Özet

Trikarbonil(tropon) demir ilerbulu 6-aminosiklohepta-2,4-dien-1-bir Türevlerinin hazırlanması

Published: August 12, 2019
doi:

Özet

Trikarbonil(tropon)demire amin nükleofillerin eklenmesi ve ortaya çıkan komplekslerin sonraki demetallasyonu için temsili deneysel prosedürler ayrıntılı olarak sunulmuştur.

Abstract

aza-Michael adducts trikarbonil (tropon)demir iki farklı yöntem le sentezlenir. Birincil alifatik aminler ve döngüsel sekonder aminler solventsiz koşullar altında trikarbonil (tropon) demir ile doğrudan aza-Michael reaksiyonuna katılırlar. Daha az nükleofilik anilin türevleri ve daha engelli ikincil aminler trikarbonil (tropon) demirin protonlanması ile oluşan katyonik tropon kompleksine verimli bir şekilde katkıda bulunur. Katyonik kompleksi kullanan protokol, aza-Michael adducts’a erişmek için nötr kompleksine doğrudan, solventsiz ekten daha az verimli olsa da, daha geniş bir amin nükleofili yelpazesinin kullanılmasına olanak sağlar. Bir tert-bütil karbamate olarak aza-Michael adduct amin korunmasından sonra, diene 6 türevleri sağlamak için cerium(IV) amonyum nitrat ile tedavi üzerine demir trikarbonil parçasından decomplexed edilir- aminosiklohepta-2,4-dien-1-bir. Bu ürünler yedi üyeli karbocyclic halka içeren çeşitli bileşiklerin öncüleri olarak hizmet verebilir. Demetallasyon bir karbamate olarak amin koruma gerektirir, ikincil aminlerin aza-Michael adducts burada açıklanan protokol kullanılarak decomplexed olamaz.

Introduction

Yedi üyeli karbocsikhalka içeren yapısal olarak karmaşık aminler biyolojik olarak aktif moleküllerin bir dizi yaygındır. Önemli örnekler tropane alkaloidlerdahil 1 ve Lycopodiumbirkaç üyesi2, Daphniphyllum3, ve monoterpenoid indole alkaloid4 aileler. Ancak, bu tür bileşikler genellikle sadece beş veya altı üyeli halkalar içeren benzer karmaşıklık bileşikleri ile karşılaştırıldığında sentezlemek daha zordur. Böylece, tropon5için çeşitli amin nükleofiller ekleyerek bu tür bileşikler doğru yeni bir cadde geliştirmek için çalıştı. Ortaya çıkan adduct, başka türlü erişilmesi zor olacak çeşitli karmaşık yedi üyeli halka içeren iskeleler için sonraki sentetik ayrıntıiçin çeşitli fonksiyonel kolları içerir.

Tropone 6 ile daha önceki çalışmalar6,7 böyle bir dönüşüm için uygun olmayacağını düşündürmektedir iken, ilgili organometalik kompleks trikarbonil(tropon)demir8 (1, Şekil 1) bir olduğu kanıtlanmıştır doğal ürünler ve karmaşık moleküllerin bir dizi sentezinde kullanılmıştır çok yönlü sentetik yapı taşı9,10,11,12,13. Ayrıca, trikarbonil(tropon)demirin komplekssiz çift bağının α,β-doymamış ketona benzer şekilde, örneğin dienes14,15, tetrazines16, nitril oksitler ile benzer şekilde olduğu gösterilmiştir. 17, diazoalkanes8,10, ve organobakır reaktifler11. Böylece, trikarbonil (tropon) demirbir aza-Michael reaksiyon sentetik değerli aminatlı tropon türevleri için verimli bir giriş sağlayacak öngördü.

Eisenstadt daha önce, trikarbonil(tropon)demirin protonlanmasından sonra, ortaya çıkan katyonik kompleks 2 (Şekil1)aminatlı türevleri üretmek için anilin veya tert-butilamine tarafından nükleofilik atağa uğrayabileceğini bildirmişti. tropon demir kompleksi. 18 Ancak, bu yöntemin sentetik potansiyeli gerçekleşmemiş kalır. Nitekim, diğer aminler hiçbir ekleme ler bildirilmiştir ve bu ürünlerin demetallation Eisenstadt raporunda araştırılmış değildi. Bu protokolü çok çeşitli amin nükleofillerin eklenmesini göstermek için uyarladık.

Ayrıca, katyonik kompleksin sentezini gerektirmeyen ve genellikle dahaönce bildirilen yönteme göre daha yüksek verimelde eden trikarbonil(tropon)demire (Şekil 2) doğrudan aza-Michael eklemeleri için bir yöntem tanımlıyoruz. Ayrıca, ortaya çıkan adducts demetallation için bir protokol burada rapor. Genel olarak, bu protokol tropon (ve bilinen demir kompleksinden üç adım) dört adımda tropon resmi aza-Michael adducts sağlar.

Protocol

1. Trikarbonil(tropon)demir sentezi (1)19 Argon atmosferli bir torpido yılında, fırında kurutulmuş 20 mL şişeiçine 4,1 g diiron nonacarbonyl tartın. Şişeyi kaplayın ve torpido glovebox’tan çıkarın.DİkKAT: Diiron nonacarbonyl uzun süreli depolama triiron dodecacarbonyl ve ince bölünmüş metalik demir vermek için bazı bozulmaya yol açar20. Bu bozulma parlak turuncu diiron nonacarbonyl içinde siyah bir katı varlığı ile kanıtlanır. De…

Representative Results

Bu çalışmada tüm yeni bileşikler 1H ve 13C NMR spektroskopisi ve yüksek çözünürlüklü kütle spektroskopisi ile karakterize edildi. Daha önce bildirilen bileşikler 1H NMR spektroskopisi ile karakterize edildi. Temsili bileşikler için NMR verileri bu bölümde açıklanmıştır. Trikarbonil(tropon) demirin 1H NMR spektrumu Şekil3’te gösterilmiştir. Η4-diene ligand proton sinyalleri 6,39 ppm …

Discussion

Trikarbonil(tropon)demire doğrudan ilave (Şekil2)veya ilgili katyon kompleksini elektrofil olarak kullanan dolaylı yöntemin (Şekil1)kullanılamayacağı solventsiz protokolün amine bağlı olup olmadığı amin substrat kullanılır. Genel olarak, tropondan aza-Michael adducts oluşturmak için daha az adım gerektirdiğinden ve genel verimgenellikle daha yüksek olduğundan, doğrudan ekleme yöntemi tercih edilir. Ancak, bu daha doğrudan yönte…

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu araştırmayı desteklemek için Amerikan Kimya Derneği Petrol Araştırma Fonu’nun bağışçılarına onay verilir. Biz Lafayette College Kimya Bölümü ve Mali destek için Lafayette College EXCEL Scholars programı kabul ediyoruz.

Materials

10 g SNAP Ultra silica gel columns Biotage for automated column chromatography
Acetic anhydride Fisher Scientific A10-500
Acetone Fisher Scientific A-16S-20 for cooling baths
Acetonitrile-D3 Sigma Aldrich 366544
Benzene, anhydrous, 99.8% Sigma Aldrich 401765
Biotage Isolera Prime Biotage ISO-PSF for automated chromatography
Celite; 545 Filter Aid Fisher Scientific C212-500 diatomaceous earth
Cerium(IV) ammonium nitrate, ACS, 99+% Alfa Aesar 33254
Chloroform-D Acros 209561000
Di-tert-butyl dicarbonate, 99% Acros 194670250
Ethyl acetate Fisher Scientific E145-4
Ethyl alcohol, absolute – 200 proof Greenfield Global 111000200PL05
Ethyl ether anhydrous Fisher Scientific E138-1
Hexanes Fisher Scientific H302-4
iron nonacarbonyl 99% Strem 26-2640 air sensitive, synonymous with diiron nonacarbonyl
Magnesium sulfate Fisher Scientific M65-500
Methanol EMD Millipore MX0475-1
Methylene chloride Fisher Scientific D37-4
MP alumina, Act. II-III acc. To Brockmann MP Biomedicals 4691 for column chromatography
o-toluidine 98% Sigma Aldrich 466190
Phenethylamine 99% Sigma Aldrich 128945 distill prior to use if not colorless
Sodium bicarbonate Fisher Scientific S233-500
Sodium carbonate anhydrous Fisher Scientific S263-500
Sodium chloride Fisher Scientific S271-500 dissolved in deionized water to perpare a saturated aqueous solution
Sodium sulfate anhydrous Fisher Scientific S415-500
Sonicator Branson model 2510
Sulfuric acid Fisher Scientific A300C-212
Tetrafluoroboric acid solution, 48 wt.% Sigma Aldrich 207934 aqueous solution
TLC Aluminium oxide 60 F254, neutral EMD Millipore 1.05581.0001 for thin layer chromatography
Tropone 97% Alfa Aesar L004730-06 Light sensitive

Referanslar

  1. Pollini, G. P., Benetti, S., De Risi, C., Zanirato, V. Synthetic Approaches to Enantiomerically Pure 8-Azabicyclo[3.2.1]octane Derivatives. Chemical Reviews. 106, 2434-2454 (2006).
  2. Ma, X., Gang, D. R. The Lycopodium alkaloids. Natural Product Reports. 21 (6), 752 (2004).
  3. Kobayashi, J., Kubota, T. The Daphniphyllum alkaloids. Natural Product Reports. 26 (7), 936-962 (2009).
  4. Leonard, J. Recent progress in the chemistry of monoterpenoid indole alkaloids derived from secologanin. Natural Product Reports. 16, 319-338 (1999).
  5. Huang, Z., Phelan, Z. K., Tritt, R. L., Valent, S. D., Griffith, D. R. Formal aza-Michael additions to tropone: Addition of diverse aryl- and alkylamines to tricarbonyl(tropone)iron and [(C7H7O)Fe(CO)3]BF4. Tetrahedron Letters. 59 (37), 3432-3434 (2018).
  6. Pauson, P. L. Tropones and Tropolones. Chemical Reviews. 55 (1), 9-136 (1955).
  7. Pietra, F. Seven-Membered Conjugated Carbo-and Heterocyclic Compounds and Their Homoconjugated Analogs and Metal Complexes. Synthesis, Biosynthesis, Structure, and Reactivity. Chemical Reviews. 73 (4), 293-364 (1973).
  8. Johnson, B. F. G., Lewis, J., Wege, D. Transition metal carbonyl complexes derived from cycloocta-2,4,6-trienone and cyclohepta-2,4,6-trienone. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions. 1976, 1874-1880 (1976).
  9. Franck-Neumann, M., Brion, F., Martina, D. Friedel-Crafts acylation of tropone-irontricarbonyl. Synthesis of β-thujaplicin and β-dolabrin. Tetrahedron Letters. 19 (50), 5033-5036 (1978).
  10. Saha, M., Bagby, B., Nicholas, K. M. Cobalt-mediated propargylation/annelation: Total synthesis of (±)-cyclocolorenone. Tetrahedron Letters. 27 (8), 915-918 (1986).
  11. Yeh, M. -. C. P., Hwu, C. -. C., Ueng, C. -. H., Lue, H. -. L. Michael Addition Reactions of the Highly Functionalized Zinc-Copper Reagents RCu(CN)ZnI to (Tropone)iron Tricarbonyl Promoted by Boron Trifluoride Etherate. Organometallics. 13 (5), 1788-1794 (1994).
  12. Pearson, A. J., Srinivasan, K. Approaches to the synthesis of heptitol derivatives via iron-mediated stereocontrolled functionalization of cycloheptatrienone. The Journal of Organic Chemistry. 57 (14), 3965-3973 (1992).
  13. Soulié, J., Betzer, J. -. F., Muller, B., Lallemand, J. -. Y. General access to polyhydroxylated nortropane derivatives through hetero diels -alder cycloaddition. Tetrahedron Letters. 36 (52), 9485-9488 (1995).
  14. Rigby, J. H., Ogbu, C. O. Tricarbonyl(tropone)iron as a useful functionalized enone equivalent. Tetrahedron Letters. 31 (24), 3385-3388 (1990).
  15. Franck-Neumann, M., Martina, D. Cycloadditions de la tropone avec le cyclopentadiene synthese d’un intermediaire potentiel par utilisation de complexe metallique. Tetrahedron Letters. 18 (26), 2293-2296 (1977).
  16. Ban, T., Nagai, K., Miyamoto, Y., Harano, K., Yasuda, M., Kanematsu, K. Periselective cycloaddition of tricarbonyliron complexes of seven-membered unsaturated compounds with 1,2,4,5-tetrazine. Masking and activating effects of tricarbonyliron complexes. The Journal of Organic Chemistry. 47 (1), 110-116 (1982).
  17. Bonadeo, M., Gandolfi, R., De Micheli, C. Reactions of nitrile oxides and of 2,5-dimethyl-3,4-diphenylcyclopentadienone with tricarbonyltroponeiron and oxidation of the adducts with cerium(IV). Gazzetta Chimica Italiana. 107, 577-578 (1977).
  18. Eisenstadt, A. The reactivity of cycloheptadienyl-1-one iron tricarbonyl cation towards nucleophilic attack. Journal of Organometallic Chemistry. 113 (2), 147-156 (1976).
  19. Rosenblum, M., Watkins, J. C. Cyclopentannulation reactions with organoiron reagents. Facile construction of functionalized hydroazulenes. Journal of the American Chemical Society. 112 (17), 6316-6322 (1990).
  20. Pearson, A. J. . Iron Compounds in Organic Synthesis. , (1994).
  21. Eisenstadt, A. Fluxional behaviour of protonated substituted troponeiron tricarbonyls. Journal of Organometallic Chemistry. 97 (3), 443-451 (1975).
  22. Shvo, Y., Hazum, E. A Simple Method for the Disengagement of Organic Ligands from Iron Complexes. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. , 336-337 (1974).
  23. Thompson, D. J. Reaction of tricarbonylcyclohexadieneiron complexes with cupric chloride. Journal of Organometallic Chemistry. 108 (3), 381-383 (1976).
  24. Franck-Neumann, M., Heitz, M. P., Martina, D. Une methode simple de liberation des ligands organiques de leurs complexes de fer carbonyle. Tetrahedron Letters. 24 (15), 1615-1616 (1983).
  25. Birch, A. J., Kelly, L. F., Liepa, A. J. Lateral control of skeletal rearrangement by complexation of thebaine with Fe(CO)3. Tetrahedron Letters. 26 (4), 501-504 (1985).
  26. Ripoche, I., Gelas, J., Grée, D., Grée, R., Troin, Y. A new stereoselective synthesis of chiral optically pure 4-piperidones. Tetrahedron Letters. 36 (37), 6675-6678 (1995).
  27. Williams, I., Kariuki, B. M., Reeves, K., Cox, L. R. Stereoselective Synthesis of 2-Dienyl-Substituted Pyrrolidines Using an η4-Dienetricarbonyliron Complex as the Stereodirecting Element: Elaboration to the Pyrrolizidine Skeleton. Organic Letters. 8, 4389-4392 (2006).
  28. Coquerel, Y., Depres, J. -. P., Greene, A. E., Cividino, P., Court, J. Synthesis of Substituted Cycloheptadienes by Catalytic Hydrogenation of Cycloheptatrieneiron Complexes. Synthetic Communications. 31, 1291-1300 (2001).

Play Video

Bu Makaleden Alıntı Yapın
Huang, Z., Phelan, Z. K., Tritt, R. L., Valent, S. D., Guan, Z., He, Y., Weiss, P. S., Griffith, D. R. Preparation of 6-aminocyclohepta-2,4-dien-1-one Derivatives via Tricarbonyl(tropone)iron. J. Vis. Exp. (150), e60050, doi:10.3791/60050 (2019).

View Video