктов с потенциальной биологической активности, включая свойства нейроактивный, вытекающих из встроенных фенилэтиламин и в случае 4, метал Хелаты через СНГ- ориентированной N- и O-атомов.

Исследуя кислота способствует дополнения для использования электронно богатых C = C Бонд , было установлено, что лечение этого соединения с хлоридом каталитического триметилсилиловые присутствии спирты или тиоловых принесли ketals- 6a-c и thioketal 6e, соответственно, при сохранении бициклических phthalan рамки. Кроме того активизация 3a в уксусной кислоты и воды 1:1 решение дает стабильные hemiketal 6 d.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. синтез N -триазола Tosyl 2a: (2-(1-tosyl-1H-1,2,3-triazol-4-yl) фенил) метанола

  1. Добавьте 3 x 10 мм PTFE магнитные перемешать бар, 139 мг алкоголя 2-ethynylbenzyl и 20 мг copper(I) thiophenecarboxylate (ОСКТ приговорен к) флакон Микроволновая печь сушат 2-5 мл и печать флакон надежно с Кап перегородки и разглаживания. Из-за быстрого нагрева СВЧ, всегда используйте новый флакон и шапку, свободны от каких-либо дефектов и убедитесь, что крышка является безопасным и правильно подобранные.
  2. Удалите воздух из флакона под вакуумом и заправка газом Аргон три раза.
  3. Добавьте 4 мл безводного хлороформ через шприц и начать магнитная перемешивании.
  4. Добавьте 0,15 мл азид (ТСН3) p-toluenesulfonyl каплям через шприц. Осторожно! p- Азид Toluenesulfonyl является потенциально взрывоопасной28 и должны быть обработаны с помощью соответствующих средств индивидуальной защиты.
  5. Тепло запечатанном микроволновой флакон при 100 ° C в реакторе Микроволновая печь на 15 мин осторожно! Не используйте стандартный Микроволновая печь или подразделение несанкционированного для химического синтеза.
    Примечание: Коммерческие микроволновой реактор был использован в этом протоколе. Уровень поглощения был установлен на «normal» и перемешивания скорость хранилась на 600 оборотов в минуту (RPM). Вполне вероятно, что другие микроволновой реакторов, предназначенных для химического синтеза также будет работать для этого протокола, хотя идеальное время, температуру и другие параметры могут варьироваться.
  6. Быстро охладить реакции судна к комнатной температуре (~ 2-3 мин) с помощью потока сжатого воздуха и передать 100 мл флакон круглодонные реакционной смеси. Вымойте реакции флакона с еще 2 x 10 мл дихлорметан передать любые остаточные сырой продукт в круглодонные флакон 100 мл.
  7. Добавить ~1.5 g силикагель же круглодонные колбу и удалить растворителей, с помощью роторный испаритель.
  8. Плотно пакет силикагеля, адсорбированного с сырой продукт в твердых нагрузки картриджа и прикрепить к столбцу предварительно упакованные силикагель 12 g для автоматизированного флэш-хроматографии.
    Примечание: Система автоматической очистки, твердых нагрузки картриджа и 12 g силикагель столбец был использован в этом протоколе. Растворителем расхода поддерживались на приблизительно 30 мл/мин автоматизированная флэш-что хроматографии не требуется для очистки; может также использоваться обычные флеш хроматографии. Однако мы выступаем за автоматизации, поскольку он обычно позволяет изолировать составные 2a как можно скорее, прежде чем происходит значительное разложение.
  9. Запустите столбца с помощью непрерывный градиент 0 - 100% этиловый ацетат гексаны свыше 15 мин, начиная с чистой гексаны и заканчивая чистый этиловый ацетат. Сбор основных пик как указано поглощения УФ 254 Нм и концентрат, комбинированные, соответствующих фракций на роторный испаритель для получения очищенного продукта 2a как беловатого твердое тело.
    Примечание: Триазола 2a обычно оказался стабильным при хранении как твердое тело под аргона в 2-5 ° C для 1-2 недели. Однако некоторые партии продукта деградации быстрее, чем другие, возможно из-за загрязнения DCl CDCl3. Поэтому мы рекомендуем анализ чистоты продукта, ЯМР CDCl3 нейтрализованы с2CO K3 и сразу же использовать его в последующих реакций для достижения наилучших результатов.

2. синтез N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalan 3a: (Z) -N-(isobenzofuran-1(3H)-ylidenemethyl) -4 - methylbenzenesulfonamide

  1. Добавьте 3 x 10 мм PTFE магнитные перемешать бар и 4,6 мг rhodium(II) ацетат димер печь сушеные 0,5 - 2 мл флакон микроволновой и печать флакон надежно с Кап перегородки и разглаживания. Из-за быстрого нагрева СВЧ, всегда используйте новый флакон и шапку, свободны от каких-либо дефектов и убедитесь, что крышка является безопасным и правильно подобранные.
  2. Удалите воздух из флакона под вакуумом и заправка газом Аргон три раза.
  3. В атмосфере аргона распустить 152 mg триазола 2a в 1 мл безводного хлороформе и передать полученный раствор микроволновой судна через шприц. Промойте флакон, содержащий остаточный триазола два раза с еще 2 мл хлороформа и передачи того же судна микроволновой обеспечить передачу всех исходного материала.
  4. Тепло запечатанном микроволновой флакон при 100 ° C в реакторе Микроволновая печь за 1 ч. осторожно! Не используйте стандартный Микроволновая печь или подразделение несанкционированного для химического синтеза.
    Примечание: Коммерческие микроволновой реактор был использован в этом протоколе. Уровень поглощения был установлен на «normal» и перемешивания скорость хранилась на 600 оборотов в минуту (RPM). Вполне вероятно, что другие микроволновой реакторов, предназначенных для химического синтеза также будет работать для этого протокола, хотя идеальное время, температуру и другие параметры могут варьироваться.
  5. Быстро охладить реакции судна к комнатной температуре (~ 2-3 мин) с помощью потока сжатого воздуха и процеживают через короткий вилка силикагель, элюирующие с этилацетат.
  6. Концентрат фильтрата в вакууме с помощью роторный испаритель с теплой (~ 30 ° C) воды ванны для получения продукта в достаточной чистоты сразу же использоваться для последующих реакций.
    Обратите внимание , что продукт разлагается быстро (в течение 1 ч) мягко кислых условиях таких, как CDCl3 , содержащих остаточные DCl и постепенно (в течение 1 - 3d) при хранении аккуратные под аргона в 3-5 ° C. Поэтому мы рекомендуем анализ чистоты продукта, ЯМР CDCl3 нейтрализованы с2CO K3 и сразу же использовать его в последующих реакций для достижения наилучших результатов.
  7. В случае необходимости, очистить продукт через колоночной хроматографии на силикагеле использование 0 - 75% градиента этилацетат в гексаны более 15 мин, начиная с чистой гексаны и заканчивая 75% этиловый ацетат в гексаны.
    Примечание: Система автоматической очистки, твердых нагрузки картриджа и 12 g силикагель столбец был использован в этом протоколе. Растворителем расхода поддерживались на приблизительно 30 мл/мин автоматизированная флэш-что хроматографии не требуется для очистки; может также использоваться обычные флеш хроматографии. Однако мы выступаем за автоматизации, поскольку он обычно позволяет изолировать составные как можно скорее, прежде чем происходит значительное разложение.

3.Синтез Phthalan 4: N-((1,3-dihydroisobenzofuran-1-yl)methyl)-4-methylbenzenesulfonamide

  1. В 25 мл круглодонные колбу с магнитной перемешать бар, растворяют 211 мг свежеприготовленный phthalan 3a в 15 мл абсолютного этанола в атмосфере аргона.
  2. Добавьте 149 мг 10 wt % палладия на углерод в колбу, заботясь, чтобы свести к минимуму воздействие воздуха. Осторожно! Это очень важно для обеспечения того, чтобы смесь реакции в атмосфере аргона и азота. Палладия на углерод может воспламениться при наличии воздух, водород или горючих растворителей. Носить все надлежащие средства личной защиты и активно держать тушения пламени или ведро песка поблизости погасить пламя.
  3. Заполните Стандартный латекса шар надежно прикреплены к шприца с водород. Не превышать рекомендуемой емкости шар.
  4. Прикрепите воздушный шар и шприц в реакционный сосуд с помощью иглы для проникновения носовой перегородки. Убедитесь, что есть нет утечки в шар и/или перегородки.
  5. Чтобы заменить атмосфере аргона с водородом, применить слабый вакуум в реакционный сосуд при щипать от шар, затем после остановки вакуум, пополнить судно с водород. Повторите еще два раза.
  6. Перемешать реакции на 24 часа, а затем удалить шар.
  7. Очистить колбу с аргоном, а затем фильтр решение через силикагель элюирующие вилка с этилацетат. Тщательно удалить силикагель, содержащий палладия гашения смесь с водой и поместив в запечатанном контейнере твердых отходов.
  8. Удаление растворителя в вакууме предоставлять продукт.

4. синтез фенилэтиламин 5: N-(2-(гидроксиметил) фенилэтиловый) -4-methylbenzenesulfonamide

  1. В круглодонные флакон 10 мл растворяют 169 мг с 5 мл диэтиловый эфир в атмосфере аргона свежеприготовленный phthalan 3a .
  2. Прохладный реакционную смесь до 0 ° C, с помощью льда Ванна, а затем медленно добавить 0.52 мл ~ 60 wt % раствора натрия бис (2-methoxyethoxy) алюминиевого гидрида в толуоле. Осторожно! Гидрид натрия бис (2-methoxyethoxy) алюминия реагирует яростно с водой. Используйте только этот реагент в сухом, инертной атмосфере.
  3. Перемешайте смесь реакции для 18 ч при комнатной температуре.
  4. Прохладный реакционную смесь до 0 ° C и затем тщательно добавить 0,5 мл метанола прикапывают более 2 мин перемешать еще 2 мин при 0 ° C. Осторожно! Добавление метанола для алюминиевого гидрида натрия бис (2-methoxyethoxy) экзотермическая. Убедитесь, что решение достаточно холодно и заботиться, чтобы избежать добавления метанола все сразу.
  5. При 0 ° C добавить 0,6 мл насыщенного водного раствора хлорида аммония, удалите ледяной ванне и перемешать в течение 5 мин при комнатной температуре.
  6. Залейте полученный раствор в воронку separatory, содержащий 90 мл 1 М соляной кислоты и извлечь водный слой с 60 мл этилацетата три раза.
  7. Вымойте комбинированных органических слоев с 30 мл воды, а затем 30 мл рассола до сушки над сульфат натрия.
  8. Фильтровать вне Сульфат натрия, используя воронку Бухнера и сконцентрировать фильтрата в вакууме для получения продукта сырой фенилэтиламин.
    Примечание: Как правило, продукт является достаточно чистой после этого шага, но иногда загрязнений от разложения N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalan 3a могут присутствовать.
  9. В случае необходимости, очистить продукт через колоночной хроматографии на силикагеле использование 0 - 100% градиента этилацетат в гексаны более 15 мин, начиная с чистой гексаны и заканчивая чистый этиловый ацетат.
    Примечание: Система очистки, твердых нагрузки картриджа и 12 g силикагель столбец был использован в этом протоколе. Растворителем расхода поддерживались на приблизительно 30 мл/мин автоматизированная флэш-что хроматографии не требуется для очистки; может также использоваться обычные флеш хроматографии.

5. синтез ketal 6c: N-((1-(2-hydroxyethoxy)-1,3-dihydroisobenzofuran-1-yl)methyl)-4-methylbenzenesulfonamide

  1. В круглодонные флакон 10 мл с баром перемешать растворяют 211 мг недавно синтезированных phthalan 3a в 2 мл этиленгликоля в атмосфере воздуха и начать помешивая.
  2. С помощью 1 мл шприца с 18 иглы, добавьте 1 каплю триметилсилиловые хлорида для перемешивания раствора.
  3. Место резиновые перегородки на колбу с иглой вентиляции открыть для воздуха и размешать смесь реакции для 18 ч при комнатной температуре.
  4. Передача смеси реакции 125 мл separatory воронка, полоскание с 50 мл дихлорметан, а затем добавить 10 мл насыщенного водного раствора бикарбоната натрия и 40 мл деионизованной воды.
  5. Смесь энергично, вентиляции часто и разделить органический слой на чистую колбу. Экстракт водный слой еще три раза с 30 мл дихлорметан каждый раз.
  6. Объединить слои органических и сушат над сульфат натрия.
  7. Фильтровать вне Сульфат натрия, используя воронку Бухнера и сосредоточиться фильтрата на роторный испаритель.
  8. Распустить сырой продукт в 10 мл дихлорметан, добавить ~ 750 мг силикагеля в смеси и удаление растворителя, с помощью роторный испаритель.
  9. Плотно пакет силикагеля, адсорбированного с сырой продукт в твердых нагрузки картриджа и прикрепить к столбцу предварительно упакованные силикагель 12 g для автоматизированного флэш-хроматографии.
    Примечание: Система очистки, твердых нагрузки картриджа и 12 g силикагель столбец был использован в этом протоколе. Растворителем расхода поддерживались на приблизительно 30 мл/мин автоматизированная флэш-что хроматографии не требуется для очистки; может также использоваться обычные флеш хроматографии.
  10. Запустите столбца с помощью непрерывный градиент 0 - 70% этиловый ацетат гексаны свыше 15 мин, начиная с чистой гексаны и заканчивая чистый этиловый ацетат. Сбор основных пик как указано поглощения УФ 254 Нм и концентрат, комбинированные, соответствующих фракций на роторный испаритель для получения очищенного продукта 6 c как беловатого твердое тело.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Все соединения в этом исследовании были характерны 1Ч и 13C ЯМР спектроскопии и электроспрей ионизационная масс-спектрометрия (ESI-МС) для подтверждения структуру продукта и оценить чистоту. В этом разделе описаны ключевые данные для представителя соединений.

Спектральные данные находятся в хорошем согласии с триазола структуры (рис. 3). В 1H ЯМР спектр 2a характеристика C5 Протон триазола появляется в 8.45 ppm как синглет, интеграции на 1 ч. Массовые спектр, полученные через ESI-MS обычно показывает MH + пик и пик2 M-N, соответствующие потери диазота.

Синтез N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalan 3a через наш протокол надежно поставляет продукт в > 90% доходность, однако существенные отклонения в ключевых параметров таких как время, температура и способ нагрева значительно повлиять эффективность реакции (смотри ниже) и, следовательно, качество спектральных данных. На рисунке 4a изображает 1H ЯМР спектр чистого после успешного эксперимента. Примечательным является отсутствие триазола C5 Протон пик около 8,5 млн (см. рис. 3) и внешний вид двух Дуплеты в 6.07 и 6,25, Винил и NH протонов, соответственно. В спектре ЯМР C 13 3aключевых резонанс наблюдается на 94,9 ppm, что соответствует экзоциклической Винил углерода. Для сравнения на рисунке 5 показана 1H ЯМР спектр продуктов разложения 3a , обусловленные быстрой деградации в CDCl3.

Рисунок 6 и На рисунке 7 показаны 1H /13C ЯМР и массовых спектров, находятся в хорошем согласии с структуры сокращения продукции 4 и 5, соответственно. 1H ЯМР спектр 4, который поддерживает бициклических phthalan каркаса, показывает ключевые сигналы, соответствующие diastereotopic метиленовой протонов 3,49 и 3.14 ppm. Contrastingly, 1H ЯМР спектра фенилэтиламин 5 отображает же метиленовой как простой квартет в 3.27 ppm за свободное вращение в результате первого порядка разделения моделей продукт открыли кольцо.

Для соединений 6a-e, характерным 13C NMR сигнал, соответствующий ketal, hemiketal или thioketal углерода находится между 95-110 ppm, такие, как пиковое на 110,0 ppm в спектре ЯМР C 13 6 c ( Рисунок 8). Кроме того, массовые спектров, полученных ESI-MS обычно показывают относительно небольшой MH + пик наряду с большей пик фрагмент ликвидации M-RX (RX = соответствующего алкокси или thioalkyl группы 6).

Figure 1
Рис. 1. Синтез N- tosyl-1,2,3-триазолов 2 через Cu (I)-катализированное азид алкины [3 + 2]-циклоприсоединения и последующего преобразования N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalans 3 через Rh II-катализированное алкоголя циклизации. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2. Дифференциальный реактивности N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalan 3a: преобразование сокращены 4 phthalan через Pd катализатором гидрирования, преобразование фенилэтиламин 5 через сокращение гидрида алюминия, и Преобразование в ketals 6a-c, hemiketal 6 dи thioketal 6e через кислота способствует добавление спиртов, воды и тиоловых, соответственно. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рис. 3. Спектральные данные для триазола 2a: (a) 1H ЯМР спектр; (b) 13C NMR спектр; и (c) массовых спектр. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4. Спектральные данные для N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalan 3a: (a) 1H ЯМР спектр; (b) 13C NMR спектр (небольшие пики являются продукты разложения, обусловленные быстрой деградации в CDCl3); и (c) массовых спектр. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5. () 1H ЯМР спектрах 3a и разложение продуктов после хранения в CDCl3 за 1 ч. (b) предположили разложения механизм 3a. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 6
Рисунок 6. Спектральные данные для сокращения phthalan 4: (a) 1H ЯМР спектр; (b) 13C NMR спектр; и (c) массовых спектр. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 7
Рисунок 7.Спектральные данные для фенилэтиламин 5: (a) 1H ЯМР спектр; (b) 13C NMR спектр; и (c) массовых спектр. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 8
Рисунок 8. Спектральные данные для ketal 6 c: (a) 1H ЯМР спектр; (b) 13C NMR спектр; и (c) массовых спектр. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 9
Рисунок 9. Стратегические соображения для манипулирования соединение 6, дифференциально охраняемых α-aminoketone. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Триазолов 2a-b может быть чисто получен через Cu, (I)-катализированное азид алкины [3 + 2] циклоприсоединения (CuAAC) с помощью ОСКТ приговорен к как катализатора. В частности триазола 2a наиболее эффективно генерируется при высокой температуре через стандартный рефлюкс в хлороформе 3 h или нагрева до 100 ° C в течение 15 мин в микроволновой реактор (Обратите внимание, что время может меняться в зависимости от эффективности микроволновой); Однако наиболее эффективно триазола 2b готовится через CuAAC при комнатной температуре. Таким образом должны быть предприняты усилия для выявления оптимальных условий в этой реакции субстрат зависимых при выполнении настоящего Протокола на новый субстрат. В синтезе Микроволновая печь повышен 2aнеобходимо позаботиться не тепло реакции свыше 100 ° C в микроволновой печи, или за 15 мин, как это обычно приводит к существенной разложения.

Микроволновая печь нагрева триазола 2a с 1 моль % ацетат димерных rhodium(II) на 100 ° C в хлороформе генерирует N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalan 3a в высокодоходных и чистоты. Предпринималось несколько попыток изменить этот порядок, однако, только микроволнового нагрева протокол дал хорошие результаты. Например выполнение реакции путем submersing запечатанном микроволновой флакон в обычных масляной ванне при 100 ° C привело лишь к сложной смеси продуктов. Поскольку обе эти процедуры для синтеза триазола 2a и phthalan 3a использовать хлороформом как растворитель и занять место на 100 ° C, мы также сделали многочисленные попытки выполнения протокол Однореакторный синтез 3a непосредственно из алкины 1a присутствии tosyl азид, ОСКТ приговорен к и Rh2 (ОАЦ)4 под разнообразные условия, но без успеха. 11

При обработке 3a, важно избежать кислых условиях, поскольку это приведет к быстрому разложению. Например когда 3a очищается через краткий силикагель вилкой, чистый продукт можно получить как судить по 1H ЯМР спектральных данных (Рисунок 4). Однако хранения 3a кремнезема или не нейтрализованы CDCl3 (который содержит трассировки HCl/DCl) для более чем несколько минут приводит к сложной смеси продуктов (рис. 5). Предположительно этот процесс происходит посредством конденсации между нуклеофильного фуранов 3a и его соответствующий электрофильное таутомерия 7. В частности CDCl3 , который был нейтрализован K2CO3 до использования замедляет процесс разложения значительно, но не полностью. Интересно, что N-(2-alkoxyvinyl) сульфонамид phthalan 3b оказался стабильным в слегка кислой, не нейтрализованы CDCl3 для по крайней мере 3 d и хранения в течение 4 недель, который свидетельствует о том, что их пространственной помех и/или электронных факторы могут использоваться для ослабления реактивности этой функциональной группой.

N-(2-Alkoxyvinyl) сульфаниламиды такие как 3a служат в качестве ключевых посредников и когда свежеприготовленные может использоваться как уникальный прекурсоров к phthalan и фенилэтиламин производных. Каталитическое гидрирование 3a с 10 моль % Pd/C в EtOH или EtOAc обеспечивает phthalan 4 в высокой доходности, в то время как лечение с алюминиевого гидрида натрия бис (2-methoxyethoxy) обеспечивает открыли кольцо фенилэтиламин 5 ( Рисунок 2). В каждом из этих сокращений растворитель имеет значительное влияние на эффективность реакции. Гидрирование в метанола генерирует 4 в аналогичной чистоты, но значительно более низкой доходности. Только было обнаружено снижение гидрида алюминия работать когда диэтиловый эфир был использован в качестве основного растворителя; практически не наблюдается, когда эта реакция является попытка THF, МТБЭ, 1,4-диоксана, PhMe, или КХКЛ3.

Растворяя свежеприготовленные 3a в алкогольных растворителей, содержащих каталитического TMSCl обеспечивает ketals 6a-c в умеренных и высоких урожаев. Кроме того thioketal 6e можно приготовить, рассматривая 3a с 3 eq тиоловых октановое число, тогда как hemiketal 6 d производится путем перемешивания 3a в 1:1 смесь уксусной кислоты и воды.

Заметным преимуществом такого подхода ketalization результате соединение является дифференциально охраняемых α-аминокислоты кетон, часто нестабильной класса соединение всякий раз, когда основные амины и енолизуемого кетон присутствуют в то же время. 29 , 30 , 31 , 32 Кроме того, как показано на рисунке 9, дифференциальная защита может предложить стратегическое преимущество манипулирования охраняемых амины или кетонов в отдельных, ортогональные операций.

В будущем мы ожидаем, что эти протоколы могут использоваться для синтеза роман, биоактивных соединений, с учетом привилегированного фенилэтиламин каркаса и/или phthalan леску. Кроме того, мы продемонстрировали полезность N-(2-alkoxyvinyl) сульфаниламиды как универсальный функциональных групп. Таким образом заслуживают дальнейшего расследования этого под исследовал Синтон в ценные синтетических преобразований.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа финансировалась Гамильтон колледж и Вирджиния Тейлор фонд для студентов/факультет исследований в области химии и Эдвард.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2-Ethynylbenzyl alcohol, 95% Sigma Aldrich 520039
Copper (I) thiophene-2-carboxylate Sigma Aldrich 682500
Chloroform, ≥99% Sigma Aldrich 372978
Toluenesulfonylazide, 99.24% Chem-Impex International 26107 Potentially explosive
Dichloromethane, ≥99.5% Sigma Aldrich 320269
Rhodium (II) acetate dimer, 99% Strem Chemicals 45-1730
Silica Gel, 32-63, 60A MP Biomedicals Inc. 2826 For silica gel plugs
Hexanes Sigma Aldrich 178918
Ethyl acetate Sigma Aldrich 439169
Chlorofom-D Sigma Aldrich 151823
Ethylene glycol Sigma Aldrich 293237
Chlorotrimethylsilane, 98% Acros 11012
Sodium bicarbonate Sigma Aldrich S6014 Dissolved in deionized water to prepare a saturated aqueous solution
Sodium sulfate Fisher Scientific S429
Ethyl alcohol, absolute - 200 proof Aaper Alcohol and Chemical Co. 82304
10 wt% Palladium on carbon Sigma Aldrich 520888 Can ignite in the presence of air, hydrogen gas, and/or a flammable solvent
Hydrogen gas Praxair UN1049
Diethyl ether Sigma Aldrich 309966
60 wt% sodium bis(2-methoxyethoxy)aluminum hydride solution in toluene Sigma Aldrich 196193 Reacts violently with water
Methanol Sigma Aldrich 34966
Ammonium chloride Fisher Scientific A661 Dissolved in deionized water to prepare a saturated aqueous solution
Hydrochloric acid, 37% Sigma Aldrich 258148 Dissolved in deionized water to prepare a 1M solution
Sodium Chloride Sigma Aldrich S25541 Dissolved in deionized water to prepare a saturated aqueous solution
2-5 mL Microwave vials Biotage 355630
Microwave vial caps Biotage 352298
RediSep Rf Gold Normal Phase, Silica Columns, 20 – 40 micron Teledyne Isco 69-2203-345 For column chromatography
Balloons CTI Industries Corp. 912100 For hydrogenation
Biotage Initiator+ Microwave Reactor Biotage 356007

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Horneff, T., Chuprakov, S., Chernyak, N., Gevorgyan, V., Fokin, V. V. Rhodium-Catalyzed Transannulation of 1,2,3-Triazoles with Nitriles. J. Am. Chem. Soc. 130 (45), 14972-14974 (2008).
  2. Cuprakov, S., Kwok, S. W., Zhang, L., Lercher, L., Fokin, V. V. Rhodium-Catalyzed Enantioselective Cyclopropanation of Olefins with N-Sulfonyl 1,2,3-Triazoles. J. Am. Chem. Soc. 131 (50), 18034-18035 (2009).
  3. Grimster, N., Zhang, L., Fokin, V. V. Synthesis and Reactivity of Rhodium(II) N-Triflyl Azavinyl Carbenes. J. Am. Chem. Soc. 132 (8), 2510-2511 (2010).
  4. Chattopadhyay, B., Gevorgyan, V. Transition-Metal-Catalyzed Denitrogenative Transannulation: Converting Triazoles into Other Heterocyclic Systems. Angew. Chem. Int. Ed. 51 (4), 862-872 (2012).
  5. Davies, H. M. L., Alford, J. S. Reactions of metallocarbenes derived from N-sulfonyl-1,2,3-triazoles. Chem. Soc. Rev. 43 (15), 5151-5162 (2014).
  6. Anbarasan, P., Yadagiri, D., Rajasekar, S. Recent Advances in Transition-Metal-Catalyzed Denitrogenative Transformations of 1,2,3-Triazoles and Related Compounds. Synthesis. 46 (22), 3004-3023 (2014).
  7. Hockey, S. C., Henderson, L. C. Rhodium(II) Azavinyl Carbenes and their Recent Application to Organic Synthesis. Aust. J. Chem. 68 (12), 1796-1800 (2015).
  8. Jia, M., Ma, S. New Approaches to the Synthesis of Metal Carbenes. Angew. Chem. Int. Ed. 55 (32), 9134-9166 (2016).
  9. Volkova, Y. A., Gorbatov, S. A. 1-Sulfonyl-1,2,3-triazoles as promising reagents in the synthesis of nitrogen-containing linear and heterocyclic structures. Chem. Heterocylc. Compd. 52 (4), 216-218 (2016).
  10. Jiang, Y., Sun, R., Tang, X. -Y., Shi, M. Recent Advances in the Synthesis of Heterocycles and Related Substances Based on α-Imino Rhodium Carbene Complexes Derived from N-Sulfonyl-1,2,3-triazoles. Chem Eur. J. 22 (50), 17910-17924 (2016).
  11. Bennett, J. M., et al. Synthesis of phthalan and phenethylamine derivatives via addition of alcohols to rhodium(II)-azavinyl carbenoids. Tetrahedron Lett. 58 (12), 1117-1122 (2017).
  12. Miura, T., Biyajima, T., Fujii, T., Murakami, M. Synthesis of α-Amino Ketones from Terminal Alkynes via Rhodium-Catalyzed Denitrogenative Hydration of N-Sulfonyl-1,2,3-triazoles. J. Am. Chem. Soc. 134 (1), 194-196 (2012).
  13. Chuprakov, S., Worrell, B. T., Selander, N., Sit, R. K., Fokin, V. V. Stereoselective 1,3-Insertions of Rhodium(II) Azavinyl Carbenes. J. Am. Chem. Soc. 136 (1), 195-202 (2014).
  14. Shen, H., Fu, J., Gong, J., Yang, Z. Tunable and Chemoselective Syntheses of Dihydroisobenzofurans and Indanones via Rhodium-Catalyzed Tandem Reactions of 2-Triazole-benzaldehydes and 2-Triazole-alkylaryl Ketones. Org. Lett. 16 (21), 5588-5591 (2014).
  15. Yuan, H., Gong, J., Yang, Z. Stereoselective Synthesis of Oxabicyclo[2.2.1]heptenes via a Tandem Dirhodium(II)-Catalyzed Triazole Denitrogenation and [3 + 2] Cycloaddition. Org. Lett. 18 (21), 5500-5503 (2016).
  16. Yu, Y., Zhu, L., Liao, Y., Mao, Z., Huang, X. Rhodium(II)-Catalysed Skeletal Rearrangement of Ether Tethered N-Sulfonyl 1,2,3-Triazoles: a Rapid Approach to 2-Aminoindanone and Dihydroisoquinoline Derivatives. Adv. Synth. Catal. 358 (7), 1059-1064 (2016).
  17. Sun, R., Jiang, Y., Tang, X. -Y., Shi, M. RhII-Catalyzed Cyclization of Ester/Thioester-Containing N-Sulfonyl-1,2,3-triazoles: Facile Synthesis of Alkylidenephthalans and Alkylidenethiophthalans. Asian J. Org. Chem. 6 (1), 83-87 (2017).
  18. Miura, T., Tanaka, T., Biyajima, T., Yada, A., Murakami, M. One-Pot Procedure for the Introduction of Three Different Bonds onto Terminal Alkynes through N-Sulfonyl-1,2,3-Triazole Intermediates. Angew. Chem. Int. Ed. 52 (14), 3883-3886 (2013).
  19. Medina, F., Besnard, C., Lacour, J. One-Step Synthesis of Nitrogen-Containing Medium-Sized Rings via α-Imino Diazo Intermediates. Org. Lett. 16 (12), 3232-3235 (2014).
  20. Alford, J. S., Davies, H. M. L. Mild Aminoacylation of Indoles and Pyrroles through a Three-Component Reaction with Ynol Ethers and Sulfonyl Azides. J. Am. Chem. Soc. 136 (29), 10266-10269 (2014).
  21. Miura, T., Tanaka, T., Matsumoto, K., Murakami, M. One-Pot Synthesis of 2,5-Dihydropyrroles from Terminal Alkynes, Azides, and Propargylic Alcohols by Relay Actions of Copper, Rhodium, and Gold. Chem. Eur. J. 20 (49), 16078-16082 (2014).
  22. Jung, D. J., Jeon, J. J., Lee, J. H., Lee, S. CuI/RhII-Catalyzed Tandem Convergent Multicomponent Reaction for the Regio- and Stereocontrolled Synthesis of γ-Oxo-β-amino Esters. Org. Lett. 17 (14), 3498-3501 (2015).
  23. Meng, J., Ding, X., Yu, X., Deng, W. -P. Synthesis of 2,5-epoxy-1,4-benzoxazepines via rhodium(II)-catalyzed reaction of 1-tosyl-1,2,3-triazoles and salicylaldehydes. Tetrahedron. 72 (1), 176-183 (2016).
  24. Cheng, X., Yu, Y., Mao, Z., Chen, J., Huang, X. Facile synthesis of substituted 3-aminofurans through a tandem reaction of N-sulfonyl-1,2,3-triazoles with propargyl alcohols. Org. Biomol. Chem. 14 (16), 3878-3882 (2016).
  25. Mi, P., Kumar, R. K., Liao, P., Bi, X. Tandem O-H Insertion/[1,3]-Alkyl Shift of Rhodium Azavinyl Carbenoids with Benzylic Alcohols: A Route To Convert C-OH Bonds into C-C Bonds. Org. Lett. 18 (19), 4998-5001 (2016).
  26. Seo, B., et al. Sequential Functionalization of the O-H and C(sp2)-O Bonds of Tropolones by Alkynes and N-Sulfonyl Azides. Adv. Synth. Catal. 358 (7), 1078-1087 (2016).
  27. Miura, T., Nakamuro, T., Kiraga, K., Murakami, M. The stereoselective synthesis of α-amino aldols starting from terminal alkynes. Chem. Commun. 50 (72), 10474-10477 (2014).
  28. Hazen, G. G., Weinstock, L. M., Connell, R., Bollinger, F. W. A Safer Diazotransfer Reagent. Synth. Commun. 11 (12), 947-956 (1981).
  29. Easton, N. R., Bartron, L. R., Meinhofer, F. L., Fish, V. B. Synthesis of Some Substituted 3-Piperidones. J. Am. Chem. Soc. 75 (9), 2086-2089 (1953).
  30. Van den Branden, S., Compernolle, F., Hoornaert, G. J. Synthesis of lactam and ketone precursors of 2,7-substituted octahydro-pyrrolo[1,2-a]pyrazines and octahydro-2H-pyrido[1,2-a]pyrazines. J. Chem. Soc., Perkin Trans 1. 1 (8), 1035-1042 (1992).
  31. Aszodi, J., Rowlands, D. A., Mauvais, P., Collette, P., Bonnefoy, A., Lampilas, M. Design and synthesis of bridged γ-lactams as analogues of β-lactam antibiotics. Bioorg. Med. Chem. Lett. 14 (10), 2489-2492 (2004).
  32. D’hooghe, M., Baele, J., Contreras, J., Boelens, M., De Kimpe, N. Reduction of 5-(bromomethyl)-1-pyrrolinium bromides to 2-(bromomethyl)pyrrolidines and their transformation into piperidin-3-ones through an unprecedented ring expansion-oxidation protocol. Tetrahedron Lett. 49 (42), 6039-6042 (2008).

Tags

Химия выпуск 131 родий катализа N-(2-alkoxyvinyl) сульфаниламиды родий carbenoid 1-сульфонил-1,2,3-триазола phthalan isobenzofuran isocoumaran фенилэтиламин
Подготовка <em>N</em>-(2-alkoxyvinyl) сульфаниламиды от <em>N</em>- tosyl-1,2,3-триазолов и последующего преобразования замещенных Phthalans и фенилэтиламинов
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bennett, J. M., Shapiro, J. D.,More

Bennett, J. M., Shapiro, J. D., Choinski, K. N., Mei, Y., Aulita, S. M., Dominguez, G. M., Majireck, M. M. Preparation of N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamides from N-tosyl-1,2,3-triazoles and Subsequent Conversion to Substituted Phthalans and Phenethylamines. J. Vis. Exp. (131), e56848, doi:10.3791/56848 (2018).

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