Summary
[(Bcp) Cu] PF6, 일반적인 구리 계 광에도 네 스 촉매의 합성에 대 한 상세 하 고 일반적인 프로토콜을 제시 하 고, (헤 테로) 아 렌 및 라 디 칼의 C-H 결합에 대 한 직접적으로 아실 화를 위한 합성 화학에 사용 하기 위한 유기 할로겐화 물의 고리 화.
Abstract
우리 그룹은 최근 구리 계 광에 할로겐화 물 촉매로 서 [(DPEPhos)] PF를 사용 하 여 활성화 되지 않은 것 들을 포함 하 여 광범위 한 유기 체의 활성화를 촉진 하는 것을 효율적으로 입증 했습니다. 이들은 그 때 몇몇 (헤 테로) arenes의 직접 아 르 화에 뿐만 아니라 감소 및 고리 화 반응과 같은 다양 한 급진적인 변환에 참여할 수 있습니다. 이러한 변형은 합성 화학에 관심 있는 작은 분자의 범위 뿐만 아니라 생물학적 활성 천연 제품에 대 한 간단한 액세스를 제공 합니다. 모두, [(bcp) Cu] PF6 은 최첨단 이리듐 및 루 테 늄 계 광 촉매에 대 한 매력적이 고 저렴 하며 보완적인 대안이 되는 편리한 광에도 x 촉매 역할을 합니다. 여기서 우리는 NMR 및 분 광학적 특성 뿐만 아니라 [(DPEPhos)의 합성에 대 한 상세한 프로토콜을 보고 하 고, 우리는 (헤 테로) 아 렌과 라 디 칼 고리 화의 직접적인 아실 화를 위한 합성 화학에서의 그의 사용을 예시 한다 유기 할로겐화 물. 특히 methylpyrrole의 직접 아 르 화는 4-iodobenzonitrile을 감당할 수 있는 4-1 메 틸-1hidonro2-yl) Benzonitrile 및 n벤 조일의 라 디 칼 고리 화 및 메 틸을 포함한다. 천연 제품을 감당할 수 있는 시아 미드 A가 상세히 설명 되어 있습니다. 이 구리 계 포토에도 x 촉매의 범위 및 제한은 또한 간략하게 논의 된다.
Introduction
급진적 인 변환은 수십 년 동안 양이온, 음이온 또는 pericyclic 공정1을 기반으로 하는 변환에 종종 상보적 인 합성 화학에서 현저 하 게 효율적인 경로를 제공 하는 것으로 알려져 왔습니다. 다양 한 유형의 변형에 대해 특히 유망한 반면, 급진적 인 기반 화학은 주로 그 매력을 상당히 제한 하는 매우 독성 시 약의 필요성 때문에 오랫동안 과소 평가 되었습니다. 더욱이, 급진적 인 프로세스는 regio 및/또는 입체 선택도의 측면에서 가난한 제어 수준과 관련 된 변환으로 간주 되거나 광범위 한이 성화 및/또는 중 합 문제를 이끌어 냅니다.
대체 전략은 최근 생성을 용이 하 게 하 고 더 나은 라 디 칼 종의 반응성을 제어 하기 위해 개발 되었다. 그 중 에서도, 광 반응 화합물, 즉 광 응답성 복합 촉매, 가시광선 조사2,3을 사용 하 여 라 디 칼 종의 편리한 생성을 허용 하기 때문에 광에도 x 촉매는 가장 강력한 방법 중 하나가 되고있다 . 가시광선 자체는 실질적으로 그에 상응 하는 지 반 상태 에서보다 더 강한 환 원제 및 산화 제가 되는 광에도 x 촉매의 흥분 상태의 인구를 촉진 할 수 있다. 이러한 향상 된 산화 환 원 특성은 단 전자 전달 공정을 가능 하 게 하 고, 지 면 상태에서 실현 불가능 하며, 들뜬 상태에서 온화한 조건 하에서 가능한 것 이다. 지난 10 년 동안 가시광선 광에도의 촉매 작용은 유기 합성에서 매력적이 고 강력한 기술이 되었으며 급진적 인 중간체를 기반으로 수많은 현저 하 게 효율적이 고 선택적인 변형을 개발할 수 있었습니다. 지속 가능 하 고 온화 하며 사용자 친화적인 조건에서 생성 됩니다.
대부분의 광에도 x 공정이 현재까지 보고 되는 동안 이리듐 및 루 테 늄 계 광에도의 촉매를 사용 하는 것에 의해 지배 되는 반면, pyrylium 및 아크리 디 늄 유도체4와 같은 일부 유기 염료에 의해, 싼 대안은 여전히 높은 요구 산업 응용 분야에 대 한 관심의 보완 프로세스의 개발을 위해. 이와 관련 하 여 구리 기반 광에도 x 촉매의 사용은 더 싼 것이 아니라 더 광범위 하 고/또는 다른 범위의 기질을 활성화 할 수 있는 기회를 제공 하므로 특히 매력적으로 나타나며,이로 인해 새로운 관점을 열어 포토 독 촉매5,7,8 Kutal9에 의해 보고 된 일부 유망한 초기 작품에도 불구 하 고, mitani10 및 sauvage11 그룹, 광 활성 구리 복합체는, 그러나, 거의 대부분의 아마도 때문에 광에 독 촉매에 사용 되지 않았다 그들의 루 테 늄과 이리듐 계에 비해 수명이 짧은 흥분 상태. 최근에는 피터 스와 푸 12,13,14,15에 의해 최근 놀라운 공헌 19 , 20 및 다른 그룹21,22,24,25 는 분명히 구리 계 광 촉매에 대 한 관심을 가져 왔고 그들의 독특한 잠재력.
최근 구리 촉매 작용을 하는 라 디 칼 공정26에 대 한 관심의 일환으로, 우리는 최근 일반적이 고 광범위 하 게 적용 가능한 구리 계 광 촉매 인 [(dpephos)] PF6 diphenylphosphino) 에테르; bcp: 가시광선 조사 하에서 유기 할로겐화 물의 활성화에 특히 효율적인 것으로 밝혀졌다 (도 1a)28,30. 가시광선을 조사 하 고 아민을 희생 환 원제로 서 존재 하는 경우, 다양 한 비 활성화 아 릴 및 알 킬 할로겐화 물 촉매 량에 의해 용이 하 게 활성화 되는 것으로 나타났다 [(DPEPhos) Cu] PF6 그리고 따라서 참여 여러 가지 전자가 풍부한 (헤 테로) 아 렌의 감소, cyclizations 및 직접 아실을 포함 하는 다양 한 라 디 칼 변환에서. 또한, ynamides 및 시아 미드의 광 유도 라 디 칼 도미노 cyclizations 을 촉진 함에 있어서 성공적이 고 복잡 한 트라이, 테 트 라 및 pentacyclic 질소에 대 한 효율적이 고 직접적인 접근을 제공 하는 것이 입증 되었습니다. 다양 한 천연 제품의 핵심 구조를 heterocycles. 이 전략은 항 암 제, 항균 제, 항 염증 및 항우울제를 전시 하는로 터 신, 루 오 톤 인 A 및 deoxyvasicinone의 효율적인 합성을 허용 했습니다. 이러한 변환은 그림 1c에 설명 되어 있습니다. 기계 론 적 관점에서 볼 때, 유기 할로겐화 물의 광 유도 활성화는 광범위 한 기계적 및 광 물성 연구에 의해 확인 된 희귀 한 cu (i) */cu (0) 촉매 사이클을 통해 진행 됩니다. 특히 지 면 상태 [(DPEPhos) (bcp) PF6 [cu]는 가시광선에의 한 조사 시에는 상응 하는 복잡 한 복합체의 형성을 유도 하 고, 그 후에는 (BCP) pf에 의해 감소 하는 희생 된 아민은 상응 하는 [(DPEPhos) Cu] PF를 생성 한다. 이러한 Cu (0) 중간체는 다양 한 유기 할로겐화 물의 탄소-할로겐 결합을 감소 시킬 수 있을 정도로 환 원 되어 상응 하는 라 디칼을 생성 하 고,이는 앞서 언급 한 변형에 참여 하 여, 시작의 재생과 함께 촉매 (도 1b)를 참조 한다.
다음 섹션에서, 우리는 먼저 광 활성을 합성 하는 프로토콜을 설명 한다 [(DPEPhos) Cu] PF6 (그의 NMR 및 분 광학적 특성은 대표 결과 섹션에 제시). 합성은 간단 하 고 특히 편리 하며, 다이 클로로 메탄의 테 트 라 키 아 세토 구리 (I) hexafluorophosphate 용액에 DPEPhos 및 1 상당의 등가의 1 상당을 첨가 해야 합니다. 바람직한 [(DPEPhos) Cu] PF6 은 다이 에틸 에테르 로부터 침전에 의해 분리 된 후 멀티 그램 스케일 상에 서 용이 하 게 얻어질 수 있다 (도 2a). 중요 한 것은, 단 리 된 구리 복합체는 특히 산소와 습기에 민감 하지 않으므로 빛 으로부터 멀리 떨어진 곳에 보관 하는 것 이외에는 특별 한 예방 조치 없이 편리 하 게 취급할 수 있습니다.
둘째, 두 가지 변형에 초점을 맞추어 가시광선 조사 하에서 [(bcp) Cu] PF6 을 사용 하 여 유기 할로겐화 물를 활성화 하는 프로토콜을 설명 합니다. 상기 제 1 반응은 methylpyrrole의 촉매 량을 사용 하는 4-iodobenzonitrile와의 직접 아 르 화 반응으로 서 광에도에 스의 촉매로 서 [(DPEPhos)C)PF6, 희생 환 원제 및 칼륨으로 서의 dicyclohexylisobutylamine 420 nm에서 방사선 조사 하에 염기로 서 카보 네이트 (도 2b). 상기 제 2 반응은 고리 화의 라 디 칼 인 벤 조일-[2-iodoquinnas-3yl) 메 틸] 시아 미드, 그의 고리 화 직접적으로 루 오 톤 인에 이르게 하는 동일한 촉매 및 희생 환 원제를 사용 하 여, 천연 제품을 표시 흥미로운 항 암 활동 (그림 2c). 두 변환에 대 한 자세한 프로토콜이 제공 됩니다.
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Protocol
1. 합성 법 (bcp) PF6
- Hexafluorophosphate 및 5.39 g(10.00)의 테 트 라 키 아 (10.00 mmol))를 3.73 추가 하 여 2 L 둥근 바닥 플라스 크에 마그네틱 교 반 바를 장착 했습니다.
- 진공 라인과 아르곤 라인에 연결 된 3 개의 넥 진공 어댑터로 둥근 바닥 플라스 크에 맞습니다.
- 진공 하에서 플라스 크를 대피 하 고 아르곤으로 세 번 백필 하십시오. 3 개의 넥 진공 어댑터를 고무 중 격으로 교체 하십시오.
참고: 반응 효율은 약간 감소 된 공기에서 수행 될 수 있습니다 (자세한 내용은 토론 섹션 참조). - 건조 한 디 클로로 메탄 800 mL를 추가 하십시오.
참고: 디 클로로 메탄은 CaH2에서 갓 증 류 됩니다. 반응은 일반 디 클로로 메탄 (99.8%) 에서도 수행 될 수 있다 유사한 효율성 (자세한 내용은 토론 섹션 참조). - 아르곤 분위기 하에서 실 온 (23-25 º C)에서 어두운 곳 (알루미늄 호 일로 덮인 반응 플라스 크)에서 2 시간 동안 반응 혼합물을 저 어 줍니다.
- 3.60 g (10.00 mmol)의 bcp에 마그네틱 교 반 바가 장착 된 500 mL 둥근 바닥 플라스 크를 추가 합니다.
- 진공 라인과 아르곤 라인에 연결 된 3 개의 넥 진공 어댑터로 둥근 바닥 플라스 크에 맞습니다.
- 진공 하에서 플라스 크를 대피 하 고 아르곤으로 세 번 백필 하십시오. 3 개의 넥 진공 어댑터를 고무 중 격으로 교체 하십시오.
- 건조 한 디 클로로 메탄 200 mL를 첨가 하 고 bcp가 완전히 용 해 될 때까지 현 탁 액을 부드럽게 저 어 줍니다.
- Bcp를 디 클로로 메탄 용액을 캐 뉼 라를 이용 하 여 반응 혼합물에 첨가 한다.
- 아르곤 분위기 하에서 실 온 (23-25 º C)에서 어두운 곳 (알루미늄 호 일로 덮인 반응 플라스 크)에서 추가 시간 동안 저 어 줍니다.
- 셀 라이트 패드를 통해 혼합물을 걸러 내 고, 100 ca로 세척 하 고, 여과 액을 ca. 50-100 ml의 감압 하에 농축 한다.
- 농축액을 1 L의 디 에틸 에테르에 적 하 하 여 첨가 깔대기를 사용 하 고 격렬 하 게 교 반하여 원하는 복합체의 침전을 유도 한다.
- 파쇄 된 유리 (기 공 크기 3)를 통해 여과 하 여 침전 물을 수집 하 고 ca로 침전 물을 세척 한다. 100 mL의 디 에틸 에테르.
- 상 온 (23-25 º C)에서 진공 하에 5 시간 동안 밝은 황색의 침전 물을 건조 시켜 구리 복합체의 10.1 g (91% 수율)를 회복 시킨다.
주: 75% 수율은 디 클로로 메탄을 사용 하 여 공기 하에서 반응을 수행 하였을 때 얻어진 다; 반응 물을 일반 디 클로로 메탄을 이용 하 여 아르곤 하에서 수행 하였을 때 89%의 수율을 얻었다; 일반 디 클로로 메탄으로 공기 하에서 반응을 수행 하는 경우, 반응은 덜 효율적이 고 훨씬 낮은 순도로 이끌어 내는 것으로 나타났다 ( ca 70%, 내부 표준에 따라 1H NMR로 추정 함). - 이전에 보고 된 바와 같이 [(bcp) Cu] PF6 을 특성화합니다.
2. methylpyrrole와 4 iodobenzonitrile 의 직접 아 르 화 알로이
- 55의 dicyclohexylisobutylamine), 138의 3mg(c2ni 부)의 59 0.25 mg (0.05)의 iodobenzonitrile를 오븐 건조 한 10 mL 바이 알에 첨가 하 여 10ml()(bcp)의 fp2mg/6mmol)을 추가 하였다.
- 마그네틱 교 반 막대를 추가 하 고 고무 격 막으로 바이 알을 밀봉 하 고 진공 상태에서 유리병을 대피 하 고 아르곤으로 3 번 백필 합니다.
- Methylpyrrole의 아 세토 니트 릴 5 mL 및 890 μ l ( 10.00 mmol)을 첨가 한다. 고무 중 격을 스크류 캡으로 교체 합니다.
참고: 아 세토 니트 릴은 CaH2 에서 갓 증 류 하 고 동결 펌프-해 동 사이클을 사용 하 여 탈 기하고 높은 수율과 재현성을 보장 합니다. - 반응 혼합물을 실 온 (23-25 º C)에서 420 nm 파장 방사선 조사 하에서 3 일 동안 저 어 photoreactor.
참고: photoreactor의 사용에 대 한 대 안으로, 반응은 또한 파란색 led 램프 (440 nm, 34 W)를 가진 청색 led 스트립 또는 광 화학 장치를 사용 하 여 편리 하 게 수행 될 수 있습니다. 이러한 실험 셋업 들은 도 3 에 도시 되어 있고 (대표적인 결과를 참조) 각각의 결과에 대 한 논의는 "토론" 절에 제시 되어 있다. - 반응 혼합물을 셀 라이트 패드를 통해 여과 하 고, ca로 씻 습니다. 5 mL의 디 에틸 에테르를 감압 하에 농축 한다.
- 실리 카겔 (용 리 액 시스템 석유 에테르/EtOAc: 90/10)을 통해 플래시 칼럼 크로마토그래피에 의해 조 잔사를 정화 한다.
- 상 온 (23-25 º c)의 진공 하에서 순수한 화합물을 3 시간 동안 건조 시켜 원하는 C2-아 르 화 피 롤의 65 72 mg의 수율을 회복 시켰다.
참고: 청색 led 스트립의 사용은 76% 수율 (69 mg)을 제공 하는 반면, 블루 램프 (440 nm, 34 W)와 광 화학 장치를 사용 하면 86% 수율 (78 mg)을 얻을 수 있습니다. - 이전에 보고 된 순수한 화합물을 특성화32.
3. 고리 화- 벤 조일-[2-iodoquinolin-3yl) 메 틸] 시 아 미드를
- 벤 조일-[2-iodoquinmni-3yl) 메 틸의 37 mg (0.09 mmol)을 첨가 하 고, 3mg(9.0 μ m)의Cy 2ni 부 및 25mg(0.18 mmol)의)Pf의 [dpephos]의 c2co3 0.04 마그네틱 교 반 바가 장착 된 오븐 건조 7Ml 바이 알.
- 고무 격 막으로 바이 알을 밀봉 하 고, 진공 하에서 바이 알을 배출 하 고, 아르곤으로 3 회 백필 합니다.
- 아 세토 니트 릴 2 mL를 추가 합니다. 고무 중 격을 스크류 캡으로 교체 합니다.
참고: 아 세토 니트 릴은 높은 수율과 재현성을 보장 하기 위해 사용 하기 전에 CaH2 에서 증 류 하 고 동결 펌프-해 동 사이클을 사용 하 여 탈 기하고 있습니다. - 반응 혼합물을 실 온 (23-25 º C)에서 5 일 동안 저 어 서 420 nm 파장 조사 하에 photoreactor.
- 반응 혼합물을 셀 라이트 패드를 통해 여과 하 고, ca로 세척 하 고 클로로 메탄 2 mL를 감압 하에 농축 한다.
- 실리 카겔 (용 리 액 계: 석유 에테르/EtOAc 60:40)을 통해 플래시 칼럼 크로마토그래피로 조 잔사를 정화 한다.
- 상 온 (23-25 º C)에서 진공 하에 순수한 화합물을 3 시간 동안 건조 시켜 원하는 뤄 톤의 20mg(79% 수율)을 회수 한다.
- 이전에 보고 된 바와 같이 원하는 뤄 톤을 특성화 합니다29.
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Representative Results
합성 법 (bcp) PF6
상기 섹션에서 설명한 프로토콜에 의해 도시 된 바와 같이, [(DPEPhos) Cu] PF6 의 합성은 특히 편리 하며 멀티 그램 스케일에서 용이 하 게 실시할 수 있다. 상기 1H 및 13cNMR 스펙트럼은 순수 복합체의 형성을 나타낸다 (도4a, B). 분 광학적 데이터는 이전에 보고 된31에 해당 합니다.
1 400-7.83, 27.60, 7.40), 10Hhc2c(m2h), 11.8M(7.8 시간), 2.52-1m(0.58h), 2Km/625)(168Mhz) 13 100 158.5 136.5 133.9 133.1 150.3 133.0 132.9132.5, 132.2, 132.0 131.7 144.0) 130.1을 수행 하 고 129.6 하는 것을 129.5 하는 것이 아니라 129.2를 제공 하는 것을 위한 것이 고,이에 대 한
UV/Vis 흡수 및 방출 스펙트럼도 기록 되 고도 4C, D에 도시 되어 있다. UV/Vis 흡수 스펙트럼 (아 세토 니트 릴 , 104m)은 385 nm 및 485 nm에서 두 개의 맥시 마로 두 개의 주요 흡수 밴드를 표시 합니다. 445 nm에서 여기에 의해 얻어진 발광 스펙트럼 (아 세토 니트 릴 10- 4m)은 535 nm에서 최대를 표시 합니다.
아 릴 할로겐화 물를 사용한 (헤 테로)의 구리 촉매 작용을 하는 광에도에 르로 알 실릴
4-iodobenzonitrile와의 methylpyrrole의 직접적 아 르 화는 가시광선 조사 하에서 다양 한 전자-풍부 (헤 테로) 아 렌의 직접의가 라이 딩을 촉진 하기 위해 [(Bcp) CU] PF6 의 사용을 대표 한다. 그림 5에서는 변환의 범위를 보여 주었습니다. 이러한 결과는 다음 섹션에서 간략하게 설명 합니다.
Benzonitrile의 특성화에 관해서는, 1h및 13cNMR 스펙트럼은 순수한 화합물의 형성을 나타낸다 (도6a, B). [3]. 분 광학적 데이터는 이전에 보고 된32에 해당 합니다.
1 에이치 NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.66, 7.50, 8.6, 6.78 및 2.1), 6.35 및 3.7 및 1.8 )를 제공 하는 경우에는이에 대 한 자세한 내용은 5m(d=3=1hz, 2hh(dj(j = 6.23 및 8.6) 13 100 137.8, 132.7, 132.3, 128.4125.9, 119.1, 110.8 등을 수행 하는 것이 더 나을 것입니다.
도 3 은 광에 할로겐화 물 조건 하에서 아 릴과 함께 (헤 테로) arenes의 직접 아실 화를 수행 하기 위해 성공적으로 사용 된 3 개의 실험 셋업 들을 도시 한다. 반응은 상업적으로 이용 가능한 청색 Led 스트립 (그림 3photoreactor)을 사용 하거나 청색 led 램프 (440 nm, 34 W)를 가진 광 화학 소자를 사용 하 여 420 nm 파장에서 조사 하 여 수행 될 수 있다 (그림3a) (그림 3c). 세 가지 실험 설정 간의 효율성 차이에 대 한 간략 한 설명은 다음 섹션에 나와 있습니다.
Ynamides 및 시아 미드의 광 유도 라 디 칼 도미노 고리 화
상기 고리 화- 벤 조일를 포함 하는 것으로 서, 루 오 톤에 있는 시아 나 미드를 사용 하는 것이 라 디 칼 도미노 고리 화을 촉진 하는 것을 대표 하는 것으로,이를 함유 하는 적절 하 게 배치 된 iodoaryl 릴 서브 유닛. 다양 한 천연 제품의 핵심 구조에서 트라이, 테 트 라 및 pentacyclic 질소 heterocycles에 대 한 효율적이 고 직접적인 액세스를 제공 하는 이러한 cyclizations는 그림 7에 나와 있습니다. 이러한 결과는 다음 섹션에서 간략하게 설명 합니다.
상기 1H 및 13cNMR 스펙트럼은 순수한 천연물 인 뤄 토니 (도8a, B)의 형성을 나타낸다. 분 광학적 데이터는 이전에 보고 된33에 해당 합니다.
1 에이치 NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.49-8.41 (8.12), 7.95, 320hz, 1h(d2=7.8 2hz), 5m(15 시간), 7.58, 2h(1h), 530km(5h), 510(2002h), 7.5, 2 시간) 13 160.8, 149.5, 134.7, 131.6 130.8, 129.5 128.9 128.6, 128.0 및 127.5)의 126.5을 수행 하는 것이, 121.4, 151.3 및 152.7를 제공 하 고 있습니다 .이에 75.
그림 1 . [(Bcp)] PF6 은 일반적인 구리 계 광에도의 촉매로 서. (A). 의 일반 등록 정보를 제공 하 고 있습니다. (B) 유기 할로겐화 물의 활성화를 위한 일반적인 메커니즘. (C) 감소, 직접 아 르 길 화 및 고리 화 반응을 포함 하는 대표적인 변형. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 . (Bcp) PF6 의 합성 및 유기/천연 제품 합성에 적용. (A). (Bcp) PF의 합성을 위해 (B) methylpyrrole의 직접 아 르 화. (C.루 오 톤에서의 급진적 고리 화. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 . (헤 테로) 광에도 아 렌 조건 하에서의 직접 아실 화에 사용 되는 실험 셋업. (A). Photoreactor. (B). 파란색 led가 스트립 됩니다. (C) 광 화학 장치 및 청색 LED 램프. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4 . (Bcp) PF의 특성 분석을 제공 합니다. 1H NMR 스펙트럼 (cdcl3, 400 MHz, 23°c) (B) 13cNMR 스펙트럼 (Cdcl3100MHz, 23°c)에서. UV/Vis 흡수 스펙트럼 (아 세토 니트 릴, 아르곤, 23°c) 방출스펙트럼 (아 세토 니트 릴, 아르곤, 23°c) 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5 . 아 릴 할로겐화 물의 구리 촉매 작용을 하는 실제에도에 스 알 실릴 (헤 테로). 기판 범위. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 6 . Benzonitrile-1hhhhhhil-2-yl)의 특성 분석 1H NMR 스펙트럼 (cdcl3, 400 MHz, 23°c) (B) 13cNMR 스펙트럼 (Cdcl3100MHz, 23°c)에서. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 7 . 광 유도 라 디 칼 도미노 고리 화 ynamides 및 시아 미드. 기판 범위. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 8 . 뤄 토니의 특성화. 1H NMR 스펙트럼 (cdcl3, 300 MHz, 23°c) (B) 13CNMR 스펙트럼 (cdcl375MHz, 23°c)에서. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
합성 법 (bcp) PF6
[DPEPhos (bcp) Cu] PF6 의 합성은 가장 높은 수율, 순도 및 양호한 재현성을 보장 하기 위해 건식 디 클로로 메탄 (사용 전 증 류) 및 아르곤 하에서 일반적으로 수행 됩니다. 프로토콜에서 언급 한 바와 같이, [(bcp) Cu] PF6 의 합성은 일반 디 클로로 메탄 (99.8%)으로 수행 될 수 있다 및/또는 공기의 밑에 가변 효율성. 실제로, 아르곤 하에서 일반 디 클로로 메탄을 사용 하는 것은 동일한 효율 (89% 수율)을 제공 하는 반면, 공기 중에서 증 류 된 디 클로로 메탄과의 반응을 수행 하 여 75% 수율로 원하는 복합체를 제공할 뿐 이다. 마지막으로, 공기 하에서 비 증 류 된 디 클로로 메탄과 반응을 수행 하는 것은 내부 표준을 사용 하 여 1hNMR로 추정 되는 것과 같이 현저 하 게 낮은 순도 (ca 70%로 원하는 복합체를 제공 한다. 결과적으로, 사용 된 디 클로로 메탄의 품질은 반응의 효율 (높은 수율과 순도)에 강한 영향을 미치지 않으며 아르곤 하에서 반응이 진행 되는 것을 제공 한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 반면에, 공기 하에서 반응을 수행 하는 것은 바람직하지 않은 복합체를 제공 하기 때문에, 더 중요 한 것은 비 증 류 된 디 클로로 메탄과 결합 될 때 낮은 순도로 권장 되지 않는다.
아 릴 할로겐화 물를 사용한 (헤 테로)의 구리 촉매 작용을 하는 광에도에 르로 알 실릴
도 5에 도시 된 바와 같이, 반응은 양호한 수율로 공정 하 게 수 득 되는 2-아 르 화 된 일의 일련의 것과 오히려 일반적인 것으로 밝혀졌다. 주목할 만한, 브 로마 이드 또는 보 네이트로 치환 된 아 릴 요오드는 편리한 출발 물질 이므로, 상응 하는 biaryls의 추가적인 기능화 및 발 화를 위한 출발점을 감당할 것 이다. Boc-보호 된 일 들은 또한 다양 한 아 릴 요오드와 반응 하면서도 2, 4, 6 trimethoxybenzene 및 1과 같은 일부 전자가 풍부한 벤젠 고리의 아 르 화를 확장 시킬 수 있다는 것을 나타내 었으 며, dimethoxybenzene. 최종적으로, 더 도전적인 전자-불 쌍 한 아 릴 브로 미 데스는 methylpyrrole의 직접적으로 알 실릴 화를 위해 사용 될 수 있으며,이는 활성이 아닐 때에는 반응 조건 하에서 반응성이 없는 오 릴 브로 미 데스 및 릴 염화 물이 아마도 주 이 절차의 제한. 모두, 이러한 결과는 양호한 효율을 달성 하기 위해 과도 하 게 사용 되어야 하는 일부 (헤 테로) 아 렌의 직접 아실 화를 촉진 하기 위해, 몇몇 아 릴 할로겐화 물의 탄소-할로겐 결합을 효율적으로 활성화 시킨다는 것을 보여준다. 그러나이 제한은 동일한 변환을 홍보 하는 날짜에 보고 된 대부분의 절차에 공통적으로 발생 합니다.
상기 프로토콜 섹션에서 언급 한 바와 같이, 아 릴 할로겐화 물와의 구리 촉매 작용을 하는 광에 스 테 리얼 (헤 테로)은 주로 420 nm에서 방사선 조사 된 photoreactor를 사용 하 여 수행 된다. 대안적으로, 보다 간단 하 고 쉽게 사용할 수 있는 실험적인 셋업의 사용은 또한 청색 LED 램프 (440 nm, 34W)를 가진 광 화학 소자 뿐만 아니라 시판 되는 청색 LED 스트립의 사용과 함께 입증 되었다. 흥미롭게도, 이러한 세 가지 장치를 사용 하 여 효율성에 작지만 눈에 띄는 차이가 관찰 됩니다. Photoreactor 및 청색 Led가 각각 유사한 수율로 원하는 아 르 화 된 제품을 감당할 동안 (72% 및 76%), 청색 LED 램프가 있는 광 화학 장치는 원하는 제품 (86%)에서 가장 높은 수율을 제공 합니다. 이것은 광 활성 종을 포함 하는 용액에서 가시광선 침투가 매우 낮기 때문에 실제로 반응 혼합물에 침투 하는 빛의 양으로 인해 가장 큽니다. 결과적으로, 실제로 용액에서 활성화 되 고 촉매 작용을 담당 하는 광에도의 촉매의 양은 어떻게 든 제한 될 수 있으며 제한 요인이 될 수도 있습니다. 4-iodobenzonitrile와 N-methylpyrrole의 직접 아 르 화에 사용 되는 3 가지 실험 설정 중에서 청색 LED 램프가 있는 광 화학 소자는 가장 강렬 하며,이는 가장 높은 양의 흥분 된 복합체로 이어집니다 더 높은 효율성. 이러한 고려 사항은 또한 더 큰 스케일34,35의 연속 유동 조건 하에서 더 편리 하 게 수행 되는 광 유도 공정을 확장 하는 데 중요 합니다.
Ynamides 및 시아 미드의 광 유도 라 디 칼 도미노 고리 화
도 7에 도시 된 바와 같이, [Dpephos (Bcp) CU] PF6 은 다양 한 ynamides 및 시아 미드의 라 디 칼 도미노 고리 화에 대 한 가시광선 조사 하에 효과적인 프로모터로 나타내 었으 며, 트라이, 테 트 라 또는 pentacyclic 질소 heterocycles, 다양 한 천연 제품의 핵심 구조에서 쉽게 사용할 수 있는 전 구체에서 좋은 수율을 공정에서. 이 전략은 항 암, 항균, 항 염증 및 항우울제를 소유 하는 큰 관심의로 터 신, 루 오 톤 인 A 및 deoxyvasicinone의 합성을 허용 했다. 주목할 만한 것은, ynamides와 시아 미드의 고리 화는 이미 malacria에 의해 더 많은 고전적인 주석 기반 조건33,36를 사용 하 여, 또는 높은 환 원 fac를 사용 하 여 유에의 한 광에도 x 조건 하에서 기술 되었다 (피) 3 . 광에도 x 촉매37. 이전에 보고 된 방법과 비교 했을 때, 우리가 보고 한 새로운 구리 기반 광에 어 리얼에도의 시스템은 매우 독성이 강한 Bu3Snh (Malacria)의 사용을 피하 면 서 유사한 기질 범위와 수율을 제공 하기 때문에 매력적인 대안이 될 것으로 보입니다. 비싼 fac-Ir (유)3 . 전반적으로,이 시스템은 유기 합성의 주요 구조 뿐만 아니라 약물 발견 및 천연 제품 합성에 이르는 다양 한 비 활성화 아 릴 또는 알 킬 탄소 할로겐 결합의 활성화에 대 한 효율성을 입증 했습니다.
위에서 살펴본 결과는 이리듐 및 루 테 늄 계 광 촉매의 대 안으로 [(bcp) Cu] PF6 의 효율성을 강조 합니다. 유사한 수준의 효율은 제조가 훨씬 용이 하 고 훨씬 저렴 하 게 되는 구리 계 촉매를 사용 하 여 얻을 수 있다. 구리 계 광 촉매의 합성은 추가적으로 모듈화 되어 있으며,이는 2 세대 촉매의 설계 및 개발을 위한 방법을 제시 하 고 있으며,이는 주 한계를 충족 하는 [(DPEPhos)] PF6 (즉, 오히려 높은 촉매 하 중은 여전히 대부분의 경우에 필요 하 고 일부 아 릴 브로 미 데스 및 아 릴 염화 물을 활성화 하는 그것의 비 능력).
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없습니다.
Acknowledgments
이 작품은 브뤼셀 리브레 대학교 (ULB), 펠릭스 왈로 니-브뤼셀 (아크 통합자 2014-2019), 이노 비르 (프로젝트 PhotoCop) 및 비용 조치 CM1202에 의해 지원 되었다. H.B.는 대학원 펠로 우 쉽 (F.R.I.A.) 라 레 쉐 르 쉐 드 란 인더스트리에 라 포메이션을 쏟아 붓는 것을 인정 합니다. C.T.는 연구 펠로 우 십을 위한 퐁 드 라 레 쉐 르 쉐 과학원 (FNRS)를 인정 한다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material | |||
| Bathocuproine (bcp) | Acros | 161340010 | |
| Acetonitrile, 99.9+ | Acros | 326811000 | |
| Celite 545 | Acros | 349670025 | |
| Bis[(2-diphenylphosphino)phenyl] ether (DPEphos) | Acros | 383370050 | |
| Calcium hydride | Acros | C/1620/48 | |
| Dichloromethane, 99.8% | Fisher Chemical | D/1852/25 | |
| Dietyl ether, >= 99% | Fisher Chemical | D/2400/MS21 | |
| Ethyl acetate | Fisher Chemical | E/0900/25 | |
| N-Methylpyrrole, 99% | Sigma Aldrich | M78801 | |
| 4-Iodobenzonitrile, 98% | Combi-Blocks | OR-3151 | |
| Petroleum ether (40-60 °) | Fisher Chemical | P/1760/25 | |
| Potassium carbonate, anhydrous | Fisher Chemical | P/4120/60 | |
| Tetrakisacetonitrile copper(I) hexafluorophosphate, 97% | Sigma Aldrich | 346276 | |
| Equipment | |||
| 1H and 13C NMR spectrometer | Bruker | Avance 300 Spectrometer | |
| 1H and 13C NMR spectrometer | Varian | VNMRS 400 Spectrometer | |
| 420 nm light tubes | Luzchem | LZC-420 | |
| Blue LEDs lamp | Kessil | H150-Blue | |
| Blue LEDs strips | Eglo | 92065 | |
| Photochemistry Device PhotoRedOx Box | Hepatochem | HCK1006-01-016 | |
| Photoreactor | Luzchem | CCP-4V | |
| Spectrofluorimeter | Shimadzu | RF-5301PC | |
| UV/Vis spectrometer | Perkin Elmer | Lambda 40 |
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