Her presenterer vi en protokoll for å utføre reaksjoner i enkel reaksjon skip under lav til moderat presset av CO2. Reaksjoner kan utføres i en rekke skip ved administrasjon av karbondioksid i form av tørris, uten behov for dyre eller utdype utstyr eller set-ups.
Her vises en generell strategi for å utføre reaksjoner under mild til moderat CO2 presset med tørris. Denne teknikken obviates behovet for spesialisert utstyr å oppnå beskjeden press, og kan også brukes til å oppnå høyere press i mer spesialisert utstyr og kraftigere reaksjon fartøy. På slutten av reaksjonen, kan hetteglass være lett trykkavlastet av åpningen ved romtemperatur. I eksemplet stede fungerer CO2 som både en antatte dirigere gruppe så vel som en måte å passivate Amin underlag, og dermed hindre oksidasjon under organometalliske reaksjonen. I tillegg legges lett, er dirigere gruppen også fjernet under vakuum, obviating behovet for omfattende rensing å fjerne gruppen Regi. Denne strategien kan den lettvinte γ-C(sp3)-H arylation av alifatisk aminer og kan brukes til en rekke andre Amin-baserte reaksjoner.
Bruk av gass forbindelser i kjemiske reaksjoner krever spesialisert utstyr og prosedyrer1,2. På benken skala, kan noen gasser legges direkte fra en tank med en høytrykk regulator3. En alternativ metode er å kondensere gassen under kryogene forhold4,5. Nyttige, krever disse strategiene bruk av spesialiserte press reaktorer med ventiler, som kan være kostnadseffektivt uoverkommelige for å kjøre mange reaksjoner parallelt. Derfor kan dette betydelig redusere hastigheten på som reaksjon screening kan fortsette. Derfor har kjemikere funnet det ønskelig å introdusere disse forbindelsene med alternative metoder. Ammoniakk kan legges til reaksjoner med forskjellige ammonium carboxylate salter, drar nytte av den svake likevekten mellom disse salter og gratis ammoniakk6. Overføre hydrogenering er en viktig strategi for reduksjon reaksjoner på olefins, karbonyl og nitro grupper som omgår bruk av brennbare hydrogengass med forbindelser som ammonium formiat eller hydrazine som bærere av H27. En annen gass rundt i dette området er karbonmonoksid8 -CO kan være generert i situ etter frigjøringen fra metall karbonyl komplekser9,10, eller alternativt det kan genereres ved decarbonylation fra kilder som formates og formamides11,12,13 eller kloroform14,15.
En gass som ikke har hatt betydelig utvikling i denne forbindelse er karbondioksid16. En årsak til dette er at mange transformasjoner som involverer CO2 også krever høye temperaturer og trykk, og dermed blir automatisk henvist til spesialiserte reaktorer17,18. Siste innsats for å utvikle mer reaktiv katalysatorer, imidlertid, lettet kjører mange av disse reaksjonene under atmosfærisk trykk CO219,20,21,22. Vi har nylig oppdaget en reaksjon som karbondioksid kan brukes å megle γ-C (sp3)-H arylation alifatisk aminer23. Denne strategien var ventet å kombinere fordelene med en dirigere gruppen tilnærming inkludert amid24,25,26,27,28sulfonamide 29 , 30 , 31 , 32, thiocarbonyl33,34eller hydrazone35-basert regi grupper (kjemiske robusticity), med enkelt en forbigående dirigere gruppe (redusert trinn økonomi)36, 37,38,39.
Selv om reaksjonen kan oppstå under lufttrykk CO2, redusere behovet for en Schlenk oppsett til skjermen reaksjoner viste uoverkommelig. Videre økende press litt førte til forbedret reaksjon avkastning, men enkelt oppnås ikke ved å bruke Schlenk:. Vi søkte derfor en alternativ strategi, og senere identifisert som tørris kan enkelt brukes som en solid CO2 som kan legges til en rekke reaksjon fartøy å introdusere den nødvendige mengden av karbondioksid å oppnå moderat Press (figur 1). Selv om underutilized i syntese, er en lignende strategi ganske vanlig som metode for å generere flytende CO2 for kromatografi og utvinning programmer40,41,42,43, 44. Bruker denne strategien tillatt vår gruppe å raskt skjermen stort antall reaksjoner i parallell, mens muligheten til å tilgang moderat CO2 Trykk på mellom 2-20 atmosfærer var avgjørende for å forbedre avkastningen av reaksjoner. Under disse forholdene, kan både primær (1°) og videregående (2°) aminer være arylated med elektron rike og elektron dårlig aryl halides.
Bruke van der Waals ligning av staten, kan omtrentlig trykket av disse systemene være beregnede45
EQ. 1:
Under forholdene i protokollen 1, kan vi anta 26.3 mg av CO2 gir n = 5.98 x 10-4 mols
Som et grovt anslag tyder de…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne ønsker å erkjenne oppstart finansiering fra The University of Toledo, samt midler fra American Chemical Society’s Herman Frasch Foundation delvise støtte for dette arbeidet. Mr. Thomas Kina er anerkjent for hans hjelp med å utvikle en egnet manometer for å måle reaksjon presset. Mr. Steve Modar er takket for nyttig diskusjoner.
7.5 mL Sample Vial with Screw Cap (Thermoset) | Qorpak | GLC-00984 | Can be reused. |
40 mL Sample Vial with Screw Cap (Thermoset) | Qorpak | GLC-01039 | Can be reused. |
Pressure Tube, #15 Thread, 7" Long, 25.4 mm O.D. | Ace Glass | 8648-06 | Can be reused. |
Pie-Block for 2 Dram Vials | ChemGlass | CG-1991-P14 | Can be reused. |
Pie-Block for 10 Dram Vials | ChemGlass | CG-1991-P12 | Can be reused. |
3.2 mm PTFE Disposable Stir Bars | Fisher | 14-513-93 | Can be reused. |
C-MAG HS 7 Control Hotplate | IKA | 20002695 | |
Analytical Weighing Balance | Sartorius | QUINTIX2241S | |
Double-Ended Micro-Tapered Spatula | Fisher Scientific | 21-401-10 | |
Hei-VAP Advantage – Hand Lift Model with G5 Dry Ice Condenser Rotary Evaporator | Heidolph | 561-01500-00 | |
Bump Trap 14/20 Joint | ChemGlass | CG-1322-01 | |
tert-Amyl amine | Alfa Aesar | B24639-14 | Used as received. |
2-Methyl-N-(3-methylbenzyl)butan-2-amine | N/A | N/A | Prepared from reductive amination of tert-amyl amine and 3-tolualdehyde in the presence of sodium borohydride in methanol. |
Palladium Acetate | Chem-Impex International, Inc. | 4898 | Used as received. |
Silver Trifluoroacetate | Oakwood Chemicals | 007271 | Used as received. |
Phenyl Iodide | Oakwood Chemicals | 003461 | Used as received. |
Acetic Acid | Fisher Chemical | A38 | Used as received. |
1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropanol | Oakwood Chemicals | 003409 | Used as received. |
Deionized Water | Obtained from in-house deionized water system. | ||
Dry Ice | Carbonic Enterprises Dry Ice Inc. | Non-food grade dry ice. | |
Concentrated Hydrochloric Acid | Fisher Chemical | A144SI | Diluted to a 1.2 M solution prior to use. |
Diethyl Ether, Certified | Fisher Chemical | E138 | Used as received. |
Hexanes, Certified ACS | Fisher Chemical | H292 | Used as received. |
Saturated Ammonium Hydroxide | Fisher Chemical | A669 | Used as received. |
Dichloromethane | Fisher Chemical | D37 | Used as received. |
Sodium Sulfate, Anhydrous | Oakwood Chemicals | 044702 | Used as received. |
250 mL Separatory Funnel | Prepared in-house by staff glassblower. | ||
100 mL Round Bottom Flask | Prepared in-house by staff glassblower. | ||
Scientific Disposable Funnel | Caplugs | 2085136030 | |
Borosilicate Glass Scintillation Vials, 20 mL | Fisher Scientific | 03-337-15 | |
5 mm O.D. Thin Walled Precision NMR Tubes | Wilmad | 666000575 | |
Chloroform-d | Cambridge Isotope Laboratories, Inc. | DLM-7 | Used as received. |