Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Enolonium 종 통해 Ketones의 Umpolung 기능화에 대 한 2 단계 프로토콜

Published: August 16, 2018 doi: 10.3791/57916

Summary

Enolonium 종 케 톤 enolates의 umpolung와 α-위치에 nucleophile의 추가 대 한 2 단계 한 냄비 프로토콜 설명 되어 있습니다. Nucleophiles 염화 물, 아 지 드, azoles, 알릴-실, 그리고 향기로운 화합물 포함.

Abstract

Α-기능화 hypervalent 요오드 시 약에 의해 enolates의 umpolung 통해 ketones의 합성 유기 화학에서 중요 한 개념 이다. 최근에, 우리는 케 톤 enolate umpolung 수돗물, azidation, 및 amination azoles를 사용 하 여 메서드의 개발 활성화를 위한 2 단계 전략을 개발 했습니다. 또한, C C 본드-형성 arylation와 allylation 반응 개발 했습니다. 이러한 방법의 중심에는 반응 nucleophile의 추가 이전 중간과 높은 반응 enolonium 종의 준비 합니다. 이 전략은 따라서 준비 및 고전적인 합성 화학 금속 enolates의 사용의 연상 이다. 이 전략 nucleophiles 것 그렇지 않으면 호환 되지 않을 수 강하게 산화 hypervalent 요오드 시 약의 사용을 허용 한다. 이 문서에서 우리는 염소, azidation, N-heteroarylation, arylation, 및 allylation에 대 한 자세한 프로토콜 제시. 제품 모티브 medicinally 활성 제품에 포함 됩니다. 이 기사 크게 이러한 메서드를 사용 하 여 다른 사람을 도움이 됩니다.

Introduction

Enolates 클래식 탄소 nucleophiles 유기 화학에서 그리고 중 가장 널리 사용 되는. Electrophilic enolonium 종 만들려고 enolates의 Umpolung는 귀중 한 대체 방법으로 α-기능성된 ketones을 생산으로 소설 반응 클래식 enolate 화학을 통해 불가능을 가능 하 게 하 수 있습니다. Enolonium 종 hypervalent 요오드 시 약을 포함 하는 특정 반응에 많은 반응에서 중간체도 제안 되었습니다. 이러한 반응에는 α-halogenation, 산소, 그리고 amination1 뿐만 아니라 다른 반응2,3,,45포함 됩니다.

그러나, 이러한 반응의 범위는 항상 반응 enolonium 종의 과도 특성에 의해 제한 되었다. 이 transiency 필요 어떤 nucleophile 강하게 산화 hypervalent 요오드 시 약으로 생성 enolates의 반응 동안 반응 혼합물에 있어야 합니다. 따라서, 어떤 nucleophile 전자 부유한 향기로운 화합물 (heterocycles) 및 알 켄와 같은 산화 하는 경향이 사용할 수 없습니다.

작년에 우리 뒤에 두 번째 단계에서 nucleophile의 추가 1 단계에서 개별 중급으로 enolonium 종 형성은 조건 개발 하 여 이러한 한계를 극복 했다. 이 프로토콜 허용 기능화 염소6, 등의 고전 형식 뿐만 아니라 산화 탄소 nucleophiles allylsilanes6,8, enolates1,6,등의 사용 7, 그리고 전자 부유한 향기로운 화합물9, C-C 유대 형성의 결과. Allylation 메서드는 의무가 제 사기 및 3 차 센터의 형성. 케 톤 arylation 방법의 향기로운 감독 그룹9에 대 한 필요 없이 복합 형식 C H 기능화를 구성합니다. 최근에, 우리는 뿐만 아니라11로 azoles 및 azides10 의 추가 보고 있다. 프로토콜의 상세한 프레 젠 테이 션 합성 유기 화학자의 나날 도구 상자에 이러한 방법의 소개에 지원 예정입니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1입니다. Enolonium 종 준비

주의: 프로토콜을 수행 하기 전에 모든 시 약 및 용 매에 대 한 MSDS를 참조.

참고: 상용 소스 로부터 받은 모든 새로운 시 약 사용 되었다. 붕 소 trifluoride etherate를 저장 하는 경우 사용 하기 전에 그것을 증 류.

  1. 둥근 바닥된 플라스 크는 심장 및 자석 마그네틱 감동에 대 한 장비 건조, 추가 Koser의 시 약 (1.5 equiv.) 질소 또는 아르곤 플라스 크를 플러시.
  2. 0.234 mol/L 공식 농도의 현 탁 액을 주고 건조 dichloromethane을 추가 합니다.
  3. 쿨 드라이 아이스/아세톤 목욕 또는 차가운 손가락 악기/아세톤 목욕을 사용 하 여-78 ° C에 서 스 펜 션.
  4. 깔끔한 BF3OEt2 추가 (1.5 equiv.) 천천히.
  5. 노란 솔루션의 형성까지 실내 온도에 다른 유형의 혼합물을 따뜻한. 일반적으로,이 5 분 이내 발생합니다.
  6. -78 ° c 솔루션 쿨
  7. 냉각된 솔루션에 추가 trimethylsilyl enolether (1 equiv., 0.313 mol/L)에서 건조 dichloromethane dropwise (규모)에 따라 2-10 분 이상. Silyl enol 에테르의 추가 완료 한 후 enolonium 종 형성 완료 됩니다.
    참고: enolonium 종의 솔루션 수 있습니다 남아 있을 적어도 30 분 동안-78 ° C에 수확량에 더 악화. Enolonium 종 보고 NMR 연구6에 표시 된 대로이 시간 동안 안정적입니다.

2입니다. Enolonium 종의 기능화

  1. 염화 염화 물 음이온과
    1. Enolonium 종 준비 솔루션, 염화 비닐 벤 질 디 메 틸 decylammonium 추가 (2.0 equiv., 1.25 mol/L) 건조 dichloromethane 드롭 현명한 방식에서에. -55 ° c 온도 유지 되도록이 솔루션에 추가 0.5-2 mmol 규모 또한 5 분 이상 만족입니다.
    2. 5 분 동안-78 ° C에서 반응 혼합물을 남겨 주세요.
    3. 냉각 목욕을 제거 하 고 실내 온도 도달 하는 반응 혼합물을 허용.
    4. 20 분 동안 실 온에서 반응을 남겨 주세요.
    5. 반응 혼합물 (enolonium 종의 준비에 사용 되는 dichloromethane의 절반 볼륨)에 물을 추가 합니다.
    6. Dichloromethane을 몇 번이 고 압축을 풉니다. 일반적으로 2-3 시간 반응 볼륨을 사용 하 여 0.5-2 각 추출에 mmol 작은 규모.
    7. 결합 된 유기 레이어 두 번 소금물을 씻어. 일반적으로, 소금물의 동일한 볼륨을 사용 하 여 결합된 반응 볼륨으로.
    8. 30 분 동안 무수 황산 나트륨으로 건조.
    9. (예를 들어, 통해 Celite 플러그) 나트륨 황산 염을 필터링 합니다.
    10. 감압 및 40 ° c.에서 회전 증발 기에 용 매를 제거
    11. 칼럼 크로마토그래피는 용 매 제거 후 순수 해당 α-azido 케 톤을 감당할 헥 산 및 에틸 아세테이트 eluents를 사용 하 여 실리 카 젤에 의해 원유 제품을 정화.
      참고: trimethylsilyl enolate의 2 mmol 0.5 m m o l의 비늘에 2 cm 직경 15 cm의 높이 (길이)에 표준 실리 카 젤 60을 사용 하 여 유리 열에 열 크로마토그래피 수행 합니다. 볼륨 다른 비늘에 대 한 다양 한 필요 합니다.
  2. TMS-아 지 드와 Azidation
    주의: 유기 azides 일반적으로 폭발성 고 주의 처리 및 제품을 준비 한다. TMS-아 지 드 독성이 있다. 사용 하기 전에 MSDS를 참조 하십시오.
    1. Enolonium 종-78 ° C에서의 준비 된 솔루션에 추가 하는 깔끔한 azidotrimethylsilane (2.5 equiv.) dropwise 방식에서. 되도록 온도가-55 ° c에이 솔루션 추가 0.5-2 mmol 규모, 추가 2-3 분 이상 만족 이다.
    2. -78 ° c.에 15 분 동안 반응 혼합물을 저 어
    3. -55 ° C에 반응 혼합물이 열 하 고 2 ~ 3 h에 대 한이 온도에 둡니다.
    4. 반응 혼합물 (enolonium 종의 준비에 사용 되는 dichloromethane의 절반 볼륨)에 물을 추가 합니다.
    5. Dichloromethane을 몇 번이 고 압축을 풉니다. 일반적으로 2-3 시간 반응 볼륨을 사용 하 여 0.5-2 각 추출에 mmol 작은 규모.
    6. 결합 된 유기 레이어 두 번 소금물을 씻어. 일반적으로, 소금물의 동일한 볼륨을 사용 하 여 결합된 반응 볼륨으로.
    7. 건조 30 분 무수 황산으로 추출.
    8. 나트륨 황산 염을 필터링 합니다.
    9. 감압 및 40 ° c.에서 회전 증발 기에 용 매를 제거
    10. 칼럼 크로마토그래피는 용 매 제거 후 순수 해당 α-azido 케 톤을 감당할 헥 산 및 에틸 아세테이트 eluents를 사용 하 여 실리 카 젤에 의해 원유 제품을 정화.
  3. Azoles와 반응
    1. Enolonium 종-78 ° C에서의 준비 된 솔루션에 추가할 azole (4 ~ 5 equiv., 1 mol/L)에 dropwise 패션 dichloromethane의 5 mL에 용 해. 0.5-2 mmol 규모 또한 5 분 이상 만족입니다.
      참고: tetrazoles 같은 가난 하 게 녹는 azoles 경우 dichloromethane 대신 0.5 mol/L의 농도에서 이기를 사용 합니다. 되도록 온도가-55 ° c에이 솔루션 추가
    2. -78 ° c.에 15 분 동안 반응 혼합물을 저 어
    3. -55 ° C에 반응 혼합물이 열 하 고 4 ~ 8 h에 대 한이 온도에 둡니다.
    4. 반응 혼합물 (enolonium 종의 준비에 사용 된 유기 용 제의 절반 볼륨)에 물을 추가 합니다.
    5. Dichloromethane을 몇 번이 고 압축을 풉니다. 일반적으로 2-3 시간 반응 볼륨을 사용 하 여 0.5-2 각 추출에 mmol 작은 규모.
    6. 결합 된 유기 레이어 두 번 소금물을 씻어. 일반적으로, 소금물의 동일한 볼륨을 사용 하 여 결합된 반응 볼륨으로.
    7. 건조 30 분 무수 황산으로 추출.
    8. 나트륨 황산 염을 필터링 합니다.
    9. 감압 및 40 ° c.에서 회전 증발 기에 용 매를 제거
    10. 칼럼 크로마토그래피는 용 매 제거 후 순수 해당 α azole 케 톤을 감당할 헥 산 및 에틸 아세테이트 eluents를 사용 하 여 실리 카 젤에 의해 원유 제품을 정화.
  4. Allylation, crotylation, cinnamylation, 및 prenylation 사용 하 여 알릴 실
    1. 추가 하는 깔끔한 알릴-, crotyl, cinnamyl, 또는 prenyl trimethylsilane (2 equiv.)-78 ° c.에 천천히 되도록 온도가-55 ° c에이 솔루션 추가 0.5-2 mmol 규모, 추가 2-3 분 이상 만족 이다.
    2. -78 ° c.에서 10 분에 대 한 반응 혼합물을 저 어
    3. 천천히 냉각 목욕을 제거 하 여 실내 온도를 따뜻하게 반응 혼합물을 허용 한다. 20 분 동안 실 온에서 반응을 남겨 주세요.
    4. 반응 혼합물 (enolonium 종의 준비에 사용 되는 dichloromethane의 절반 볼륨)에 물을 추가 합니다.
    5. Dichloromethane을 몇 번이 고 압축을 풉니다. 일반적으로 2-3 시간 반응 볼륨을 사용 하 여 0.5-2 각 추출에 mmol 작은 규모.
    6. 결합 된 유기 레이어 두 번 소금물을 씻어. 일반적으로, 소금물의 동일한 볼륨을 사용 하 여 결합된 반응 볼륨으로.
    7. 건조 30 분 무수 황산으로 추출.
    8. 나트륨 황산 염을 필터링 합니다.
    9. 감압 및 40 ° c.에서 회전 증발 기에 용 매를 제거
    10. 칼럼 크로마토그래피는 용 매 제거 후 순수 해당 α-알릴 제품을 감당할 헥 산 및 에틸 아세테이트 eluents를 사용 하 여 실리 카 젤에 의해 원유 제품을 정화.
  5. Arylation
    참고: arylation, 사용 3 해당 BF3OEt2 의 enolonium 종의 준비 하는 동안 주요 측면으로는 enolonium의 tosylation를 피하기 위하여. 일반적으로, 향기로운 기판만 1.6 상응이 필요 합니다. 그러나, 경우 아로마 기판은 pyrane, thiophene, 또는 pyrrole, 최상의 결과 향기로운 기판의 5 항목을 사용 하 여 달성 된다.
    1. 준비 된 enolonium의 솔루션 종 건조 dichloromethane에 향기로운 기판의 솔루션 추가 (1.6 equiv., 0.5 mol/L) dropwise 방식에서. 되도록 온도가-55 ° c에이 솔루션 추가 0.5-2 mmol 규모, 추가 5-10 분 이상 만족 이다.
    2. 향기로운 기판의 추가 완료 되 면-55 ° C에 혼합물의 온도 증가 하 고 20 분 동안이 온도에 혼합물을 두고.
    3. 반응 혼합물 (enolonium 종의 준비에 사용 되는 dichloromethane의 절반 볼륨)에 물을 추가 합니다.
    4. Dichloromethane을 몇 번이 고 압축을 풉니다. 일반적으로 2-3 시간 반응 볼륨을 사용 하 여 0.5-2 각 추출에 mmol 작은 규모.
    5. 결합 된 유기 레이어 두 번 소금물을 씻어. 일반적으로, 소금물의 동일한 볼륨을 사용 하 여 결합된 반응 볼륨으로.
    6. 건조 30 분 무수 황산으로 추출.
    7. 나트륨 황산 염을 필터링 합니다.
    8. 감압 및 40 ° c.에서 회전 증발 기에 용 매를 제거
    9. 칼럼 크로마토그래피는 용 매 제거 후 순수 해당 α-arylated 케 톤을 감당할 헥 산 및 에틸 아세테이트 eluents를 사용 하 여 실리 카 젤에 의해 원유 제품을 정화.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

대표 실적, 프로토콜, 다음 그림 1 에 그리고 토론 섹션에서 설명 됩니다. 특히, 다른 ketones의 아주 큰 범위 사용할 수 있습니다 성공적으로 반응에서에 대해서 제품 좋은 수익률 azidation11볼 수 있습니다. 소개 azoles ketones의 α-위치에 대 한 반응의 범위 heterocycles 포함 된 일반적인 모노 주기적와 bicyclic 질소의 대부분 포함. Allylation 절차의 범위 포함 모두 알릴, crotyl 및 prenyl trimethylsilane6. Cinnamylation만 약간 다른 조건을 필요합니다. 3 해당 BF3를 사용 하 여 마찬가지로 C arylation에 필요한 조건에 제공 최적의 결과 경우 합니다. C-arylation 절차 indoles 및 전자 풍부한 벤젠 유도체에 대 한 작동합니다. Thiophene, furane 및 pyrroles도 좋은 기질, 하지만 제품 약간 낮은 수익률9에 격리 됩니다. 주의 했다 정확 하 게 절차로 절차, 수확량에 없는 중요 한 변이 가진 trimethylsilyl enolate의 2 mmol 0.5 m m o l에서 규모에서 테스트 했습니다. 이 규모, 열 착 색 인쇄기 2 cm 직경 15 cm의 높이 (길이)에 서로 다른 상업적인 소스에서 표준 실리 카 젤 60을 사용 하 여 유리 열에서 수행 됩니다. TLC에 대 한 표시 용 매 크로마토그래피에 사용 되는 용 매 이기도 합니다.

예:

염소 (2-chloro-1-phenylethan-1-one의 합성)입니다.
1-페 닐-1-trimethylsiloxyethylene (239 mg, 1.24 mmol) 설명된 프로토콜에 따라 수돗물 무색 고체로 2-chloroacetophenone12 (146 mg, 76%)을 받으면. 화합물에 대 한 특성 데이터는 다음과 같습니다 했다: Rf = 0.4 (1:9 v/v EtOAc/헥 산); 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.97 (d, J = 7.2 Hz, 2 H), 7.61 (t, J = 7.2 Hz, 1 시간), 7.51 (t, J = 7.2 Hz, 2 H), 4.72 (s, 2 H); 13 C NMR (101 m h z, CDCl3) δ 191.2, 134.3, 134.1, 129.0, 128.6, 46.2.

Azidation (2-Azido-1-(4-fluorophenyl)ethan-1-one)의 합성입니다.
1-(4-fluorophenyl)의 Azidation 비닐) 옥 시) trimethylsilane (150 mg, 0.71 mmol) 제품13 (98 mg, 77%)으로 백색 고체에 게 azidation에 대 한 프로토콜에 따라 실시 되었다. 화합물에 대 한 특성 데이터는 다음과 같습니다 했다: Rf = 0.5 (1시 20분 v/v EtOAc/헥 산); 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.01-7.88 (m, 2 시간), 7.23-7.12 (m, 2 시간), 4.53 (s, 2 H); 13 C NMR (101 m h z, CDCl3) δ 192.9, 167.5 (d, J 256.7 Hz =) 132.1, (d, J = 3.1 Hz) 131.95, (d, J = 9.5 Hz), 129.7 (d, J = 106.6 Hz), 117.5 (d, J = 22.1 Hz), 56.0.

Azoles의 추가 (1-Phenyl-2-(1H-tetrazol-1-yl)ethan-1-one)의 합성입니다.
유통 ((1-phenylvinyl) 옥 시) 실 (300 밀리 그램, 1.56 mmol) 했다 결합 1 H-tetrazole (4.9 equiv., 17 mL, 0.45 M, 7.65 m m o l)와 제품 (229 ㎎, 78%)에 게 tetrazoles의 추가 설명 된 대로 백색 고체로. 화합물에 대 한 특성 데이터는 다음과 같습니다 했다: Rf = 0.3 (1:1 v/v EtOAc/헥 산); mp 122-124 ° C; FT-적외선: Ѵmax 3141, 2936, 2869, 2115, 1695, 1596, 1449, 1351, 1228, 1173 c m-1; 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.86 (s, 1 시간), 7.99 (dd, J = 8.5, 1.2 Hz, 2 H), 7.70 (tt, J = 7.5, 2.9 Hz, 1 시간) 7.56, (t, J = 7.8 Hz, 2 H), 5.98 (s, 2 H); 13 C NMR (101 MHz, CDCl3): δ 189.0, 144.2, 135.2, 133.5, 129.5, 128.3, 53.5; HRMS (ESI +): m/z calcd C9H9N4O 189.0776 [M + H]+; 189.0745를 발견.

Allylation (3,3-dimethyl-1-phenylpent-4-en-1-one의 합성)입니다.
1-페 닐-1-trimethylsiloxyethylene (99 밀리 그램, 0.517 mmol)의 prenylation 제품14 (73 mg, 75% 수율) 무색 오일으로 여유를 프로토콜 따라 실행 되었다. 화합물에 대 한 특성 데이터는 다음과 같습니다 했다: Rf = 0.3 (1시 20분 v/v EtOAc/헥 산); 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) 7.84 (d, J = 7.2, 2 H), 7.45 (t, J 7.3, 1 시간 =), 7.36 (t, J = 7.6, 2 H), 5.94 5.84 (m, J = 17.4, 10.7, 1 H), 4.92 4.81 (m, J = 14.1, 11.6, 0.8, 2 H), 2.89 (s, 2 H), 1.10 (s, 6 H); 13 C NMR (101 m h z, CDCl3) 13C NMR (101 m h z, CDCl3) δ 199.48, 147.43, 138.37, 132.76, 128.47, 128.25, 110.57, 49.17, 36.73, 27.30.

Arylation (4-Methoxyphenyl)-2-(2-methyl-1H-indol-3-yl)propan-1-one)의 합성
종합 1-(4-methoxyphenyl)prop-1-en-1-yl)oxy)trimethylsilane (200 밀리 그램, 0.846 mmol)의 arylation에 설명 된 대로 밖으로 실시 됐다 무색 고체로 제품 (205 밀리 그램, 83%)에 게 2-메 틸-1 시간-indole (1.5에 해당)을 사용 하 여. 화합물에 대 한 특성 데이터는 다음과 같습니다 했다: Rf: 0.2 (1:5 v/v, EtOAc/애완 동물 에테르); IR (cm-1): 3377, 2967, 1739, 1595, 1458, 1362, 1208, 837; 1 H NMR: (400 MHz, CDCl3) δ 7.91 (dt, J 9.1 2.8 Hz, 2 H =), 7.80 (사 장교 미, 1 시간), (m, 1 시간) 7.64, 7.20 (m, 1 시간), 7.09 (dt, J 9.1 4.1 Hz, 2 H =), 6.74 (dt, J = 9.1 2.8 Hz, 2 H), 4.76 (q, J = 6.9 Hz, 1 H), 3.73 (s 3 H), (s, 3 H) 2.33, 1.54 (d, J = 6.9 Hz, 3 H). 13 C NMR: (101 MHz, CDCl3) δ 199.3 162.9, 135.1, 131.0, 130.5, 129.7, 127.3, 121.1, 119.6, 118.1, 111.6, 111.4, 110.3, 55.2, 38.7, 16.9, 12.0; HRMS (ESI +): C19H20m/z calcd 없음2 294.1494 [M + H] +; 294.1490를 발견.

Figure 1
그림 1: 대표적인 결과 수익률 달성 azoles, allylation, 및 arylation 프로토콜 염소, azidation, amination를 사용 하 여 보여주는. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

TMS enolates에서 enolonium의 성공적인 준비는 여러 가지 요인에 따라 달라 집니다. 준비 단계에서 주요 측 반응은 TMS enolate의 분자 형성된 enolonium의 분자의 반응에 의해 시작 물자의 호모 커플링 이다. 따라서, 반응 조건의 요구 이합체 화의 속도 기준으로 추가 TMS enolate와 루이스 산 활성화 hypervalent 요오드 시 약의 빠른 반응 함으로써이 이합체 화를 방지 하는. 이 프로토콜에 활성화 하 고 solubilizing Koser 시 약 화학 량 론 BF3를 사용 하 여 이루어집니다. 많은 hypervalent 요오드 시 약 Koser 시 약을 포함 하 여 표준 유기 용 매에 있는 빈약한 가용성이 있다. 붕 소 trifluoride의 역할은 이렇게 두 번. 우선, 그것은 하나는 ligands, 아마도 토실기 그룹의 떠나는 그룹 능력 증가 함으로써 Koser 시 약의 반응을 증대 시킵니다. 이 TMS-enolether와 빠른 반응을 보장합니다. 둘째, 활성화 Koser 시는 특히 unactivated Koser 시 상대적으로 높은 가용 이다. 검사는 시 약의 모든 TMS-enolether를 추가 하기 전에 녹아 있다 필수적 이다. 보장 하기 위해 성공적인 반응, 시 약의 작은 초과 필요 합니다. 유명한 프로토콜 1.5 등가물 각 붕 소 trifluoride의 Koser의 시 약을 사용합니다. 이 금액은 처음 사용자를 위한 것이 좋습니다. 그러나, 반응 수 있습니다 수행할 수 동등 하 게 루이스 산 및 hypervalent 요오드의 작은 1.2를 성공적으로. 우리 일반적으로 0.5 ~ 2 mmol, 수확량에 없는 중요 한 변이 가진 trimethylsilyl enolate의 비늘에서 설명한 프로토콜 주의 했다 정확 하 게 절차로 수행.

또 다른 중요 한 매개 변수는 모두 낮은 농도의 TMS-enolether 또한 반응 혼합물의 로컬 온난화 방지 하는 것을 보장 하기 위해 반응에 TMS enolether의 느린 추가 이다. 지적 규모, 추가 2-10 분 동안은 일반적으로 충분 한; 추가 시간 5 분 1 mmol 규모에서 사용 됩니다. 그러나, 호모-케 톤 enolate의 커플링을 관찰 하는 경우 활성화 Koser 시 약을 더 이상 추가 시간 TMS enolether의 너무 급속 한 추가에서 가능성이이 줄기를 사용 해야 합니다. 대규모 반응에 대 한 TMS enolether의 사전 냉각된 솔루션을 사용 하는 것이 좋습니다입니다. Β keto 에스테 르에 대 한 그것은 TMS enolether를 사용 하 고 주의 추가 시간과 온도 이러한 enolonium 종 하지 호모 커플을 할 필요는 없습니다. 또한, β keto 에스테 르의 반응 속도가 훨씬 느린 이며 따라서 실 온에서 실시 수 있습니다. 리튬 enolates β keto 에스테 르의 반응 속도 높이기 위해 사용할 수 있습니다. 아세톤의 TMS enolether 좋은 기판으로 호모 커플링이 방해 받지 않는 화합물은 매우 빠른 되지 않습니다.

프로토콜은 대체 aryl-알 킬 치환 기 모두 기부 전자 전자 철수와 ketones의 다양 한 성공. 반응 또한 dialkyl ketones 작동합니다. 특히, enolates 활용된 이중 결합을 포함 하는 반응에서 성공적인 기판입니다. 그러나, α, α-disubstituted ketones 종종 실패 이후 및 추가 단계에는 nucleophile sterically 비교적 unhindered 토실기 음이온에 의해 경쟁 반응 방해 하는 경우. Α-Tosyloxy ketones는 많은 반응에서 작은 부산물으로 관찰 된다.

Enolonium 종 준비 솔루션은 −78 ° C에 적어도 30 분 동안 안정 프로토콜의 두 번째 단계에서 반응 nucleophile 추가 됩니다. 다양 한 nucleophiles nucleophiles Koser 시 약 또는 루이스 산 Koser 시 약 반응 것을 포함 하 여 enolonium 종와 호환 됩니다. 따라서, 염화 물 또는 아 지 드 음이온 같은 두 전통적인 nucleophiles 수 있습니다 쉽게 산화 기판으로 사용할 수 있습니다. 특히, 알릴 실 반응에서 성공적으로 작동합니다. 대체 알릴 실에 대 한 반응의 두 번째 놀라운 특징은 유대 형성 알릴 silane의 터미널 위치에 완전 한 regioselectivity 이다. 따라서, prenyl silane 설명된 프로토콜에서 사용 될 때 제 사기 센터 형성 된다. 향기로운 및 heteroaromatic 기판도 사용할 수 있습니다. 놀랍게도, 질소 포함 heteroaromatics 개 이상의 질소와 질소에 치환 기 없이 질소에 반응. 반면, indoles, 및 pyrroles 탄소에서 독점적으로 반응합니다. 공격의 위치는 프리 델-공예에이 기판의 반응성에 의해 예측 입력 반응. 이 반응은 C H 기능화 반응을 구성 하며 클래식 전이 금속 촉매 커플링 반응에서 할로겐화 방향족 기판에 대 한 필요성을 제거 합니다. 범위는 전자 부유한 향기로운 화합물에 제한: indoles, pyrroles, furans, thiophene, 그리고 전자 풍부한 벤젠. 그것은 주목할 만한 전자 부유한 향기로운 화합물 enolonium 종 아니라 hypervalent 요오드, 호모 커플링 및 다른 반응에 의해 산화를 받아야 하는 경향이 있다. 대부분의 경우에만 1.6 해당 기판의 더 귀중 한 자료는 반응에 사용 될 수 있도록 필요 합니다. 초과 아로마 기판 격리 될 수 있습니다. Unsubstituted pyrroles의 경우에 thiophenes, 및 furanes 권장 5 등가물의 사용 이다.

따라서, 여기에 보고 된이 프로토콜 모두 전통, 불활성 nucleophiles로 nucleophiles 호환 되지 않는 전통적인 반응 프로토콜의 사용을 수 있습니다. 적당 한 nucleophiles 목록이 확실히 미래에 확장 계속 됩니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

공개 하는 것이 없다.

Acknowledgments

아리엘 대학과 ISF 개별 연구 보조금에서 시작 그랜트 (1914/15) AMS를 기꺼이 인정 된다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chlorotrimethylsilane, 98+% Alfa Aesar A13651 TMS-Cl
Boron trifluoride diethyl etherate, 98+% Alfa Aesar A15275 BF3*Et2O
2-Methylindole, 98+% Alfa Aesar A10764 2-Me-indole
Hydroxy(tosyloxy) iodobenzene, 97% Alfa Aesar L15701 Koser's reagent
Acetophenone, >98% Merck 800028
n-Butyllithium solution 1.6M in hexanes Aldrich 186171 nBuLi
BIS(ISOPROPYL)AMINE Apollo OR1090 DIPA
Trimethylsilyl azide, 94% Alfa Aesar L00173 TMS-N3

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mizar, P., Wirth, T. Flexible stereoselective functionalizations of ketones through umpolung with hypervalent iodine reagents. Angewandte Chemie International Edition. 53 (23), 5993-5997 (2014).
  2. Yoshimura, A., Zhdankin, V. V. Advances in synthetic applications of hypervalent iodine compounds. Chemical Reviews. 116 (5), 3328-3435 (2016).
  3. Zhdankin, V. V. Hypervalent Iodine Chemistry: Preparation, Structure, and Synthetic Applications of Polyvalent Iodine Compounds. , Wiley. (2013).
  4. Wirth, T. Topics in Current Chemistry. 373, Springer International Publishing. (2016).
  5. Merritt, E. A., Olofsson, B. α-functionalization of carbonyl compounds using hypervalent iodine reagents. Synthesis. 4 (4), 517-538 (2011).
  6. Arava, S., et al. Enolonium Species-Umpoled Enolates. Angewandte Chemie International Edition. 56 (10), 2599-2603 (2017).
  7. Parida, K. N., Maksymenko, S., Pathe, G. K., Szpilman, A. M. Cross-Coupling of Dissimilar Ketone Enolates via Enolonium Species to afford Nonsymmetrical 1,4-Diketones. Beilstein Journal of Organic Chemistry. 14, 992-997 (2018).
  8. Zhdankin, V. V., et al. Carbon-carbon bond formation in reactions of PhIO·HBF4-silyl enol ether adduct with alkenes or silyl enol ethers. Journal of Organic Chemistry. 54 (11), 2605-2608 (1989).
  9. Maksymenko, S., et al. Transition-metal-free intermolecular α-arylation of ketones via enolonium species. Organic Letters. 19 (23), 6312-6315 (2017).
  10. Vita, M. V., Waser, J. Azidation of β-keto esters and silyl enol ethers with a benziodoxole reagent. Organic Letters. 15 (13), 3246-3249 (2013).
  11. More, A., et al. α-N-Heteroarylation and α-azidation of ketones via enolonium species. Journal of Organic Chemistry. 83, 2442-2447 (2018).
  12. Xie, L., et al. Gold-catalyzed hydration of haloalkynes to α-halomethyl ketones. Journal of Organic Chemistry. 78 (18), 9190-9195 (2013).
  13. Patonay, T., Juhász-Tóth, É, Bényei, A. Base-induced coupling of α-azido ketones with aldehydes − An easy and efficient route to trifunctionalized synthons 2-azido-3-hydroxy ketones, 2-acylaziridines, and 2-acylspiroaziridines. European Journal of Organic Chemistry. 2002 (2), 285-295 (2002).
  14. Li, C., Breit, B. Rhodium-catalyzed chemo- and regioselective decarboxylative addition of β-ketoacids to allenes: Efficient construction of tertiary and quaternary carbon Centers. Journal of the American Chemical Society. 136 (3), 862-865 (2014).

Tags

화학 문제 138 Umpolung 케 톤 enolates enolonium 종 arylation allylation amination
Enolonium 종 통해 Ketones의 Umpolung 기능화에 대 한 2 단계 프로토콜
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Arava, S., Maksymenko, S., Parida,More

Arava, S., Maksymenko, S., Parida, K. N., Pathe, G. K., More, A. M., Lipisa, Y. B., Szpilman, A. M. A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species. J. Vis. Exp. (138), e57916, doi:10.3791/57916 (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