Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Chemistry

Chemoselective forberedelse af 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes og 1,1,2-Triiodoalkenes baseret på den Oxidative Iodination af Terminal Alkyner

doi: 10.3791/58063 Published: September 12, 2018
* These authors contributed equally

Summary

Heri, detaljerede protokoller for den oxidative iodination af terminal Alkyner hypervalente-jod reagenser præsenteres, hvilke chemoselectively råd til 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes.

Abstract

Vi præsenterer chemoselective syntesen af 1-(iodoethynyl) -4-methylbenzene, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene og 1-methyl - 4-(1,2,2-triiodovinyl) benzen som repræsentative eksempler for den praktiske chemoselective forberedelse af 1-iodoalkynes , 1,2-diiodoalkenes, og 1,1,2-triiodoalkenes fra chemoselective iodination af terminal Alkyner medieret af hypervalente-jod reagenser. Kemoselektivitet blev bekræftet ved hjælp af p- tolylethyne som model substrat til at screene en bred vifte af jod kilder og/eller hypervalente-jod reagenser. En kombination af tetrabutylammonium Iodid (TBAI) og (diacetoxyiodo) benzen (PIDA) genererer selektivt 1-iodoalkynes, mens en kombination af KI og PIDA genererer 1,2-diiodoalkenes. Et en-pot syntese baseret på både TBAI-PIDA og KI-PIDA udbytter de tilsvarende 1,1,2-triiodoalkenes. Disse protokoller blev efterfølgende anvendt til syntese af syntetisk vigtigt aromatiske og alifatiske 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes, som blev indhentet i godt udbytte med fremragende kemoselektivitet.

Introduction

Iodoalkynes og iodoalkenes er udbredte vigtigt prækursorer og byggesten i organisk syntese1,2,3,4, biologisk aktive stoffer, og nyttige i syntesen af materialer og komplekse molekyler givet lethed af konvertering af C-jeg obligation5,6,7,8. I de seneste år, har den oxidative iodination af terminal Alkyner tiltrak mere opmærksomhed til syntese af iodoalkyne og iodoalkene derivater. Så langt, effektive metoder, der bruger metalkatalysatorer9,10,11,12, hypervalente-iodonium katalysatorer13,14, en anodisk oxidation system 15, ionisk væske systemer16, KI (eller jeg2)-oxidant kombinationer17,18,19,20, ultralyd21, fase-overførsel katalysatorer 22, N- iodosuccinimide9,22,23,24,25, n- BuLi26,27, 28 , 29 , 30 , 31, Grignard reagenser32og morpholin katalysatorer17,33,24,35 er blevet udviklet for iodination af Alkyner. Vi har for nylig rapporteret en praktisk og chemoselective protokol for syntese af 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes36. Funktionerne i denne metode er grøn og praktiske: (1) toksicitet af hypervalente-jod katalysatorer som oxidative functionalization reagenser er lav i forhold til andre konventionelle heavy-metal-baserede oxidanter37,38, 39,40,41,42, og (2) TBAI og/eller KI anvendes som jod kilder. Hertil kommer, giver vores system fremragende selektivitet milde betingelser. Chemoselective syntese af 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes kræver præcis kontrol over forskellige faktorer, herunder sammensætningen, oxidant, jod kilde og opløsningsmidlet. Blandt disse er jod kilde den vigtigste faktor for kemoselektivitet reaktion. Efter screening af flere typer og belastninger af jod kilde samt opløsningsmidler, blev tre metoder identificeret og etableret. For det første er TBAI som energikilde jod i kombination med MIKKERS (TBAI-PIDA) selektiv for syntese af 1-iodoalkynes. Alternativt, 1,2-diiodoalkenes fremstilles effektivt ved hjælp af en KI-PIDA system. Begge metoder har råd til de tilsvarende produkter i højt udbytte og høj kemoselektivitet. Tilsvarende tri-iodinationproducts, dvs., 1,1,2-triiodoalkenes, blev fremstillet i gode udbytte fra en-pot syntese, der kombinerer TBAI-PIDA og KI-PIDA systemer36.

Her vil vi vise, hvordan kemoselektivitet for iodination af terminal Alkyner kan styres fra 1-iodoalkynes, at 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes under lignende reaktionsbetingelser, fremhæve den præcis kontrol, der kan være udøves af velovervejet vælge oxidant, jod kilde og opløsningsmiddel. For udviklingen af denne nye syntetiske teknik, blev p- tolylethyne brugt som model substrat. Selv om de følgende protokoller fokus på syntesen af 1-(iodoethynyl) -4-methylbenzene, (E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene, og 1-methyl - 4-(1,2,2-triiodovinyl) benzen, disse forbindelser er repræsentant for 1-iodoalkynes, 1,2 - diiodoalkenes, og 1,1,2-triiodoalkenes, henholdsvis, dvs., protokollerne er bredt anvendelsesområde, og de samme teknikker kan anvendes til chemoselective iodination af aromatiske og alifatiske terminal Alkyner36.

Reagenser ansat i chemoselective iodination af terminal Alkyner og små afvigelser fra teknikkerne beskrevet resulterer i dramatiske forskelle med hensyn til target produkter. For eksempel, har ændring af jod kilde fra TBAI KI og ændring af opløsningsmiddel fra CH3CN til en CH3CN-H2O en dramatisk effekt på kemoselektivitet af iodination. Den detaljerede protokollen tager sigte på at hjælpe nye udøvere i feltet med chemoselective iodination af terminal Alkyner at undgå mange fælles faldgruber under syntesen af 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Sammenfatning af 1-(Iodoethynyl) -4-Methylbenzene (2, 1-Iodoalkynes)

  1. Tilføje 133 mg (0,36 mmol) af TBAI og 3 mL af CH3CN til en reaktion-rør, der indeholder en magnetisk omrøring bar, som er åbne for luften. Derefter tilsættes 38 μL (0,3 mmol) af p- tolylethyne til blandingen ved hjælp af mikrosprøjte.
  2. Tilføje 96.6 mg (0,3 mmol) af PIDA til kraftigt omrørt reaktionsmiljøet i 10 portioner over en periode på 20 min. ved hjælp af en spatel.
  3. Rør reaktionsblandingen ved stuetemperatur i 3 timer.
  4. Hæld den resulterende blandingen i en skilletragt, der indeholder 30 mL vand, og slukke med vandig Na2S2O3 (10%, 0,5 mL). Uddrag den vandige lag tre gange med 10 mL ethylacetat.
  5. Vaske de kombinerede organiske lag med 10 mL mættet saltlage og tørre over vandfri natriumsulfat (0,5 g).
  6. Filter ned af natrium sulfat ved hjælp af en Buchner tragt, og koncentrere filtratet under reduceret tryk få den rå vare.
  7. Rense den rå vare af kolonne kromatografi på silica gel med hexan som elueringsvæsken; den rene vare, 1-(iodoethynyl) -4-methylbenzene, er fremstillet som en let gul væske (71.9 mg, 99% udbytte; Rf= 0,79).
  8. Analysere produkt af 1H og 13C NMR spektroskopi og højtydende væskekromatografi (HPLC).

2. Sammenfatning af (E) -1-(1,2-Diiodovinyl)-4-Methylbenzene (3, 1,2-Diiodoalkenes)

  1. Tilføje 124.5 mg (0,75 mmol) af KI og 1 mL af CH3CN til en reaktion-rør, der indeholder en magnetisk omrøring bar, som er åbne for luften. Derefter tilsættes 38 μL (0,3 mmol) p- tolylethyne og 3 mL af H2O til blandingen via en mikrosprøjte.
  2. Tilføje 96.6 mg (0,3 mmol) af PIDA til kraftigt omrørt reaktionsmiljøet i 10 portioner over en periode på 20 min. ved hjælp af en spatel.
  3. Rør reaktionsblandingen ved stuetemperatur i 24 timer.
  4. Hæld den resulterende blandingen i en skilletragt, der indeholder 30 mL vand, slukke med vandig Na2S2O3 (10%, 1 mL), og uddrag den vandige lag tre gange med 10 mL ethylacetat.
  5. Vaske de kombinerede organiske lag med 10 mL af saltlage og tørre over vandfri natriumsulfat (0,5 g).
  6. Filter ned af natrium sulfat ved hjælp af en Buchner tragt, og koncentrere filtratet under reduceret tryk få den rå vare.
  7. Rense den rå vare af kolonne kromatografi på silica gel med hexan som elueringsvæsken. Det rene produkt, (E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene, er fremstillet som en let gul væske (111.9 mg, 98% udbytte; Rf = 0,84).
  8. Analysere produkt af 1H og 13C NMR spektroskopi samt HPLC.

3. Sammenfatning af 1-Methyl - 4-(1,2,2-Triiodovinyl) benzen (4, 1,1,2-Triiodoalkenes)

  1. Tilføje 133 mg (0,36 mmol) af TBAI og 1 mL af CH3CN til en reaktion-rør, der indeholder en omrøring bar, som er åbne for luften. Tilføj derefter 38 μL (0,3 mmol) af p- tolylethyne ved hjælp af mikrosprøjte.
  2. Tilføje 96.6 mg (0,3 mmol) af PIDA til kraftigt omrørt reaktionsmiljøet i 10 portioner over en periode på 20 min. ved hjælp af en spatel. Rør reaktionsblandingen i 3 timer ved stuetemperatur.
  3. Tilføje 124.5 mg (0,75 mmol) af KI i 3 mL H2O til reaktionsblandingen.
  4. Tilføje 193.2 mg (0,6 mmol) af PIDA til reaktionsblandingen i 10 portioner over en periode på 20 min. ved hjælp af en spatel. Rør reaktionsblandingen til en anden 3 timer ved stuetemperatur.
  5. Tilføje en anden 124.5 mg (0,75 mmol) af KI i 3 mL H2O og 1 mL af CH3CN til reaktionsblandingen.
  6. Tilføje en anden 193.2 mg (0,6 mmol) af PIDA til reaktionsblandingen i 10 portioner over en periode på 20 min. ved hjælp af en spatel. Rør reaktionsblandingen til en anden 12 timer ved stuetemperatur.
  7. Hæld den resulterende blandingen i en skilletragt, der indeholder 30 mL vand, slukke med vandig Na2S2O3 (10%, 2 mL), og uddrag den vandige lag tre gange med 10 mL ethylacetat.
  8. Vaske de kombinerede organiske lag med 10 mL af saltlage og tørre over vandfri natriumsulfat (0,5 g).
  9. Filter ned af natrium sulfat ved hjælp af en Buchner tragt, og koncentrere filtratet under reduceret tryk få den rå vare.
  10. Rense den rå vare af kolonne kromatografi på silica gel ved hjælp af hexan for at få den rene vare, 1-methyl - 4-(1, 2, 2-triiodovinyl) benzen, som en gul væske (138.4 mg, 93% udbytte; Rf = 0,79).
  11. Analysere produkt af 1H og 13C NMR spektroskopi samt HPLC.

4. bestemmelse af selektiviteten for den Mono-, Di- eller Tri-iodination af Terminal Alkyner ved HPLC

Bemærk: Selektivitet for mono-, di-, tri-iodination af Alkyner blev bestemt ved HPLC. HPLC blev udført på et instrument, der bruger et 5 μm, 4,6 mm × 150 mm kolonne, CH3KN/H2O = 75/25 (v/v) som opløsningsmiddel, en gennemstrømningshastighed på 1,0 mL/min. og en detektor bølgelængde på λ = 254 nm.

  1. Forberedelse af den eksterne standardopløsning til HPLC
    1. Netop afvejes 2 (1-(iodoethynyl) -4-methylbenzene; 9,58 mg, 39.58 × 10-3 mmol), 3 ((E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene; 19.29 mg, 52.14 × 10-3 mmol), og 4 (1-methyl - 4-(1,2,2- triiodovinyl) benzen; 11.10 mg, 22.38 × 10-3 mmol).
    2. Blande og opløse disse tre forbindelser i 1 mL af CH3CN og fortyndes stamopløsningen 100 gange før du udfører HPLC adskillelse.
    3. Bestemme forholdet mellem toparealerne (%) af hvert produkt på HPLC kromatogram.
    4. Beregn forholdet mellem den molære optagelighed af hvert stof efter følgende formel:
      Ε 2 : ε3 : ε4 = en2/n2 : en3/n3 : en4/n4
      hvor ε er de molære optagelighed, A topareal og n den molære vægt.
  2. Beregn kemoselektivitet efter følgende formel:
    n2 : n3 : n4 = en2/ε2 : en3/ε3 : en4/ε4

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Chemoselective syntese af 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes baseret på den oxidative iodination af p- tolylethyne er sammenfattet i figur 1. Alle reaktioner blev udsat for luft. Alle forbindelser i denne undersøgelse var karakteriseret ved 1H og 13C NMR spektroskopi og massespektrometri for HPLC adgang til strukturen af produktet og selektivitet af reaktionen, samt at udforske renheden. De fremstillede produkter er stabile ved opbevaring ved 4 ° C i et køleskab i fire måneder, dvs., væsentlige ændringer i HPLC og 1H NMR data blev ikke fundet. Nøgledata for repræsentative forbindelser er beskrevet i dette afsnit.

Strukturen af 1-(iodoethynyl) -4-methylbenzene (2, 1-iodoalkynes) blev fastsat ved at sammenligne dens NMR data med referencedata. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7,32 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 7,11 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 2.34 (s, 3 H); 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 139.1, 132.2, 129.0, 120.4, 94,3, 21,6, 5.1. Det centrale proton signal for den terminal alkyn (3,0 ppm) forsvinder og observation af et signal på 5,1 ppm i 13C NMR-spektrum bekræfter mono-iodination af p- tolylethyne (figur 2), i overensstemmelse med rapporterede NMR data 43. HPLC-analysen: C18 (5 µm, 4,6 mm × 150 mm), CH3KN/H2O = 75/25 (v/v), strømningshastighed = 1,0 mL/min.1, λ = 254 nm, retentionstid: 6,2 min (figur 7).

Strukturen i (E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene (3, 1,2-diiodoalkenes) blev fastsat ved at sammenligne dens NMR data med referencedata. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.26 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 7.22 (s, 1 H), 7.15 (d, J = 8,0 Hz, 2 H), 2.34 (s, 3 H); 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 140.2, 139.0, 129.0, 128,4, 96,6, 80,1, 21.4. Det centrale proton signal i olefin på 7,2 ppm bekræfter di-iodination af p- tolylethyne, og 13C NMR spektret viser de tilsvarende olefin kulstofatomer på 96.6 ppm og 80.1 ppm, henholdsvis (figur 3). NMR-data er i overensstemmelse med tidligere rapporterede værdier, hvor 3 blev fastsat som E type18. HPLC-analysen: C18 (5 µm, 4,6 mm × 150 mm), CH3KN/H2O = 75/25 (v/v), strømningshastighed = 1,0 mL/min.1, λ = 254 nm, retentionstid: 10,6 min (figur 8).

Strukturen af 1-methyl - 4-(1,2,2-triiodovinyl) benzen (4, 1,1,2-triiodoalkene) blev bestemt ved NMR, høj opløsning massespektrometri (HRMS) og HPLC. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.16 (s, 4 H), 2.34 (s, 3 H); 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 144.9, 138.9, 129.3, 127.4, 112.9, 22,2, 21,5 (figur 4); HRMS (EI) beregnet årligt beløb til C9H7jeg3: 495.7682 ([M]+); fundet: 495.7672 (figur 5); HPLC-analysen: C18 (5 µm, 4,6 mm × 150 mm), CH3KN/H2O = 75/25 (v/v), strømningshastighed = 1,0 mL/min.1, λ = 254 nm, retentionstid: 11,5 min (figur 9).

Kemoselektivitet af iodination blev bestemt ved HPLC. HPLC udførelsen af 2, 3og 4 som eksterne standarder er vist i figur 6. Kindtand forholdet mellem 2, 3og 4 som eksterne standarder er 39.58: 52.14: 22.38. Af forholdet mellem toparealerne (%) i HPLC kromatogrammet af 2:3:4 er 49.801%: 30.762%: 19.436% (figur 6). I overensstemmelse hermed, at forholdet mellem molær absorptionskoefficient er ε2: ε3: ε4= 2.131: 1: 1.472.

TBAI-PIDA system selektivt giver 2 (2: 3:4= 100:0:0; Figur 7), mens KI-PIDA system selektivt fremlægger 3(2:3:4= 0.8:98.8:0.4; Figur 8). Kombineret i én-pot, TBAI-PIDA og KI-PIDA systemer effektivt udbytte 4 som en større produkt (2: 3:4= 3.7:3.2:93.1; Figur 9).

Figure 1
Figur 1. Chemoselective mono-, di- og tri-iodination af Alkyner. p- Tolylethyne blev brugt som model substrat. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2. 1 H NMR og 13 C NMR-spektre af 2 . Dette tal er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3. 1 H NMR og 13 C NMR-spektre af 3. denne figur er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Fig. 4. 1 H NMR og 13 C NMR-spektre af 4 . Dette tal er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5. HRMS spektre af 4 . Dette tal er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 6
Figur 6. HPLC spektrum af en blanding af 2 , 3 , og 4 blanding som eksterne standarder (2: 9,58 mg; 3: 19.29 mg; 4: 11,10 mg). Dette tal er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 7
Figur 7. HPLC spektrum af 2 , syntetisk ved hjælp af TBAI-PIDA system. Dette tal er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 8
Figur 8 . HPLC spektrum af 3, syntetiserede ved hjælp af KI-PIDA system. Dette tal er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 9
Figur 9 . HPLC spektrum af 3syntetiserede ved hjælp af en kombination af TBAI-PIDA og KI-PIDA systemer i en urtepotte Dette tal er blevet gengivet fra ref. 36 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

1-Iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes kan være chemoselectively syntetiseret med hypervalente-jod reagenser som effektiv mæglere for oxidative iodination(s). De mest kritiske faktorer af disse chemoselective iodination protokoller er natur og lastning af jod kilde, som opløsningsmiddel. For eksempel 1-iodoalkyne 2 blev fremstillet som den store produkt (52% udbytte) når TBAI (2,5 equiv lastning) blev valgt som jod kilden i kombination med MeOH som opløsningsmiddel (2:3:4= 90:5:5). Når du ændrer jod kilden til KI, sådan en selektivitet blev ikke observeret, mens ved hjælp af NH4jeg resulterede i den fremherskende dannelsen af 1,2-diiodoalkene 3. Oplysninger om optimering af reaktionen betingelser er dokumenteret andetsteds36 (tabel 1).

Blev gjort flere forsøg på at identificere de optimale betingelser for dannelse af 1-iodoalkynes36. For det første, TBAB lastning høj grad påvirker selektiviteten mod 1-iodoalkyne 2. Sænke TBAB favoriserer læsning fra 2,5 til 1,2 equiv dannelsen af 2. For det andet, arten af opløsningsmidlet kraftigt påvirker dannelsen af 1-iodoalkyne 2 selektivitet og udbytte. For eksempel, CH3CN, Et2O, THF og DCM fordel syntesen af 2 med hensyn til udbytte (fremragende) og selektivitet (absolutte). DMF og toluen har råd til 2 i godt udbytte, omend med lidt lavere selektivitet. Navnlig, 1-iodoalkynes er mest effektivt genereret ved at behandle den terminal alkyn (1,0 equiv) ved stuetemperatur for 2−24 h med MIKKERS (1,0 equiv) og TBAI (1,2 equiv) CH3CN, THF eller Et2O.

Ændring af opløsningsmiddel til en CH3forbedrer CN-H2O blanding dramatisk kemoselektivitet mod 1,2-diiodoalkene 3, når du bruger KI som jod kilde. Optimal reaktionsbetingelser for udarbejdelse af 1,2-diiodoalkenes blev etableret som følger: behandling af den terminal alkyn (1,0 equiv) ved stuetemperatur for 2−24 h med MIKKERS (1,0 equiv) og KI (2,5 equiv) i MeCN-H2O (1:3)36.

En praktisk one-pot syntese af 1,1,2-triiodoalkene 4 kan realiseres ved at kombinere de to ovennævnte metoder. Typisk, terminal 4-ethynytoluene (1,0 equiv), MIKKERS (1,0 equiv), og TBAI (1,2 equiv) var omrøres i 3 timer ved stuetemperatur, efterfulgt af tilføje PIDA og en vandig KI-opløsning. På disse reaktionsbetingelser,, var 4-ethynytoluene forbruges; dog blev kun 44% transformation observeret ved 1,0 ækvivalent af PIDA i det andet trin. Forlængelse af reaktionstiden ikke øge omdannelsen. Derfor, indlæsning af MIKKERS (2,0 equiv) blev forøget i det andet skridt at fremskynde denne transformation, fører til dannelsen af 4 i 88% udbytte som et større produkt. Interessant, med en ekstra portion af PIDA og KI, blev en yderligere forøgelse af udbyttet af 4 (93%) observeret. Derfor blev reaktionsbetingelser for den syntetiske metode 4 optimeret. (i) den terminal alkyn (1,0 equiv) var blandet med MIKKERS (1,0 equiv) og TBAI (1,2 equiv) i 3 timer ved stuetemperatur i MeCN; (ii) efter tilsætning af H2O, MIKKERS (2,0 equiv), og KI (2,5 equiv), reaktionsblandingen blev vakt for en anden 3 h; (iii) med tilføjelse af H2O, MIKKERS (2,0 equiv), og KI (2,5 equiv), reaktionsblandingen blev vakt for en anden 12 h36.

Heri, har vi præsenteret praktiske metoder for chemoselective udarbejdelse af 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes og 1,1,2-triiodoalkenes baseret på hypervalente-jod katalyseret iodination af terminal Alkyner. Disse metoder har høj kemoselektivitet, god udbytte, lav toksicitet, mild reaktionsbetingelser og bredt anvendelsesområde. Vi forventer, at disse nye syntetiske metoder kan anvendes til den effektive og chemoselective syntese af flere iodoalkyne derivater, materialer, mellemprodukter og biologisk aktive forbindelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har noget ekstraordinært at videregive.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af National karakter Science Foundation of China (21502023).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4-ethynyltoluene,98% Energy Chemical D080006
phenylacetylene,98% Energy Chemical W330041
1-ethynyl-4-methoxybenzene,98% Energy Chemical D080007
1-ethynyl-4-fluorobenzene,98% Energy Chemical D080005
4-(Trifluoromethyl)phenylacetylene, 98% Energy Chemical W320273
4-Ethynylbenzoic acid methyl ester,97% Energy Chemical A020720
3-Aminophenylacetylene,97% Energy Chemical D080001
3-Butyn-1-ol,98% Energy Chemical A040031
Propargylacetate,98% Energy Chemical L10031
Tetrabutylammonium Iodide,98% Energy Chemical E010070
Potassium iodide,98% Energy Chemical E010364
(diacetoxyiodo)benzene,99% Energy Chemical A020180
acetonitrile, HPLC grade fischer A998-4
magnetic stirrer IKA
rotary evaporator Buchi
Bruker AVANCE III 400 MHz Superconducting Fourier Bruker
High-performance liquid chromatography Shimadzu

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sun, G. D., Wei, M. J., Luo, Z. H., Liu, Y. J., Chen, Z. J., Wang, Z. Q. An Alternative Scalable Process for the Synthesis of the Key Intermediate of Omarigliptin. Organic Process Research & Development. 20, (12), 2074-2079 (2016).
  2. Wang, D., Chen, S., Chen, B. H. Green synthesis of 1,4-disubstituted 5-iodo-1,2,3-triazoles under neat conditions, and an efficient approach of construction of 1,4,5-trisubstituted 1,2,3-triazoles in one pot. Tetrahedron Letters. 55, (51), 7026-7028 (2014).
  3. Chen, Z. W., Zeng, W., Jiang, H. F., Liu, L. X. Cu(II)-Catalyzed Synthesis of Naphthalene-1,3-diamine Derivatives from Haloalkynes and Amines. Organic Letters. 14, (21), 5385-5387 (2012).
  4. Boutin, R. H., Rapoport, H. α-Amino acid derivatives as chiral educts for asymmetric products. Synthesis of sphingosine from α′-amino-α,β-ynones. The Journal of Organic Chemistry. 51, (26), 5320-5327 (1986).
  5. Heravi, M. M., Asadi, S., Nazari, N., Lashkariani, B. M. Developments of Corey-Fuchs Reaction in Organic and Total Synthesis of Natural Products. Current Organic Chemistry. (21), 2196-2219 (2015).
  6. Vaidyanathan, G., McDougald, D., Koumarianou, E., Choi, J., Hens, M., Zalutsky, M. R. Synthesis and evaluation of 4-[18F]fluoropropoxy-3-iodobenzylguanidine ([18F]FPOIBG): A novel 18F-labeled analogue of MIBG. Nuclear Medicine and Biology. 42, (8), 673-684 (2015).
  7. Butini, S., Gemma, S., Brindisi, M., Borrelli, G., Lossani, A., Ponte, A. M., Torti, A., Maga, G., Marinelli, L., La Pietra, V., Fiorini, I., Lamponi, S., Campiani, G., Zisterer, D. M., Nathwani, S. M., Sartini, S., La Motta, C., Da Settimo, F., Novellino, E., Focher, F. Non-Nucleoside Inhibitors of Human Adenosine Kinase: Synthesis, Molecular Modeling, and Biological Studies. Journal of Medicinal Chemistry. 54, (5), 1401-1420 (2011).
  8. Kabalka, G. W., Shoup, T. M., Daniel, G. B., Goodman, M. M. Synthesis and evaluation of a new series of 17alpha-[(123)I]iodovinyl estradiols. Nuclear Medicine & Biology. 27, (3), 279-287 (2000).
  9. Lei, C. H., Jin, X. J., Zhou, J. R. Palladium-Catalyzed Alkynylation and Concomitant ortho Alkylation of Aryl Iodides. ACS Catalysis. 6, 1635-1639 (2016).
  10. Chen, W. W., Zhang, J. L., Wang, B., Zhao, Z. X., Wang, X. Y., Hu, Y. F. Tandem Synthesis of 3-Chloro-4-iodoisoxazoles from 1-Copper(I) Alkynes, Dichloroformaldoxime, and Molecular Iodine. The Journal of Organic Chemistry. 80, (4), 2413-2417 (2015).
  11. Brotherton, W. S., Clark, R. J., Zhu, L. Synthesis of 5-Iodo-1,4-disubstituted-1,2,3-triazoles Mediated by in Situ Generated Copper(I) Catalyst and Electrophilic Triiodide Ion. The Journal of Organic Chemistry. 77, (15), 6443-6455 (2012).
  12. Abe, H., Suzuki, H. Copper-Mediated Nucleophilic Displacement Reactions of 1-Haloalkynes. Halogen-Halogen Exchange and Sulfonylation. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 72, (4), 787-798 (1999).
  13. Yan, J., Li, J., Cheng, D. Novel and Efficient Synthesis of 1-Iodoalkynes. Synlett. 2007, (15), 2442-2444 (2007).
  14. Ochiai, M., Uemura, K., Masaki, Y. J. α- versus β-Elimination of (Z)-( α-Halovinyl)iodonium Salts: Generation of α-Haloalkylidene Carbenes and Their Facile Intramolecular 1,2-Migration. Journal of the American Chemical Society. 115, (6), 2528-2529 (1993).
  15. Nishiguchi, I., Kanbe, O., Itoh, K., Maekawa, H. Facile Iodination of Terminal Acetylenes by Anodic Oxidation in the Presence of NaI. Cheminform. 2000, (1), 89-91 (2000).
  16. Nouzarian, M., Hosseinzadeh, R., Golchoubian, H. Ionic Liquid Iodinating Reagent for Mild and Efficient Iodination of Aromatic and Heteroaromatic Amines and Terminal Alkynes. Synthetic Communications. 43, (21), 2913-2925 (2013).
  17. Mader, S., Molinari, L., Rudolph, M., Rominger, F., Hashmi, A. S. K. Dual Gold-Catalyzed Head-to-Tail Coupling of Iodoalkynes. Chemistry-A European Journal. 21, (10), 3910-3913 (2015).
  18. Jiang, Q., Wang, J. Y., Guo, C. C. (NH4)2S2O8-Mediated Diiodination of Alkynes with Iodide in Water: Stereospecific Synthesis of (E)-Diiodoalkenes. Synthesis. 47, (14), 2081-2087 (2015).
  19. Madabhushi, S., Jillella, R., Mallu, K. K. R., Godala, K. R., Vangipuram, V. S. A new and efficient method for the synthesis of α,α-dihaloketones by oxyhalogenation of alkynes using oxone®-KX (X=Cl, Br, or I). Tetrahedron Letters. 54, (30), 3993-3996 (2013).
  20. Reddy, K. R., Venkateshwar, M., Maheswari, C. U., Kumar, P. S. Mild and efficient oxy-iodination of alkynes and phenols with potassium iodide and tert-butyl hydroperoxide. Tetrahedron Letters. 51, (16), 2170-2173 (2010).
  21. Stefani, H. A., Cella, R., Dorr, F. A., de Pereira, C. M. P., Gomes, F. P., Zeni, G. Ultrasound-assisted synthesis of functionalized arylacetylenes. Tetrahedron Letters. 46, (12), 2001-2003 (2005).
  22. Naskar, D., Roy, S. 1-Haloalkynes from Propiolic Acids: A Novel Catalytic Halodecarboxylation Protocol. The Journal of Organic Chemistry. 64, (18), 6896-6897 (1999).
  23. Gómez-Herrera, A., Nahra, F., Brill, M., Nolan, S. P., Cazin, C. S. J. Sequential Functionalization of Alkynes and Alkenes Catalyzed by Gold(I) and Palladium(II) N-Heterocyclic Carbene Complexes. ChemCatChem. 8, (21), 3381-3388 (2016).
  24. Wang, B., Zhang, J. L., Wang, X. Y., Liu, N., Chen, W. W., Hu, Y. F. Tandem Reaction of 1-Copper(I) Alkynes for the Synthesis of 1,4,5-Trisubstituted 5-Chloro-1,2,3-triazoles. The Journal of Organic Chemistry. 78, (20), 10519-10523 (2013).
  25. Li, M., Li, Y., Zhao, B., Liang, F., Jin, L. Facile and efficient synthesis of 1-haloalkynes via DBU-mediated reaction of terminal alkynes and N-haloimides under mild conditions. RSC Advances. 4, (57), 30046-30049 (2014).
  26. Pérez, J. M., Crosbie, P., Lal, S., Díez-González, S. Copper (I)-Phosphinite Complexes in Click Cycloadditions: Three-Component Reactions and Preparation of 5-Iodotriazoles. ChemCatChem. 8, (13), 2222-2226 (2016).
  27. Wilkins, L. C., Lawson, J. R., Wieneke, P., Rominger, F., Hashmi, A. S. K., Hansmann, M. M., Melen, R. L. The Propargyl Rearrangement to Functionalised Allyl-Boron and Borocation Compounds. Chemistry-A European Journal. 22, (41), 14618-14624 (2016).
  28. Usanov, D. L., Yamamoto, H. Enantioselective Alkynylation of Aldehydes with 1-Haloalkynes Catalyzed by Tethered Bis(8-quinolinato) Chromium Complex. Journal of the American Chemical Society. 133, (5), 1286-1289 (2011).
  29. Luithle, J. E. A., Pietruszka, J. Synthesis of Enantiomerically Pure cis-Cyclopropylboronic Esters. European Journal of Organic Chemistry. 2000, (14), 2557-2562 (2000).
  30. Blackmore, I. J., Boa, A. N., Murray, E. J., Dennis, M., Woodward, S. A simple preparation of iodoarenes, iodoalkenes and iodoalkynes by reaction of organolithiums with 2,2,2-trifluoro-1-iodoethane. Tetrahedron Letters. 40, (36), 6671-6672 (1999).
  31. Lee, G. C. M., Tobias, B., Holmes, J. M., Harcourt, D. A., Garst, M. E. A new synthesis of substituted fulvenes. Journal of the American Chemical Society. 112, (25), 9330-9336 (1990).
  32. Rao, M. L. N., Periasamy, M. A Simple Convenient Method for the Synthesis of 1-Iodoalkynes. Synthetic Communications. 25, (15), 2295-2299 (1995).
  33. Zeiler, A., Ziegler, M. J., Rudolph, M., Rominger, F., Hashmi, A. S. K. Scope and Limitations of the Intermolecular Furan-Yne Cyclization. Advanced Synthesis & Catalysis. 357, (7), 1507-1514 (2015).
  34. Dumele, O., Wu, D. N., Trapp, N., Goroff, N., Diederich, F. Halogen Bonding of (Iodoethynyl)benzene Derivatives in Solution. Organic Letters. 16, (18), 4722-4725 (2014).
  35. Hashmi, A. S. K., Dopp, R., Lothschutz, C., Rudolph, M., Riedel, D., Rominger, F. Scope and Limitations of Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions with Organogold Compounds. Advanced Synthesis & Catalysis. 352, (8), 1307-1314 (2010).
  36. Liu, Y., Huang, D., Huang, J., Maruoka, K. Hypervalent Iodine Mediated Chemoselective Iodination of Alkynes. The Journal of Organic Chemistry. 82, (22), 11865-11871 (2017).
  37. Wang, X., Studer, A. Iodine (III) Reagents in Radical Chemistry. Accounts of Chemical Research. 50, (7), 1712-1724 (2017).
  38. Yoshimura, A., Zhdankin, V. V. Advances in Synthetic Applications of Hypervalent Iodine Compounds. Chemical Reviews. 116, (5), 3328-3435 (2016).
  39. Charpentier, J., Fruh, N., Togni, A. Electrophilic Trifluoromethylation by Use of Hypervalent Iodine Reagents. Chemical Reviews. 115, (2), 650-682 (2015).
  40. Zhdankin, V. V., Protasiewicz, J. D. Development of new hypervalent iodine reagents with improved properties and reactivity by redirecting secondary bonds at iodine center. Coordination Chemistry Reviews. 275, (16), 54-62 (2014).
  41. Stang, P. J., Zhdankin, V. V. Organic Polyvalent Iodine Compounds. Chemical Reviews. 96, (3), 1123-1178 (1996).
  42. Kohlhepp, S. V., Gulder, T. Hypervalent iodine(III) fluorinations of alkenes and diazo compounds: new opportunities in fluorination chemistry. Chemical Society Reviews. 45, (22), 6270-6288 (2016).
  43. Hein, J. E., Tripp, J. C., Krasnova, L. B., Sharpless, K. B., Fokin, V. V. Copper(I)-Catalyzed Cycloaddition of Organic Azides and 1-Iodoalkynes. Angewandte Chemie International Edition. 48, (43), 8018-8021 (2009).
Chemoselective forberedelse af 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes og 1,1,2-Triiodoalkenes baseret på den Oxidative Iodination af Terminal Alkyner
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Li, Y., Huang, D., Huang, J., Liu, Y., Maruoka, K. Chemoselective Preparation of 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes, and 1,1,2-Triiodoalkenes Based on the Oxidative Iodination of Terminal Alkynes. J. Vis. Exp. (139), e58063, doi:10.3791/58063 (2018).More

Li, Y., Huang, D., Huang, J., Liu, Y., Maruoka, K. Chemoselective Preparation of 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes, and 1,1,2-Triiodoalkenes Based on the Oxidative Iodination of Terminal Alkynes. J. Vis. Exp. (139), e58063, doi:10.3791/58063 (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