Summary
פרוטוקול פשוט ומעשי לתוספת יעילה המשלים של הפונקציונליזציה מונואורגנוספאבץ לβ מחזורי, לספק פחמן בלתי רווי לרהט את כל מרכזי הפחם הרביעון פותחה.
Abstract
התוספת המשלים של ריאגנטים אורגנומתכתית לα, β-פחמן בלתי רווי מייצגת שיטה חשובה להפקת איגרות חוב C-C בהכנת מרכזי הפחמן הדו. למרות התוספות המשלים של הריאגנטים האורגנומתכתית מבוצעים בדרך כלל באמצעות אורגוליזציה מאוד מגיב או ריאגנטים Grignard, ריאגנטים אורגנואבץ יש לקבל תשומת לב עבור שלהם כימוטיביות משופרת ופעילות חוזרת קלה. למרות ההתקדמות האחרונה עם מספר רב יותר של דיאורגאואבץ וריאגנטים מעורב באבץ, הדור של מרכזי הפחמן של כל הפחם דרך התוספת המשלים של ריאגנטים מונואורגאותמונליזציה שנשאר אתגר. פרוטוקול זה מפרט הכנה נוחה ומתונה של "הסיר האחד" והתוספת של נחושת במקביל לחיבור משני הפונקציונל מחזורי לβ, באופן בלתי רווי, להרשות לעצמה היקף רחב של מרכזי רבעוני בכל הפחמן בדרך כלל תשואה מעולה ודיאסטריאוסלקטיביות. מפתח לפיתוח טכנולוגיה זו הוא ניצול של DMA כתגובה הממס עם TMSCl כחומצת לואיס. היתרונות הבולטים במתודולוגיה זו כוללים את הפשטות המבצעית של ההכנה הכימית של אורגנואבץ המוענקת על-ידי ניצול DMA כממס, כמו גם תוספת המשלים יעילה המתווכת על ידי מלחי Cu (I) ו-Cu (II) שונים. יתר על כן, אתר silyl ביניים יכול להיות מבודד ניצול נוהל בדיקה שונה. טווח המצע מוגבל לקוטונים בלתי רוויים, והתוספת המשלים היא להיות מיוצב על ידי ייצוב (למשל, allyl, enolate, הומולואט) ו באופן מאוזן (למשל, neopentyl, o-aryl) מונואורגנוםריאגנטים אבץ. תוספות מוספות לטבעות של חמש ושבע-מרנו היו אפקטיביות, אם כי בתשואות נמוכות לעומת מצעים שישה מרנו הטבעת.
Introduction
היווצרות של איגרות חוב פחמן הוא ללא ספק השינוי החשוב ורב עוצמה בכימיה אורגנית. התוספת המשלים של ריאגנטים אורגנומתכתית לα, β-פחמן בלתי רווי כולל אחת השיטות הרב-תכליתיות ביותר לבניית איגרות חוב C-C, במיוחד בדור המאתגר של מרכזי הפחמן הדו מרכזיים1, 2. למרות החשיבות המרכזית של התוספת המשלים של ריאגנטים אורגנומתכתית להקמת מרכזים רביתיים, מתודולוגיות מעטות מתמודדות עם האתגר של שילוב של קבוצות פונקציונליות רגישות בתגובות אלה. ואכן, ברוב השינויים הללו, אורגונזיליתיום מאוד תגובתי, Grignard, או diאורגאוםריאגנטים אבץ הם הנופילים של בחירה. עם זאת, מדובר בארגונים מגיבים בלתי תואמים לקבוצות פונקציונליות רבות, ובכך מגבילות את המורכבות הן מהα, הβ הבלתי-רוויות ומהמגיב האורגאליליים, המחייב לעיתים קרובות את השימוש בהגנה על קבוצות או אסטרטגיות חלופיות סינתזה מרובת שלבים.
ריאגנטים מונואורגונול הם מעמד אטרקטיבי של ריאגנטים אורגנומתכתית אשר צברה תשומת לב נרחבת לפעילות מתונה שלהם ותאימות קבוצה תפקודית משופרת3,4,5, 6. למרות הסובלנות היוצאת דופן שלהם הקבוצה תפקודית הכנה טריוויאלית של אורגאואלידס, יש מספר דוגמאות של ריאגנטים מונואורגנוספאבץ בנוסף המשלים ל β, β-disubstituted α, β-בלתי רווי קרביילס ליצור מרכזי רביעון7,8,9. יתר על כן, העתקות אלה בדרך כלל דורשים כמויות סטויכולמטרי של ריאגנטים רעיל ציאנוקופראט עם דו ח אחד הממחיש מחזור זרז מינימלי10,11,12, 13. מטרת המחקר שלנו היא להקים שיטת קטליטי פשוטה ומעשית לתוספת המשלים של ריאגנטים מונוטוני מונואורגאוטיים לα, β-פחמן בלתי רווי כדי ליצור מרכזי רבעוני כל הפחמן. לקראת הסוף הזה, פיתחנו פרוטוקול ניצול n,n-DIמתיל (DMA) כמו הממס עם כלורוטרימתיל (tmscl) כמו חומצת לואיס אשר מאפשר "אחד-סיר" נחושת מזרז (20 מול%) התוספת המשלים של הפונקציונליזציה מונונונוספאבץ β לα, בלתי רווי carbonyls ליצור היקף רחב של מרכזי רבעוני כל הפחמן בתשואה גבוהה14.
השימוש ב-DMA כממס מכיל כמה יתרונות בולטים על פני שיטות שדווחו בספרות. DMA משפר את היעילות של החדרת אבץ לאורגאואלידס אשר ברור את הדרישה לתוספים יקרים והיאלוסקופיים כגון LiCl המועסקים במערכות הממס האתרי15. זה גם מרחיב את ההיקף של החדרת אבץ ישירה מן רגיש, לעתים קרובות אורגיויודות לא זמין מסחרית ליציבה יותר ונגיש יותר באופן רחב יותר16. הפרוטוקול המפורט בזאת מייצרת מונאורגאנמי-אבץ (2) ממגוון מחזורי, אשר משמשים באתרו בהקמת מתחם cuprate תגובתי העוסק בתנועה מחזורית, β-כפות בלתי רוויות בתגובת הוספה מצטברת ( איור 1). DMA מאפשר גם את התגובה להמשיך עם מקורות נחושת זול ופחות רעיל כגון ב-Ar · Dms, ביטול פסולת רעילה סטואיאיצ'ימטרי שנוצר עם cucn מנוצל בדוחות אחרים10,11,12,13. תנאי התגובה הסטנדרטיים שלנו מספקים גישה להיקף רחב של β-הקטונים המגוונים (5) עם חמישה, שישה, ושבעה-מרנו המשלים מקבל הטבעת שהתקבלו דרך ההידרוליזה של האתר silyl ביניים (4). אתר silyl ביניים היה נצפתה להיות יציב למדי והוא יכול להיות מבודד תשואה מעולה ניצול הליך בדיקה שונה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
התראה: התייעץ עם גליונות נתונים של בטיחות חומרים (MSDS) לפני השימוש בכימיקלים בהליך זה. השימוש בציוד הגנה אישי מתאים (PPE), כולל כוסות בטיחות, מעיל מעבדה, מניטריל או כפפות בוטיל כמו רבים ריאגנטים וממיסים הם מורעלים, רעיל, או דליק. מבצעים את כל התגובות בתוך מכסה המנוע. זה הכרחי כלי זכוכית להבה יבשה ולהשתמש באווירה אינרטי (חנקן או ארגון) עבור פרוטוקול זה. נוזלים המשמשים בשני השלבים הראשונים של הפרוטוקול מועברים מזרק.
1. שיטת מונואורגאונוספאבץ ברומיד מערך16
- הוסף אבק אבץ (0.8173 g, 12.50 mmol, 2.5 equiv), DMA (6.0 mL), ואני2 (126.9 mg, 0.500 mmol, 0.10 equiv) אל להבה מיובש בקבוקון שחור התגובה המכיל מהומה בר תחת ארגון. מערבבים את ההשעיה בטמפרטורת הסביבה עד שהצבע החום-כתום מתמוסס לחלוטין להשעיה אפורה.
התראה: DMA הוא דליק, רעיל בטירוף ומטרד קל. - הוסף את אתיל 4-ברובוטימטר (6; 1.43 mL, 10.0 mmol, 2.0 equiv) הבולם האפור. לטבול את הבקבוקון באמבט שמן 80 ° c עם ערבוב נמרץ עד הצריכה של אורגאוברומיד נצפה על-ידי כרומטוגרפיה גז (GC) ניתוח.
התראה: אתיל 4-ברואובוטיד הוא דליק ומגרה קלה.- לטבול בקצרה זכוכית חד פעמית פסטר מלטף לתוך תערובת התגובה, להסיר מן הבקבוקון ולשטוף את סדרת מחלקים עם ca. 0.5 ml של דיאתיל אתר (Et2O) לתוך בקבוקון 2 mL המכיל ca. 0.5 mL של NH רווי4Cl. במרץ לנער את הבקבוקון לנתח את השכבה האורגנית על ידי GC.
הערה: התקדמות התגובה נקבעת על-ידי השוואת היעלמותו של פסגת אורגונברומיד למראה המגיב האורגני של הארגון, אשר בדרך כלל יש זמן החזקה קצר יותר.
התראה: Et2O דליק ורעיל בטירוף.
- לטבול בקצרה זכוכית חד פעמית פסטר מלטף לתוך תערובת התגובה, להסיר מן הבקבוקון ולשטוף את סדרת מחלקים עם ca. 0.5 ml של דיאתיל אתר (Et2O) לתוך בקבוקון 2 mL המכיל ca. 0.5 mL של NH רווי4Cl. במרץ לנער את הבקבוקון לנתח את השכבה האורגנית על ידי GC.
- מצננים את מגיב האבץ לטמפרטורת הסביבה. שארית פרוטוקול התוספת המשלים הזה יכול להיות מושהה בשלב זה למשך מספר שעות למשך הלילה תחת אווירה אינרטי עם השפעה מינימלית על התשואה של מוצר התוספת המשלים.
2. מונואורגאואבץ ברומיד נוסף על התוספת לα, β-קטונים בלתי רוויים
- מגניב את ההשעיה אורגנואבץ ב ice/H2O אמבטיה עבור ca. 5 דקות, ולאחר מכן להוסיף את ה-בארה · DMS (205.6 mg, 1.000 mmol, 0.20 equiv) ו-DMA נוספים (10.5 mL, 0.30 M הכולל ביחס לאין רווי קטון), ומערבבים את התגובה עבור ca. 10 דקות.
- הוסף TMSCl (1.52 mL, 12.0 ממול, 2.4 equiv) על ההשעיה מקורר, ואחריו 3-מתיל-2-ציקלוקסאנאחד (13; 567 μl, 5.00 mמול, 1.0 equiv). הסר את אמבטיית קירור לאחר ca. 30 דקות ולעקוב אחר התגובה עד a, b-בלתי רווי קטון הוא נצרך על ידי ניתוח מערכת החום, או עד 24 h.
הערה: הניתוח מבוצע עם לוחיות זכוכית מצופות סיליקה ופותחו עם 4:1 הקסאנס – אתיל אצטט. מערכי Rf : לא רווי קטון 13 = 0.15; האתר ה37 = 0.61; קטון מוצר 21 = 0.21. ההדמיה מושגת על ידי UV-קונצ'ינג ב 254 ננומטר, ואחריו p-anisאלדהיד כתמים.
התראה: TMSCl הוא דליק, רעיל בטירוף, מגרה העור, ו מאכל. 3-מתיל -2-ציקלוהקאנ1. הוא דליק ורעיל בטירוף
3. הפקת עבודה וטיהור
- הוסף חומצה אצטית (1.5 mL, ca .5 equiv) כדי התגובה השלימה התוספת המשלים כדי hydrolyze ביניים האתר אנול לתוך מוצר קטון. מעקב אחר התקדמות ההידרוליזה במהלך 15 דקות באמצעות ניתוח באמצעות תנאים משלב 2.2.
התראה: חומצה אצטית דליקים ומאכל.- במקרה זה האתר הסילקסיל נשאר אחרי 1 h, להוסיף tetrabutylammonium פלואוריד (TBAF; 1 M פתרון THF, 0.5 – 1.0 equiv בכל פעם) כדי להקל על הידרוליזה להשלים כפי שניכר על ידי אהבה.
- להוסיף הHCl 1 M (15 mL) לבקבוקון את התגובה, לערבב היטב, ולאחר מכן להעביר את תוכן התגובה לתוך משפך מופרדים 250 mL. שטפו את הבקבוקון עם Et2o (20 מ"ל) ו-H2o (15 מ"ל), והוסיפו את הקליפות למשפך הבדלני. טלטל בעדינות את תוכן המשפך, אוורור בין כל ערבול, ואפשר לשכבות להיפרד. מסננים את השכבה התחתונה מימית לתוך בקבוקון 125 mL Erlenmeyer, ולאחר מכן לנקז את השכבה האורגנית לתוך בקבוקון נפרד 250 mL Erlenmeyer אייר.
- החזר את השכבה הימית למשפך המפריד ולחלץ עם ארבעה חלקים נפרדים של Et2O (4 x 30 מ ל), הוספת כל חילוץ אורגני לבקבוקון האורגני המכיל Erlenmeyer.
- הוסיפו את העקירות האורגניים המשולבים למשפך הבדלנות ושטפו באופן רציף עם מימית רווי3 (25 מ ל), ולאחר מכן רווי מימית (25 מ ל). סוחטים כל כביסה מימית לתוך מימית המכילים בקבוקון Erlenmeyer, ולנקז את השכבה האורגנית הסופית לתוך יבש 250 mL Erlenmeyer בקבוקון.
- יבש את השכבה האורגנית על MgSO4 ואקום מסנן לתוך 250 mL בבקבוקון עגול באמצעות זכוכית משפך בוכנר. לשטוף את המוצקים על frit עם חלק קטן של Et2O נוספים.
- רכזו את הפילטרט תחת לחץ מופחת באמצעות מאייד רוטרי. מניחים את הבקבוקון עם שאריות שנותרו תחת ואקום גבוה (ca. 75-200 mtorr) לפחות 10 דקות. לנתח מדגם של שאריות גולמי על ידי 1H nmr באמצעות cdcl3.
- לטהר את הנפט הגולמי על ידי כרומטוגרפיה אוטומטית פלאש באמצעות סיליקה ג'ל (SiO2) שלב נייח עם מדגם טעון יבש ו elute עם אצטט אתיל ב hexanes.
- לטעון יבש את המדגם על ידי המסת הנפט הגולמי בכמות מינימלית של Et2O, ולאחר מכן להעביר את הפתרון הזה למחסנית מראש מלאה של SiO2 (25 גרם). החל לחץ מופחת על החלק התחתון של עמודת הטעינה עבור ca. 5 דקות כדי להסיר את עודף הממס.
- Elute המדגם באמצעות מראש מראש SiO2 עמודה (100 g) עם הדרגתי של אצטט אתיל ב הקסאנס (5% → 25%), איסוף בקולחים הטור בצינורות הבדיקה.
- שיטת טוהר שבר באמצעות ניתוח והיה (תנאים בשלב 2.2). לשלב ולשטוף את כל השברים המכילים את הרביעון הרצוי קטון לתוך הבקבוקון התחתון עגול.
- לרכז את הפתרון תחת לחץ מופחת על מאייד רוטרי ולהסיר את הוולאטילס הסופי תחת ואקום גבוה לפחות 30 דקות. השג מסה סופית של הבקבוקון ולנתח מדגם של המוצר מטוהרים על ידי 1H nmr באמצעות cdcl3.
התראה: הקסאנס ואצטט אתיל הם דליקים. האבקה של סיו2 היא מטרד נשימתי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
התוספת המשלים מוצר אתיל 4-(1-מתיל-3-אוקלוציקלוקסקסיל) butanoate (21) היה מבודד כשמן ברור, חסר צבע (1.0372 g, 4.583 mmol, 92% תשואה) באמצעות זה יעיל סיר אחד הפרוטוקול. מיכל בן H ו -13או nmr ספקטרה מוצגים באיור 2 ואיור 3 כדי לאשר את המבנה ואת הטוהר. של הערה ספציפית בניתוח 1H הספקטרום הוא הנוכחות של רביעיית ה-AB השני של פרוטון ב δ 2.15 ppm, המציינת כי diastereotopic נושא C2 הידרוגנים ספין זוג. הקבוצה של שלושה-פרוטונים ב-δ 0.94 ppm מייצגת את קבוצת מתיל הרביעון C1.
אתיל 4-(1-מתיל-3-אוקציטוקלוקסקסיל) בוטאואט (21). Rf = 0.21 (4:1 hexanes/אתיל אצטט); מיכל בן H NMR (400 מגה-הרץ, CDCl3): δ 4.13 (q, J = 7.1 Hz, 2h), 2.32-2.23 (m, 4h), 2.15 (Abq, ΔδAB = 0.06, Jab = 13.5 Hz, 2H), 1.87 (חמישייה, j = 6.4 hz, 2h), 1.60 (Dtt, j = 23.3, 15.4, 7.6 Hz, 4h), 1.34-4 (ז, 2h) , 1.26 (t, J = 7.1 Hz, 3h), 0.94 (s, 3h). מיכל בן 13 C {1H} nmr (101 MHz, cdcl3): δ 211.3, 172.9, 59.9, 53.4, 40.7, 40.6, 38.2, 35.3, 34.3, 24.7, 21.8, 18.7, 14.0; IR (ATR): 2951, 2939, 2873, 1730, 1708, 1374, 1178, 1025 ס"מ-1; HRMS (חץ +) m/z: [m + H]+ calcd עבור C13H23O3 227.1642, נמצאו 227.1640.
אוסף של מעגלי מחזורית בתוספת מוצרים עם מרכזים β-קווארי הוכנו בצורה טובה לתשואות מצוינות באמצעות פרוטוקול אחד פשוט ויעיל (איור 4)14. כל מוצרי התגובה נותחו על ידי 1H ו -13C nmr, כמו גם ברזולוציה גבוהה ספקטרומטר מסה (hrms), ונמצא להיות בטוהר גבוהה. בנוסף לשילוב של אסתר (21), חנקן (22, 24), ו הליד (23, 27) פונקציונליות, פרוטוקול זה מספקת מוצרים עם גדלים שונים של טבעות (29-31) וגבוה רמות של סטריאוסלקטיביות (±)-32-(±)-35) בעת שימוש ב-β, כאשר משתמשים ב-"כיראליות" (±)-17-(±)-20). יחסי diastereomer נקבעים על ידי שילוב שגרתי של פסגות לבחור את המוצר בספקטרום 1H עם diastereomer הגדול המוצג14. ניכר מדוגמאות אלה כי השביל המועדף כרוך במסירה של השבר האורגני אל הפנים אלקן מול קבוצות שאינן-H ב-γ-and δ-מיקום של α, β-לא רווי קטון.
היווצרות מונואורגאואבץ בקנה מידה זה דורש בדרך כלל חימום ב 80 ° c עבור 2.5-3 h ותשואות חסר צבע להשעיה בצבע צהוב חיוור עם אבקת אבץ נותר. ה-GC ניתוח מספק שיטה אידיאלית לגילוי של ריאגנטים אורגאוברומיד במהלך שלב זה בשל ההדמיה המאתגר שלהם על ידי הניתוח. ההתקדמות של התוספת המשלים (שלב 2.2) ו אנול אתר הידרוליזה (שלב 3.1) מנוטרים על ידי ניתוח ועוד. בלתי רווי קטון 13 (Rf = 0.15, 4:1 hexanes-אתיל אצטט) הוא UV-פעיל וכתמים, בעוד ביניים silyl אנול אתר (rf = 0.61) ו קטון מוצר 21 (rf = 0.21) כתם רק. הידרוליזה לא הושלמה של האתר אנול מצוין בדרך כלל על ידי נוכחות של סינגתן ב δ 4.64 ב 1H nmr ספקטרום (שלב 3.6). כרומטוגרפיה הבזק רגיל מספיקה לטיהור של מוצרים בתוספת המשלים17.
תשואה אופטימלית של מוצרי התוספת המשלים מתקבלים בעת שימוש שקילות מגיב הוקמה עבור מונואורגנואבץ (2.0), זרז נחושת (20 מול%), וחומצה לואיס (2.4) פרמטרים. פחתה 72% תשואה של 21 נצפתה עם ירידה בשנת · DMS עד 10 מול% (טבלה 1, ערכים 1-3). הפחתת מונואורגאואבץ ברומיד (36) או TMSCl שקילות ל 1.2 גם הביא ירידה צנועה בייצור של 21 (ערכים 4 ו 5). בעיקר, התוספת המשלים לא ממשיך ללא היחידה · DMS או TMSCl (ערכים 3 ו-6).
איור 1. ערכה כללית עבור פרוטוקול נוסף המשלים של סיר אחד. סקירה התגובה עם מצעים מייצגים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
. איור 2 מיכל בן H NMR של 21. הספקטרום המתקבל CDCl3 ב 400 MHz. נא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
. איור 3 מיכל בן 13 C {1H} nmr של 21. מיכל בן ה-H-ופרדים ספקטרום שהושג ב-CDCl3 ב 101 מגה-הרץ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4. היקף תגובה מייצג של התוספת האחת בסיר המשלים של מונואורגנוציסמcs פונקציונליזציה. תשואות מציינות מוצרים טהורים מבודדים שנערכו על 1.00 mmol בקנה מידה של ketone לא רווי. מוצר 21 היה מבודד על 5.00 mmol קנה מידה של בלתי רווי קטון. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
 |
||||
| כניסה ל | 36 | מיכל האור • DMS (מול%) | TMSCl (equiv) | תשואה 21 (%) |
| 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 |
| מיכל 5 | 2 | 20 | 1.2 | 73c |
| 6 | 2 | 20 | 0 | 0 |
| 7 | 2 | 20 | 2.4 | 0 (74)d |
| 1.00 מ מול 13 לפי הפרוטוקול הסטנדרטי. b תשואה מבודדת. c המרה לא הושלמה של 13. d תשואה בסוגריים של 37, שהתקבלו מ-נחקו3 בדיקה כי הושמט acoh ו HCl. | ||||
. שולחן 1 מיטוב פרמטרים של התוספת המשלים לסיר אחד. סקר של שקילות מגיב ותוצאה של תגובה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
השיטה מפורטת במסמך זה פותחה כדי לרתום בתפקוד מתון מאוד ריאגנטים אבץ בתגובה מותאמת פשוטה ויעילה התוספת לסינתזה של β-רבעוני כטון14. תשואות מעולה ומשופר באופן משמעותי catalyst יעילות נצפו באמצעות השימוש של הקוטב, DMA aprotic ממס עם TMSCl. היווצרות אבץ מונואורגאונותמסייעת באמצעות DMA, הקלה על החדרת אבץ ישירה לתוך להיות זמין לאלאלברוידס ליצור טווח רחב של ריאגנטים מתפקד16.
היווצרות מונואורגאואבץ ברומיד הוא הצעד החשוב ביותר בפרוטוקול זה. הגענו צנוע להצלחה מעולה עבור תגובות בתוספת המקביל כאשר ההמרה לתגובה ארגונית כמותית, בהינתן שקילות הנכון של catalyst ו TMSCl. אורגאורומידס עם החלפה מוגברת ליד הקשר C-Br לעבור החדרת אבץ בקצב מופחת לעומת המסגרת האופיינית 3 h זמן, כולל מצע 11 (28 h) ו מצע 12 (80 h). עם זאת, התייצב בנזיל וריאגנטים אבץ מ 9 ו 10 נוצרות בשיעור מוגבר (ca. 1 h) ב 21-40 ° c. הפונקציונליות התואמת cuprate הפונקציונליזציה לבצע היטב תגובות התוספת המשלים (24, 25, 26, ו 27, איור 4) למרות ההבדל הזה טמפרטורה.
עם תוספת המשלים מוצלחת, האתר silyl אנול ביניים הוא ידרוליזה עם חומצה כדי לממן את המוצר הסופי קטון. חומצה אצטית היתה החומצה הBrønsted מסיס אורגני מסיסים כדי להקל על צעד זה הידרוליזה קלה כאשר לעומת HCl מימית. silyl אנול הם הסרבן הידרוליזה יכול להיות בקלות ביקתה מוצרים קטון עם tbaf. בעיקר, חומרים שימושיים באופן שימושי18 silyl אנול ביניים 37 יכול להיות מבודד ב 74% תשואה באמצעות זה פרוטוקול אחד סיר על ידי החלפת בדיקה חומצה עם נחקו3 (שולחן 1, כניסה 7).
שלמות מאתגרת עלולה לנבוע מהמרה לא מלאה של קטון הבלתי רווי, בשל ערכי Rfדומים של המצע ומוצר קטון. התנודתיות הצנועה של רוב הקטונים הבלתי רוויים המשמשים במחקר זה מאפשרים את הוצאתם באמצעות חשיפה ממושכת (> 1 h) לוואקום גבוה.
היקפה הרחב של אורגאורומטוזיס ומגוון בלתי-רווי לפרוטוקול זה, מניב מערך של מβ-בלתי מתפקד של הפונקציונליות של14. שיטה זו מוגבלת כרגע לקטטונים בלתי רוויים מחזורי, כפי שלא בחנו מצעים acyציקלית. מטבעות רביעון שנוצרו בלתי רוויות בחמש ושבעה-מרנו, אם כי בתשואה צנועה8 כנראה עקב הבדלים חופפים של המערכת מצומדת. התוספת המשלים גם לא להמשיך עם מספר התייצב (למשל, allyl, enolate, הומואוולאט) ו מצוידים באופן שולי (למשל, neopentyl, o-aryl) מונוטונים אבץ מסוג14. אנו חוקרים כרגע את הפעילות החוזרת של ריאגנטים מונואורגנואבץ עם כיבוד חומצת לואיס ותוספים בסיס לואיס, במאמץ לשפר את יעילות התגובה ולשלב טווח משמעותי יותר של אורגאורומטוזיס והקטונים בלתי רווי. תשואות מעולה ובסלת1 נשמרים עם שיפור מסומן ביעילות זרז בעת שימוש ריאגנטים מונואורגאואבץ כי כבר סוננו מוצקים אבץ לאחר החדרת14. יתר על כן, Cu שונים (I) ו-Cu (II) מלחים להקל על תוספות המשלים יעיל כאשר ביחד עם ריאגנטים מסוננים מונואורגנואבץ.
לסיכום, תיארנו פרוטוקול חד-סיר יעיל עבור התוספת המשלים של ריאגנטים מונוגמי-אבץ בהכנת הβ-קווארי. פרוטוקול זה כולל שיטה נוחה לחקור את הכדאיות של שילובים שונים של ברומיד ופחמן בלתי רווי (איור 1) כלפי מוצרים יקרי ערך אלה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין אינטרסים פיננסיים מתחרים.
Acknowledgments
המחברים מודים לחברה האמריקנית כימית (ACS) קרן מחקר הנפט לתואר ראשון תוכנית חוקרת חדשה (הפרס No. 58488-UNI1), ACS ו פייזר (תמיכה לגלוש T.J.F.), אוניברסיטת Bucknell (מלגות מחקר ל T.J.F.), ואת המחלקה של כימיה (מלגת מחקר ל-K.M.T.) לתמיכה נדיבה בעבודה זו. ד ר פיטר מפידאנד ובריאן ברנסקי מודעים לסיוע ניסיוני ומכשור.
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 |
References
- Hawner, C., Alexakis, A. Metal-Catalyzed Asymmetric Conjugate Addition Reaction: Formation of Quaternary Stereocenters. Chemical Communications. 46 (39), 7295-7306 (2010).
- Quasdorf, K. W., Overman, L. E. Catalytic Enantioselective Synthesis of Quaternary Carbon Stereocentres. Nature. 516 (7530), 181-191 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
