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Chemistry

관 능 적 모노 아연 브로 미 데스의 결합체 첨가를 통한 전 탄소 4 급 센터의 효율적인 합성

Published: May 26, 2019 doi: 10.3791/59775

Summary

모든 탄소 4 급 센터를 제공 하는 고리형 α, β-불포화 카보 네이트에 작용 하는 모노 유기 아연 브로 미 데스의 효율적인 결합체 첨가를 위한 간단 하 고 실용적인 프로토콜이 개발 되었다.

Abstract

Α, β-불포화 카보 네이트에 유기 금속 시 약을 첨가 한 콘 쥬 게이트는 모든 탄소 4 급 센터의 제조에 C-C 결합을 생성 하는 중요 한 방법을 나타낸다. 유기 금속 시 약의 결합체 추가는 전형적으로 반응성이 매우 높은 리튬 또는 그리 나드 시 약을 이용 하 여 수행 되지만, 유기 아연의 시 약은 향상 된 화학 선택 성과 온화한 반응성에 대 한 관심을 얻었습니다. 반응성이 많은 아연과 혼합 된 디 유기 아연 시 약과의 최근 수많은 진보에도 불구 하 고, 콘 쥬 게이트를 통한 전 탄소 4 차 센터의 생성은 기능화 된 모노 유 징 크의 시 약의 첨가는 여전히 과제로 남아 있다. 이 프로토콜은 편리 하 고 온화한 "원 포트" 준비와 구리 매개 결합체에는 일반적으로 광범위 한 전 탄소 4 차 센터의 넓은 범위를 감당할 수 있는 고리형 α, β 불포화 카보 네이트에 작용 하는 모노 유기 아연 브로 미를 첨가 하 여 상세하게 우수한 수율과 diastereoselectivity. 이 기술의 개발의 핵심은 TMSCl을 루이스 산으로 하는 반응 용 매로 서 DMA를 이용 하는 것 이다. 이 방법론의 주목할 만한 이점은 다양 한 Cu (I) 및 Cu (II) 염에 의해 매개 된 효율적인 결합체 뿐만 아니라 용 매로 DMA를 이용 하 여 제공 되는 유기 아연 시 약 제제의 작동 단순성을 포함 한다. 더욱이, 중간 실릴 렌 올 에테르는 변형 된 작업 과정을 활용 하 여 분리할 수 있다. 상기 기질 범위는 고리형의 불포화 케 톤으로 제한 되 고, 결합체 첨가는 안정화 (예를 들어, 알릴, enolate, 상 동체) 및 입체 적으로 (예컨대, neopentyl, 아 릴) 단 유기 아연 시 약에 의해 방해 된다. 5 및 7 원환 링에 대 한 결합체 추가는 6 원환 링 기판에 비해 낮은 수율에 불구 하 고 효과적 이었습니다.

Introduction

탄소-탄소 결합의 형성은 틀림 없이 유기 화학에서 가장 중요 하 고 강력한 변화입니다. 상기 결합체는 α, β-불포화 카보 네이트에 유기 금속 시 약을 첨가 하 여 특히 전 탄소 4 급 센터1의 도전 세대에서 C-c 결합의 시공을 위한 가장 다재 다능 한 방법 중 하나를 포함 하며, 2.4차 센터의 형성에 유기 금속 시 약을 첨가 하는 것의 중심 중요성에도 불구 하 고, 몇 가지 방법론은 이러한 반응에 민감한 작용기를 통합 하는 문제를 해결 합니다. 실제로 이러한 변형의 대부분에서, 반응성이 높은 리튬, 그리 나드, 또는 유기 아연 시 약은 선택의 핵 애호가입니다. 그러나 이러한 반응성 유기 금속은 많은 민감한 작용기와 양립할 수 없으므로 α, β-불포화 카 르 보 닐 및 유기 금속 시 약의 복잡성을 제한 하 여 종종 보호기 또는 다단계 합성의 대체 전략.

모노 유기 아연 시 약은 온화한 반응성 및 향상 된 작용기 호환성을 위해 광범위 한 관심을 얻고 있는 유기 금속성 시 약 의 매력적인 등급입니다. 6. organohalides의 뛰어난 작용기 관용과 간단한 제제에도 불구 하 고 β, β 치환 된 α, β-불포화 탄 화 규소를 생성 하기 위해 콘 쥬 게이트에 첨가 하는 단조 아연 시 약의 예는 거의 없다 4 급센터,8,9. 또한, 이러한 변형은 일반적으로 최소 촉매 회전율10,11,12를 보여주는 하나의 보고서와 독성 청색 증 시 약의 화학 양론 적 수량 필요로 13. 우리의 연구의 목적은 모든 탄소 4 차 센터를 생성 하는 α, β-불포화 카보 네이트에 기능화 모노 유기 아연 시 약을 첨가 하는 결합체에 대 한 간단 하 고 실용적인 촉매 방법을 확립 하는 것 이다. 이를 위해 우리는 루이스 산으로 서 chlorotrimethylsilane (TMSCl)의 용 매로 서 n, DIMETHYLACETAMIDE (DMA)를 이용 하는 프로토콜을 개발 하 여 "1 포트" 구리 촉매 작용 (20 몰%)을 가능 하 게 한다 콘 쥬 게이트는 α, β-불포화 카보 네이트에 기능화 된 모노 유기 아연 시 약을 첨가 하 여 고 수율 14에서 광범위 한 전 탄소4차 센터를 생성 한다.

DMA를 용 매로 활용 하는 것은 문헌에 보고 된 방법에 비해 몇 가지 주목할 만한 이점이 있습니다. DMA는 organohalides에 아연 삽입의 효율성을 개선 하 여 에테르 계 용 매 시스템15에서 사용 되는 licl과 같은 고가의 흡 습성 첨가제에 대 한 요구 사항을 아니어야. 이것은 또한 민감한, 종종 상업적으로 사용할 수 없는 유기 체에서 직접 아연 삽입의 범위를 확장 하 여 보다 안정적이 고 광범위 하 게 접근 할 수 있는 소기관16입니다. 본 명세서에 상세히 설명 된 프로토콜은 컨 쥬 게이트 부가 반응에서 고리형 α, β-불포화 케 톤을 결합 하는 반응성 cuprate 복합체의 형성에 사용 되는 다양 한 오 스로 미 데스 로부터 알 킬 모노 유기 아연 시 약 (2)을 생성 한다 ( 그림 1). DMA는 또한 쿠바와 같은 저렴 하 고 독성이 적은 구리 소스를 진행 하는 반응을 가능 하 게 합니다. DMS는 다른 보고서10,11,13에서 사용 되는 화학 양론 적 독성 폐기물을 제거 합니다. 우리의 표준 반응 조건은 중간 실릴로 놀 에테르 (4)의 가수분해를 통해 얻어진 5, 6 및 7 원환 고리 결합체 수용 체를 모두 포함 하는 광범위 한 β-4 차 케 톤 (5)에 대 한 접근을 제공 한다. 중간 실릴로 졸 에테르는 적당히 안정한 것으로 관찰 되었고, 수정 된 작업 과정을 활용 하 여 우수한 수율로 단 리 될 수 있었다.

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Protocol

주의:이 절차에서 화학 물질을 사용 하기 전에 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 안전 안경, 실험실 코트 및 니트 릴 또는 부 틸 장갑을 포함 한 적절 한 개인 보호구 (PPE)를 사용 하 여 많은 시 약과 용 매가 부식성, 독성 또는 인화성이 있습니다. 연기 두건에서 모든 반응을 수행 합니다. 유리 제품을 화 염 건조 하 고이 프로토콜에 대 한 불활성 분위기 (질소 또는 아르곤)를 사용 하는 것이 필요 하다. 프로토콜의 처음 두 단계에서 사용 되는 액체는 주사기로 전달 됩니다.

1. 기능화 된 모노 유기 아연 브 로마 이드 형성16

  1. 아연 분 진 (0.8173 g, 12.50 mmol), 2.5 등 6.0)을 첨가 하 고 아르곤 하에서 교 반 바를 함유 하는 난 연 된 126.9 ml schlenk 크 반응 플라스 크에 2mg(0.500, 0.10, 50 등)를 추가 하였다. 갈색-오렌지색 컬러가 완전히 회색으로 발산 될 때까지 주위 온도에서 현 탁 액을 저 어 줍니다.
    주의: DMA는 인화성, 급성 독성 및 약한 자극성입니다.
  2. 에틸 4 브로 부 틸 레이트 (6; 1.43, 10.0 mmol), 2.0 등)을 회색 현 탁 액에 추가 하십시오. 유기 체로 미드의 소비가 가스 크로마토그래피 (GC) 분석에 의해 관찰 될 때까지 격렬 하 게 교 반하여 80 ° c의 오일 배스에 플라스 크를 담가 둔다.
    주의: 에틸 4 브로 부 티 레이트는 가연성 이며 약한 자극입니다.
    1. 일회용 유리 파스퇴르 pipet을 반응 혼합물에 잠깐 담근 후 플라스 크에서 제거 하 고 ca로 액을 헹 구 십시오. 0.5 ml의 디 에틸 에테르 (Et 2o)를 0.5 포함 하는 2 ml 바이 알을 함유 하 고 있습니다. 격렬 하 게 유리병을 흔들어 GC로 유기 층을 분석 합니다.
      참고: 반응 진행은 전형적으로 더 짧은 체류 시간을 갖는 양성자 화 된 유기 아연 시 약의 출현에 대 한 유기 체 피크의 소실과 비교 함으로써 결정 된다.
      주의: Et2O는 인화성 이며 심하게 유독 합니다.
  3. 모노 유기 아연 시 약을 주변 온도로 냉각 시킵니다. 이 컨 쥬 게이트 부가 프로토콜의 나머지는 컨 쥬 게이트 첨가 제품의 수율에 미치는 영향을 최소화 하면서 불활성 분위기 하에서 밤새 몇 시간 동안이 단계에서 일시 정지할 수 있다.

2. 모노 유기 아연 브 로마 이드 접합 체 α, β 불포화 케 톤에 첨가

  1. 유기 아연 현 탁 액을 얼음/H2o 욕조에 넣고 냉각 시킵니다. 5 분 후에 쿠바 · DMS (205.6 mg, 1.000 mmol), 0.20 등) 및 추가 DMA 10.5 (불포화 케 톤과 관련 하 여 전체적으로 0.30 M) 및 ca에 대 한 반응을 교 반 한다.
  2. 냉각 된 현 탁 액에 TMSCl (1.52 mL, 12.0 mmol), 2.4 등)을 추가 하 고, µ 567, 5.00 mmol), 1.0 등)을 첨가 하였다. Ca. 30 분 후에 냉각 욕을 제거 하 고 a, b-불포화 케 톤이 TLC 분석 또는 최대 24 시간까지 소모 될 때까지 반응을 모니터링 한다.
    참고: TLC 분석은 실리 카 코팅 유리 플레이트로 수행 되며, 4:1 헥 산-에틸 아세테이트로 개발 되었습니다. R 값: 불포화 케 톤 13 = 0.15; 실릴 레 놀 에테르 37 = 0.61; 케 톤 제품 21 = 0.21. 시각화는 254 nm에서 UV 담금질에 의해 달성 되며,이 어 p-anisaldehyde 염색이 이어집니다.
    주의: TMSCl은 인화성, 급성 독성, 피부 자극 및 부식성입니다. 3-메 틸 2 사이클로 헥 센 원 가연성과 급성 독성.

3. 추출 작업 및 정화

  1. 초 산 (1.5 mL, ca. 5)을 완성 된 접합 체 부가 반응에 첨가 하 여 중간 실릴 렌 올 에테르를 케 톤 생성물로 가수분해 시켰다. Ca의 가수분해 진행 상황을 모니터링 합니다. 2.2 단계의 조건을 사용 하 여 TLC 분석으로 15 분 간격.
    주의: 아세트산은 인화성이 있고 부식성이 있습니다.
    1. 실릴 렌 올 에테르가 1 시간 후에 유지 되는 경우, TLC에 의해 분명 하 게 완전 한 가수분해를 촉진 하기 위해 분야 불 화물 (TBAF)을 한 번에 0.5~1.0의의 THF에 1 M 용액으로 첨가 한다.
  2. 반응 플라스 크에 1m HCl (15ml)을 넣고 잘 섞은 다음 반응 내용물을 250 mL의 분별 깔때기로 옮겨 넣습니다. 플라스 크를2ml(20ml)와 h2o (15ml)로 헹 구 고, 분별 깔때기에 헹 궈 냅니다. 깔때기의 내용물을 부드럽게 흔들어 각 믹싱 사이를 배출 하 고 레이어가 분리 되도록 합니다. 바닥 수성 층을 125 mL 삼각 플라스 크에 넣고, 유기 층을 별도의 250 mL 삼각 플라스 크에 드레인 한다.
  3. 수용 성 층을 분별 깔대기로 반환 하 고, Et 2o2의 4 개의분리 된 부분으로 추출 하 고, 각 유기 추출 물을 유기 물 함유 삼각 플라스 크에 첨가 한다.
  4. 결합 된 유기 추출 물 들을 분별 깔때기에 첨가 하 고 포화 수성 나트륨 (25Ml)로 순차적으로 세척 한 다음 포화 수성 염화 수 (25ml)를 사용 한다. 수성 함유 삼각 플라스 크에 각 수성 세척을 배수 하 고, 최종 유기 층을 건조 된 250 mL 삼각 플라스 크에 넣고 배수 한다.
  5. 유기 층을 Mgso4로 건조 시키고 진공 필터를 250 mL 둥근 바닥 플라스 크에 유리 하 게 부 흐 너 깔대기를 사용 하 여 말립니다. 추가 Et2의 작은 부분으로 프 릿의 고체를 헹 굽 니다.
  6. 회전 증발 기를 이용 하 여 여과 액을 감압 농축 한다. 잔류 잔류물이 있는 플라스 크를 고 진공 (75~200mtorr) 하에 적어도 10 분 동안 넣고 CDCl3을 사용 하 여 1H NMR로 조 잔사의 샘플을 분석 한다.
  7. 실리 카겔 (Sio2) 정지 상을 사용 하는 자동 플래쉬 크로마토그래피를이용 하 여 원유를 건조 된 시료로 정제 하 고 에틸 아세테이트로 헥 산으로 용 출 한다.
    1. 최소량의 Et2o에 원유를 용 해 하 여 시료를 건조 하 고,이 용액을 prepacked sio2 카트리지 (25g)에 전달 한다. Ca에 대 한 하 중 열의 아래쪽에 감압을 적용 합니다. 5 분 초과 용 매를 제거 한다.
    2. 시료를 prepacked Sio2 컬럼 (100 g )을 사용 하 여 헥 산 에틸 아세테이트 (5% → 25%)로 샘플을 용 출 하 여 시험관의 컬럼 배출물을 수집 합니다.
    3. TLC 분석 (2.2 단계에서의 조건)을 사용 하 여 분 획 순도 검정. 원하는 4 차 케 톤을 함유한 모든 분 획을 타 빨간 둥근 바닥 플라스 크에 결합 하 고 헹 궈 냅니다.
  8. 용액을 회전식 증발 기에 감압 농축 하 고 고 진공 하에서 최종 휘발성 물질을 30 분 이상 제거 합니다. 플라스 크의 최종 질량을 구하여 CDCl3을 사용 하 여 1H NMR로 정제 된 산물의 샘플을 분석 한다.
    주의: 헥 산 및 에틸 아세테이트는 가연성입니다. Sio2 분말은 호흡기 자극입니다.

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Representative Results

컨 쥬 게이트 첨가 생성물 에틸 4-oxocyclohexyl) butanoate는이 효율적인 원 팟 프로토콜을 이용 하 여 투명 한 무색 오일 (1.0372 g, 4.583 mmol) 92% 수율)로 분리 하였다. 1 H 및 13CNMR 스펙트럼을도 2도 3 에 제시 하 여 구조 및 순도를 확인 하였다. 1H 스펙트럼 분석에서의 특정 주의는 diastereotopic C2 하이드로 젠 스 스핀 커플 임을 나타내는 δ 2.15 ppm의 두 양성자 AB의 존재 이다. Δ 0.94 ppm에서 3 양성자 항은 C1 4 급 메 틸 기를 나타낸다.

에틸 4 (oxocyclohexyl) butanoate)입니다. Rf = 0.21 (4:1 헥 산/에틸 아세테이트); 1 400): δ 4.13 (q, j = 7.1, 2H, 2.15 (abq, δ δ a p 2, 1.87), 13.5 0.06 6.4, j = 1.60, 23.3, 15.4, 5t(1.3m, 2 시간, 2 시간, 2 시간, 2 분) 의 2/2, 2/2/2 , 7.1 1.26, 0.94, 3h)를 제공 합니다. 13 101 211.3, 53.4, 40.7 및 40.6, 38.2, 35.3, 59.9 172.9, 34.3 등의 모든 것을 하는 것을 위한 것입니다. 2951, 2939, 1708, 1374, 1178 및 1730의 경우에는 2873. HRMS (다트 +) 미터 + 13h23o3 227.1642에 대 한 calcd,227.1640를찾았습니다.

Β-4 차 센터가 있는 고리형 케 톤 부가 제품의 수집은이 간단 하 고 효율적인 원 팟 프로토콜 (그림 4)을 사용 하 여 우수한 수율로양호한 제조를 하였다. 모든 반응 산물을 1h 및 13C NMR로 분석 하 고, 고 분해능 질량 분 광 법 (hrms) 뿐만 아니라 고 순도의 것으로 밝혀졌다. 에스테 르 (21),질소22(24) 및 할로겐화 물 ( 가구) 기능을 혼 입 하는 것 외에도이 반응 프로토콜은 다양 한 링 크기 (29-31)와 높은 키 랄 α, β 불포화 케 톤 (±-20)을 사용 하는 경우의 입체 선택성 (±)-35 32의 수준. 부분 입체 이성질체 비율은도14에 도시 된 주요 부분 입체 이성질체와 함께 생성물 1H 스펙트럼에서의 선택 피크의 일상적인 통합에 의해 결정 된다. 이들 예에서 상기 선호 되는 경로는 α, β-불포화 케 톤의 γ-및 δ 위치에서 비-H 기에 반대 되는 알 켄 얼굴에 대 한 유기 단편의 전달을 수반 하는 것을 포함 하는 것이 명백 하다.

이 저울에 단 유기 아연 형성은 일반적으로 2.5-3 시간 동안 80 ° c에서가 열 해야 하며 아연 먼지가 남아 있는 옅은 황색 현 탁 액에 무색을 생성 합니다. GC 분석은 TLC 분석에의 한 그들의 도전적인 가시화로 인해이 단계 동안에 유기 체로 미 데 시 약의 검출을 위한 이상적인 방법을 제공 한다. 결합체 첨가 (단계 2.2) 및 놀 에테르 가수분해 (단계 3.1)의 진행은 TLC 분석에 의해 모니터링 된다. 불포화 케 톤 13(rf=0.15, 4:1 헥 산-에틸 아세테이트)은 자외선-활성 및 얼룩, 반면 중간 실릴 레 놀 에테르 (rf=0.61) 및 케 톤 생성물 21(rf = 0.21) 얼룩 만. 놀 에테르의 불완전 한 가수분해는 일반적으로 1 H NMR 스펙트럼에서 δ 4.64의 중 항에서의 존재로 표시 된다 (단계 3.6). 표준 플래시 크로마토그래피는 결합체 첨가 제품 (17)의 정제에 적합 하다.

컨 쥬 게이트 첨가 산물의 최적 수율은 확립 된 시 약을 사용 하 여 상기 모노 유기 아연 (2.0), 구리 촉매 (20 몰%) 및 루이스 산 (2.4) 매개 변수를 얻을 때 얻어진 다. 감소 72%의 수율 21 큐의 감소와 관찰 되었다 · (표 1, 엔트리 1-3) 단 유기 아연 브 로마 이드 (36) 또는 tmscl 동등성을 1.2으로 감소 시키는 것은 또한 21 (항목 4 및 5)의 생산에서의 완만 한 감소를 초래 하였다. 특히, 컨 쥬 게이트 첨가는 큐 없이 진행 되지 않는다 · (항목 3과 6)를 입력 합니다.

Figure 1
그림 1입니다. 1-포트 컨 쥬 게이트 추가 프로토콜에 대 한 일반 스킴. 대표적인 기질과의 반응 개요. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2입니다. 1 H의 NMR 21. 400 MHz에서 CDCl3 에서 얻은 스펙트럼. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3입니다. 13 C {1h}의 NMR 21. 1 H-CDCl3 에서 101 MHz에서 얻어진 분리 된 스펙트럼. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4입니다. 1-포트 컨 쥬 게이트 첨가에 대 한 대표적인 반응 범위는 기능화 된 모노 유기 체. 수율은 불포화 케 톤의 1.00 mmol)에 실시 된 절연 분석 순수 제품을 나타냅니다. 생성물 21 은 불포화 케 톤의 5.00 mmol)에 단 리 되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Equation
항목a 36 (정방형) 큐 알 • DMS (몰%) (에 퀴 키) 수율 21 (%)b
1 2 20 2.4 90
2 2 10 2.4 72
3 2 0 2.4 0c
4 1.2 20 2.4 72c
5 2 20 1.2 73c
6 2 20 0 0
7 2 20 2.4 0 (74)d
표준 프로토콜에 따라 1.00 mmol). b 고립 된 수율. c 의 불완전 한 변환 13. 37의 괄호 안에 d 수율, acoh 및 HCl을 생략 한 나 코3 작업에서 얻은.

표 1. 1 포트 컨 쥬 게이트 첨가의 파라미터 최적화. 시 약 동등성 및 반응 결과에 대 한 설문 조사.

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Discussion

본 명세서에 상세히 설명 된 방법은 β-4 차 케 톤 (14)의 합성에 대 한 간단 하 고 효율적인 결합체 부가 반응에서 경 화 작용 단조 아연 시 약을 활용 하기 위해 개발 되었다. 우수한 수율 및 현저히 향상 된 촉매 효율은 TMSCl을 갖는 극성, 프로톤 성 용 매 DMA의 사용을 통해 관찰 되었다. 단 유기 아연 형성은 DMA를 지원 하 여 쉽게 구할 수 있는 알 킬 브로 미 데스에 직접 아연을 삽입 합니다. 광범위 한 기능화 시 약을 생성 하기 위해16.

모노 유기 아연 브 로마 이드 형성은이 프로토콜에서 가장 중요 한 단계입니다. 우리는 유기 아연 시 약으로의 변환이 정량적 인 경우, 촉매와 TMSCl의 적절 한 동등성을 고려할 때 접합 체 추가 반응에 대 한 적당 하 고 우수한 성공을 얻었습니다. C-Br 본드 근처에서 증가 된 치환을 가진 유기 체로 미 데스 기판 11(28h) 및 기판 12(80 h)을 포함 하는 전형적인 3 시간 프레임에 비해 감소 된 속도로 아연 삽입을 겪는 다. 그러나, 910 에서 안정화 된 벤 질 유기 아연 시 약은 21-40 ° c에서 증가 된 속도 (ca. 1 h)로 형성 된다. 상응 하는 기능화 된 큐 프 레이트 시 약은 이러한 온도 차이에도 불구 하 고 컨 쥬 게이트 부가 반응 (24, 25, 2627)에서 잘 수행 된다.

성공적인 컨 쥬 게이트 첨가 시, 실릴 렌 올 에테르 중간체는 최종 케 톤 산물을 감당할 수 있는 산으로 가수분해 된다. 아세트산은 수성 HCl에 비하여이 가벼운 가수분해 단계를 용이 하 게 하기 위해 최적의 유기 가용성 브 뢰 니 스 테드 산 이었다. 가수분해에 대 한 감귤 인 실릴 렌 에테르는 TBAF와 함께 케 톤 제품으로 쉽게 절단 될 수 있다. 현저 하 게, 종합적으로 유용한18 실릴 레 놀 중간체 37 는 산 성 조리대를 나 흐 코 (표 1)로 치환 하 여이 원 포트 프로토콜 을 이용 하 여 74% 수율로 분리할 수 있었다.

도전 하는 순수는 기질과 케 톤 산물의 유사한 rc값 때문에 불포화 케 톤의 불완전 한 변환에서 발생할 수 있습니다. 이 연구에서 사용 된 대다수의 불포화 케 톤의 적당 한 휘발성은 장시간 노출 (> 1h)을 통해 고 진공으로 제거 될 수 있게 합니다.

이 1 포트 프로토콜에 대 한 광범위 한 유기 및 불포화 케 톤은 기능화 β-4 차 케 톤14의 배열을 생성 한다. 우리는 비순환 기질을 탐구 하지 않았기 때문에이 방법은 현재 환상 불포화 케 톤으로 제한 됩니다. 4 차 케 톤은 불포화 된 5 및 7 원환 링에서 생성 된, 비록 적당 한 수율에 불구 하 고8 아마도 공액 시스템의 중복 차이. 컨 쥬 게이트 첨가는 또한 몇몇 안정화 된 (예를 들어, 알릴, enolate, 호모에 놀 레이트) 및 입체적으로 (예를 들어, neopentyl, 아 릴) 단 유기 아연 시 약14를 진행 하지 않는다. 당사는 반응 효율을 개선 하 고 더 중요 한 범위의 유기 물 및 불포화 케 톤을 통합 하기 위한 노력의 일환으로, 현재 루이스 산 및 루이스 염기 첨가제에 대 한 모노-아연 시 약과의 반응성을 조사 하 고 있습니다. 삽입14후 아연 고 형 물에서 여과 된 단조 아연 시 약을 사용할 때 우수한 수율과 컬럼은 촉매 효율의 현저한 개선으로 유지 됩니다. 더욱이, 다양 한 Cu (I) 및 Cu (II) 염은 여과 된 모노 유기 아연 시 약과 결합 될 때 효과적인 결합체 추가를 용이 하 게 한다.

요약 하자면, 관 능 적 β-4 차 케 톤의 제조에 작용 하는 단 유기 아연 시 약의 콘 쥬 게이트 첨가를 위한 효율적인 원 팟 프로토콜을 기술 하였다. 이러한 프로토콜은 이러한 가치 있는 제품을 향한 다양 한 유기 및 불포화 카 르 보 닐 조합 (도 1)의 타당성을 탐구 하는 편리한 방법을 포함 한다.

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Disclosures

저자는 경쟁 금융 이익이 없습니다.

Acknowledgments

저자 들은 미국 화학 협회 (ACS) 석유 연구 기금 학부 새로운 조사 관 프로그램 (58488-UNI1), ACS 및 화 이자 (T.J.F.), 버크 넬 대학 (T.J.F.에 연구 동호회) 및 부서 화학 (K.M.T.에 대 한 연구 펠로 우 십)이이 사업을 관대 하 게 지원 합니다. 박사 피터 m. Findeis와 브라이언 Breczinski는 실험 및 계측 지원에 대 한 인정을 받고 있습니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ammonium Chloride
Biotage Isolera One Flash Chromatography System Biotage ISO-ISW UV/vis detection (254, 280, 200-400nm)
Chloroform-D, (D, 99.8%) Cambridge Isotope Laboratories DLM-7
Copper (I) bromide dimethyl sulfide complex , 99% Sigma Aldrich 230502 Air and moisture sensitive
Diethyl Ether, anhydrous, 99% EMD Chemicals MEX01906 ACS
Ethyl 4-bromobutyrate Oakwood 139400
Ethyl Acetate, 99.9% Fisher E145-500 ACS
Glacial Acetic Acid Oakwood O35907 ACS
HCl 1 M aq
Hexanes, 98.5% EMD Chemicals HX0299 ACS
HP 6890 Series GC HP
HP-1 GC Column Agilent 19091-60312 0.2 mm x 0.33 um, 12 m, 7 inch cage
Iodine
Magnesium Sulfate, anhydrous, 98% EMD Chemicals MX0075
Mehtyl enone
N,N-Dimethylacetamide, anhydrous, 99% Alfa Aesar A10924 Dried over 3 Åms
Silica gel VWR 86306-350 60 Å, 40-60 um
Sodium Bicarbonate
Sodium Chloride
Tetra-n-butylammonium fluoride Oakwood O43479 1 M in THF
Thin-layer chromatography plates EMD Milipore 115341 6.5 x 2.2 cm2, 60 g F254 precoated plates (9.5-11.5 um particle size)
Trimethyl silyl chloride, 99% Sigma Aldrich 386529 Air sensitive
Zinc Powder, HCl-washed

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References

  1. Hawner, C., Alexakis, A. Metal-Catalyzed Asymmetric Conjugate Addition Reaction: Formation of Quaternary Stereocenters. Chemical Communications. 46 (39), 7295-7306 (2010).
  2. Quasdorf, K. W., Overman, L. E. Catalytic Enantioselective Synthesis of Quaternary Carbon Stereocentres. Nature. 516 (7530), 181-191 (2014).
  3. Knochel, P., Leuser, H., Cong, L. -Z., Perrone, S., Kneisel, F. F. Polyfunctional Zinc Organometallics for Organic Synthesis. Handbook of Functionalized Organometallics. , Wiley-VCH Verlag GmbH. Weinhem, Germany. 251-346 (2005).
  4. Dagousset, G., François, C., León, T., Blanc, R., Sansiaume-Dagousset, E., Knochel, P. Preparation of Functionalized Lithium, Magnesium, Aluminum, Zinc, Manganese, and Indium Organometallics From Functionalized Organic Halides. Synthesis. 46 (23), 3133-3171 (2014).
  5. Kim, J. H., Ko, Y. O., Bouffard, J., Lee, S. -G. Advances in Tandem Reactions with Organozinc Reagents. Chemical Society Reviews. 44 (8), 2489-2507 (2015).
  6. Benischke, A. D., Ellwart, M., Becker, M. R., Knochel, P. Polyfunctional Zinc and Magnesium Organometallics for Organic Synthesis: Some Perspectives. Synthesis. 48 (8), 1101-1107 (2016).
  7. Hird, A. W., Hoveyda, A. H. Catalytic Enantioselective Alkylations of Tetrasubstituted Olefins. Synthesis of All-Carbon Quaternary Stereogenic Centers Through Cu-Catalyzed Asymmetric Conjugate Additions of Alkylzinc Reagents to Enones. Journal of the American Chemical Society. 127 (43), 14988-14989 (2005).
  8. Lee, K. -S., Brown, M. K., Hird, A. W., Hoveyda, A. H. A Practical Method for Enantioselective Synthesis of All-Carbon Quaternary Stereogenic Centers Through NHC-Cu-Catalyzed Conjugate Additions of Alkyl- and Arylzinc Reagents to β-Substituted Cyclic Enones. Journal of the American Chemical Society. 128 (22), 7182-7184 (2006).
  9. Brown, M. K., May, T. L., Baxter, C. A., Hoveyda, A. H. All-Carbon Quaternary Stereogenic Centers by Enantioselective Cu-Catalyzed Conjugate Additions Promoted by a Chiral N-Heterocyclic Carbene. Angewandte Chemie International Edition. 46 (7), 1097-1100 (2007).
  10. Knochel, P., Yeh, M. C. P., Berk, S. C., Talbert, J. Synthesis and Reactivity Toward Acyl Chlorides and Enones of the New Highly Functionalized Copper Reagents RCu(CN)ZnI. The Journal of Organic Chemistry. 53 (10), 2390-2392 (1998).
  11. Yeh, M. C. P., Knochel, P., Butler, W. M., Berk, S. C. 1,4-Additions of the Highly Functionalized Copper Reagents RCu(CN)-ZnI•2 BF3 to Trisubstituted Enones. A New BF3 Promoted Cyclization Reaction. Tetrahedron Letters. 29 (51), 6693-6696 (1988).
  12. Knochel, P., Chou, T. S., Chen, H. G., Yeh, M. C. P., Rozema, M. J. Nucleophilic Reactivity of Zinc and Copper Carbenoids. Part II. The Journal of Organic Chemistry. 54 (22), 5202-5204 (1989).
  13. Tamaru, Y., Tanigawa, H., Yamamoto, T., Yoshida, Z. I. Copper(I)-Promoted Michael-Addition Reaction of Organozincs of Esters, Nitriles, and α-Amino Acids. Angewandte Chemie International Edition. 28 (3), 351-353 (1989).
  14. Fulton, T. J., Alley, P. L., Rensch, H. R., Ackerman, A. M., Berlin, C. B., Krout, M. R. Access to Functionalized Quaternary Stereocenters via the Copper-Catalyzed Conjugate Addition of Monoorganozinc Bromide Reagents Enabled by N,N-Dimethylacetamide. The Journal of Organic Chemistry. 83 (23), 14723-14732 (2018).
  15. Krasovskiy, A., Malakhov, V., Gavryushin, A., Knochel, P. Efficient Synthesis of Functionalized Organozinc Compounds by the Direct Insertion of Zinc into Organic Iodides and Bromides. Angewandte Chemie International Edition. 45 (36), 6040-6044 (2006).
  16. Huo, S. Highly Efficient, General Procedure for the Preparation of Alkylzinc Reagents from Unactivated Alkyl Bromides and Chlorides. Organic Letters. 5 (4), 423-425 (2003).
  17. Still, W. C., Kahn, M., Mitra, A. Rapid Chromatographic Technique for Preparative Separations with Moderate Resolution. The Journal of Organic Chemistry. 43 (14), 2923-2925 (1978).
  18. Knopff, O., Alexakis, A. Tandem Asymmetric Conjugate Addition-Silylation of Enantiomerically Enriched Zinc Enolates. Synthetic Importance and Mechanistic Implications. Organic Letters. 4 (22), 3835-3837 (2002).

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관 능 적 모노 아연 브로 미 데스의 결합체 첨가를 통한 전 탄소 4 급 센터의 효율적인 합성
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Fulton, T. J., Townsend, K. M.,More

Fulton, T. J., Townsend, K. M., Krout, M. R. Efficient Synthesis of All-Carbon Quaternary Centers via the Conjugate Addition of Functionalized Monoorganozinc Bromides. J. Vis. Exp. (147), e59775, doi:10.3791/59775 (2019).

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