Sintesi efficiente dei Benzeni polifunzionalizzati nell'acqua attraverso la Benzannulation di composti insaturi e alchine
Summary
Viene segnalata una benzangolazione senza metalli promossa dal persulfatto di composti e alchini insaturi nell’acqua verso la sintesi di benzene polifunzionalisti senza precedenti.
Abstract
Le reazioni di benzannulationi rappresentano un protocollo efficace per trasformare gli elementi costitutivi ciclici in scheletri di benzene strutturalmente variati. Nonostante gli approcci classici e recenti verso i benzeni funzionalizzati, nei metodi privi di metalli d’acqua rimane una sfida e rappresenta un’opportunità per espandere ancora di più l’insieme di strumenti utilizzati per sintetizzare composti di benzene poliasppi. Questo protocollo descrive una configurazione sperimentale operativamente semplice per esplorare la benzangolazione di composti e alchini insaturi per permettersi anelli di benzene funzionalisti senza precedenti in alti rendimenti. Il persulfato di ammonio è il reagente di scelta e offre notevoli vantaggi come stabilità e facilità di manovra. Inoltre, l’uso dell’acqua come solvente e l’assenza di metalli conferiscono maggiore sostenibilità al metodo. Una procedura di workup modificata che evita l’uso di agenti di essiccazione aggiunge anche comodità al protocollo. La purificazione dei prodotti viene eseguita utilizzando solo una spina di silice. L’ambito del substrato è attualmente limitato agli alchini terminali e ai composti alipatici insaturi.
Introduction
I benzeni funzionalizzati sono probabilmente i precursori più impiegati nella chimica organica sintetica1,2. Essi figurano nella maggior parte dei prodotti farmaceutici, prodotti naturali e materiali organici funzionali. Sono stati riportati approcci potenti per la costruzione di derivati del benzene poliasppi e, tra questi, metodi consolidati come sostituzione nucleophilica o elettrofila aromatica3, le reazioni di accoppiamento incrociato4 e la metallizzazione diretta5 sono approcci prevalenti. Tuttavia, l’applicazione diffusa di queste strategie può essere ostacolata da limitate possibilità di substrato, eccessiva reazione e regiosesia.
Le reazioni di ciclizzazione Tandem rappresentano un’alternativa molto interessante ai metodi classici per la costruzione rapida di benzene funzionalizzati in modo atom-economico6,7,8. All’interno di questo quadro, le reazioni di benzannulation rappresentano un protocollo adatto per trasformare efficacemente gli elementi costitutivi aciciclici in preziosi scheletri di benzene. Questa classe di reazione è una metodologia versatile con una varietà di materie prime chimiche, meccanismi e condizioni sperimentali9,10,11.
L’obiettivo del nostro studio è quello di sviluppare un protocollo semplice e pratico per una reazione di benzannazione per generare anelli di benzene funzionalizzati senza precedenti. A tal fine, abbiamo deciso di esplorare una benzannazione mediata senza metalli e persofato in acqua che impiega materie prime chimiche a basso costo (aumento di composti e alchine, composti insaturi e alkynes).
Si possono sottolineare diversi vantaggi rispetto ai metodi riportati nella letteratura. Le trasformazioni senza metalli hanno tutti gli attributi necessari per soddisfare i requisiti di sviluppo sostenibile. Solo per citarne alcuni, non è necessario la rimozione costosa e impegnativa delle quantità di tracce metalliche dai prodotti desiderati; le reazioni sono meno sensibili all’ossigeno e all’umidità rendendo la sua manipolazione più facile e il processo complessivo è normalmente meno costoso12. I sali di Persulfato sono stabili, facili da maneggiare e generare solo solfato come sottoprodotto, aggiungendo così slancio all’iniziativa chimica verde per ridurre al minimo l’inquinamento da rifiuti13. L’acqua è considerata un solvente verde adatto per le reazioni organiche: è non tossico, non infiammabile, ha un odore molto basso ed è disponibile a basso costo. Anche i composti organici insolubili in acqua possono essere impiegati utilizzando14 sospensioni acquose “sull’acqua” e questi semplici protocolli sintetici hanno guadagnato sempre più attenzione nel corso degli anni.
Le nostre condizioni di reazione ottimizzate e la semplice procedura di workup/purificazione forniscono l’accesso a diversi anelli di benzene funzionalizzati che offrono una ricchezza di opportunità per un’ulteriore funzionalizzazione.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il metodo riportato qui è stato progettato per essere una configurazione sperimentale molto semplice e mite per la sintesi di benzeni polifunzionalizzati nell’acqua15. Nelle nostre condizioni abbiamo potuto osservare ottime rese per i prodotti attraverso l’uso di persulfato di ammonio. Dovrebbe essere utilizzata una soluzione acquisiva persulfata appena preparata; tuttavia, il persulfato di ammonio solido può anche essere impiegato senza perdita di resa. L’attenzione alla temperatura del mezzo d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo il sostegno finanziario (Grant FAPESP 2017/18400-6) (Grant FAPESP 2017/18400-6). Questo studio è stato finanziato in parte dal Coordenao de Aperfei-oamento de Pessoal de N’vel Superior – Brasil (CAPES) – Finance Code 001.
Materials
| Ammonium persulfate | Vetec | 276 | |
| Chloroform-D, (D, 99.8%) | Sigma Aldrich | 570699-50G | |
| 2-cyclohexen-1-one >95% | Sigma Aldrich | C102814-25ML | |
| Ethyl Acetate, 99.9% | Synth | 01A1010.01.BJ | ACS |
| Hexanes, 98.5% | Synth | 01H1007.01.BJ | ACS |
| Phenylacetylene 98% | Sigma Aldrich | 117706-25ML | |
| Silica Gel (SiO2) | Fluka | 60738-5KG | pore size 60 Å, 35-70 μm particle size |
| Thin-layer chromatography plates | Macherey-Nagel | 818333 | 0.20 mm silica gel 60 with fluorescent indicator UV254 |
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