Effektiv syntese av Polyfunctionalized Benzenes i vann via Persulfate-forfremmet Benzannulation av α, β-umettede forbindelser og Alkynes

Summary

En persulfate-forfremmet metall-fri benzannulation av α, β-umettede forbindelser og alkynes i vann mot syntesen av enestående polyfunctionalized benzenes er rapportert.

Abstract

Benzannulation reaksjoner representerer en effektiv protokoll for å transformere asykliske byggeklosser til strukturelt varierte benzen-skjeletter. Til tross for klassisk og nylige tilnærminger mot funksjonalisert benzenes, i vann metall-frie metoder er fortsatt en utfordring og representerer en mulighet til å utvide enda mer settet med verktøy som brukes til å syntetisere polysubstituted benzen forbindelser. Denne protokollen beskriver en operativt enkel eksperimentell oppsett for å utforske benzannulation av α, β-umettede forbindelser og alkynes å ha råd til enestående funksjonalisert benzen ringer i høy avkastning. Ammonium persulfate er reagens av valget og gir betydelige fordeler som stabilitet og enkel håndtering. Videre, bruk av vann som et løsemiddel og fraværet av metaller formidle mer bærekraft til metoden. En modifisert workup prosedyre som unngår bruk av tørking agenter også legger bekvemmelighet til protokollen. Rensing av produktene er utført ved hjelp av bare en plugg av silika. Underlaget omfanget er foreløpig begrenset til Terminal alkynes og α, β-umettede alifatiske forbindelser.

Introduction

Funksjonalisert benzenes er uten tvil de mest brukte prekursorer i syntetisk organisk kjemi^1,2. De figur i mainstream av legemidler, naturlige produkter og funksjonelle organiske materialer. Kraftige tilnærminger har blitt rapportert for bygging av polysubstituted benzen derivater og blant dem, veletablerte metoder som aromatiske nukleofil eller Elektrofil substitusjon³, Cross-kopling reaksjoner⁴ og regissert metalation⁵ er utbredt tilnærminger. Likevel kan den utbredte anvendelsen av disse strategiene bli hemmet av begrenset substrat omfang, overreaksjon og regioselectivity problemer.

Tandem syklisering reaksjoner representerer et svært attraktivt alternativ til klassiske metoder for rask bygging av funksjonalisert benzenes i et Atom-økonomisk mote^6,7,8. Innenfor dette rammeverket representerer benzannulation reaksjoner en passende protokoll for effektivt å transformere asykliske byggeklosser til verdifulle benzen-skjeletter. Denne klassen av reaksjonen er en allsidig metodikk med en variasjon av kjemikalie feedstocks, mekanismer og eksperimentelle vilkårene^9,10,11.

Målet med vår studie er å utvikle en enkel og praktisk protokoll for en benzannulation reaksjon for å generere enestående funksjonalisert benzen ringer. Mot dette formål, satte vi ut for å utforske en metall-fri, persulfate mediert benzannulation i vann ansette billige kjemiske feedstocks (α, β-umettede forbindelser og alkynes).

Flere fordeler fremfor metoder rapportert i litteraturen kan bli påpekt. Metal-Free transformasjoner har alle nødvendige attributter for å møte kravet om bærekraftig utvikling. Bare for å nevne noen, er det ikke behov for kostbare og utfordrende fjerning av metall spormengder fra de ønskede produkter; reaksjonene er mindre følsomme for oksygen og fuktighet gjør sin manipulasjon enklere og den generelle prosessen er normalt rimeligere¹². Persulfate salter er stabile, enkle å håndtere og generere bare sulfat som biprodukt, og dermed legge momentum til den grønne kjemi initiativ for å minimere avfalls forurensning¹³. Vann er ansett som en egnet grønt løsemiddel for organiske reaksjoner: det er ikke giftig, ikke-brennbart, har en svært lav lukt og er tilgjengelig til en lav kostnad. Selv vann-uløselig organiske forbindelser kan anvendes ved hjelp av “på vann”¹⁴ vandig suspensjoner og disse enkle syntetiske protokoller har vært økende oppmerksomhet i løpet av årene.

Våre optimaliserte reaksjonsbetingelser og enkel workup/rensing prosedyre gir tilgang til flere funksjonalisert benzen ringer som tilbyr et vell av muligheter for videre funksjonalisering.

Protocol

FORSIKTIG: Rådfør deg med sikkerhets data blad (HMS) før bruk av kjemikaliene i denne prosedyren. Bruk egnet personlig verneutstyr (PPE), inkludert vernebriller, laboratoriefrakk og nitril, da flere reagenser og løsemidler er giftige, etsende eller brennbare. Utfør alle reaksjoner i en avtrekksvifte. Væsker som brukes i denne protokollen, overføres micropipette. 1. Benzannulation reaksjon ansette alkynes og α, β-umettede forbindelser Tilsett 2,0 mL destillert vann til et 15 …

Representative Results

Polysubstituted benzen (3b, figur 1) ble isolert som en fargeløs olje (0,2741 g, 0,920 mmol, 92% yield) ved hjelp av vår protokoll. Strukturen og renheten kan vurderes i 1H og 13C NMR Spectra presentert i figur 2 og Figur 3. Topper for den aromatiske protoner på den sentrale benzen ringen (δ 8,37 og δ 7,72 ppm) ble brukt som diagnostiske signaler for dannelsen av produktet. <p class="j…

Discussion

Metoden rapportert her var designet for å være en svært enkel og mild eksperimentell oppsett for syntese av polyfunctionalized benzenes i vann¹⁵. Under våre forhold kunne vi observere utmerket avkastning for produktene gjennom bruk av ammonium persulfate. En fersk tilberedt persulfate vandig oppløsning bør brukes; Imidlertid kan solid ammonium persulfate også være ansatt uten tap i yield. Oppmerksomhet til temperaturen i reaksjons mediet er obligatorisk. En økning i 10 ° c utover den opt…

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