JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

ويرد وصف أولفينيناتيون المحفزة بالروثينيوم من ألكينس ناقصة الإلكترون مع خلات أليل هنا. باستخدام أمينوكاربونيل كمجموعة توجيه، وهذا البروتوكول خالية من الأكسدة الخارجية لديها كفاءة عالية وجيدة ستيريو و ريجيوسلكتيفيتي، وفتح الطريق الاصطناعية الرواية إلى ( Z ، E ) الهياكل العظمية البوتادين.

Abstract

الربط المباشر بين اثنين من ألكينس عبر تنشيط السندات تشيك فينيليك يمثل استراتيجية فعالة لتوليف بوتادينس مع ذروة عالية والاقتصاد خطوة. ومع ذلك، لم يتم تطوير هذا رد فعل عبر اقتران وظيفية الموجهة، كما لا تزال هناك مجموعات توجيه محدودة في الاستخدام العملي. على وجه الخصوص، وكمية متكافئة من المؤكسد هو مطلوب عادة، وإنتاج كمية كبيرة من النفايات. نظرا لاهتمامنا في التوليف الجديد 1.33-بوتادين، ونحن تصف أولفينيناتيون تحفيز الروثينيوم من ألكينس ناقصة الإلكترون باستخدام خلات أليل وبدون أكسدة خارجية. تم اختيار تفاعل أكريلاميد 2-فينيل وخلات أليل كرد فعل نموذجي، وتم الحصول على منتج ديين المطلوب في غلة معزولة بنسبة 80٪ مع ستيريوسلكتيفيتي جيدة ( Z، E / Z، Z = 88:12) في ظل الظروف المثلى: رو ( p -cymene) كل 2 ] 2 (3 مول٪) و أغسبف 6 (20 مول٪) في دس عند 110 ºC fأو 16 ساعة. مع الظروف الحفازة الأمثل في متناول اليد، تم التحقيق α - و / أو β - أكريلاميدس βub،،،،، and and and and ،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،، أيضا، على نحو مختلف وقد أثبتت أكريلاميدس N- سكوبستيتود لتكون ركائز جيدة. وعلاوة على ذلك، فحصنا تفاعل مختلف المشتقات الأليل، مما يشير إلى أن خلات الأكسجين خلات للمعدن أمر حاسم لعملية الحفاز. وأجريت أيضا تجارب وصفت بالديوتريوم للتحقيق في آلية التفاعل. وقد لوحظت فقط Z- انتقائية H / D التبادلات على الأكريلاميد، مما يدل على حدث سيكلوميتالاشيون عكسها. وبالإضافة إلى ذلك، لوحظ تأثير النظائر الحركية (كيي) من 3.2 في دراسة النظائر بين الجزيئات، مما يشير إلى أن الخطوة المعدنية أوليفينيك تش من المحتمل أن تشارك في الخطوة تحديد معدل.

Introduction

البوتادينيز تحدث على نطاق واسع، وعادة ما توجد في العديد من المنتجات الطبيعية، والمخدرات، والجزيئات النشطة بيولوجيا 1 . وقد بذل الكيميائيون جهودا مكثفة لتطوير منهجية اصطناعية فعالة، انتقائية، وعملية لتوليف 1،3-بيوتادينس 2 ، 3 . في الآونة الأخيرة، وقد تم تطوير وصلات عبر مباشرة بين اثنين من ألكينس عن طريق تفعيل مزدوج السندات فينيليك تش، وهو ما يمثل استراتيجية فعالة لتوليف البيوتادين، مع ارتفاع ذري والاقتصاد خطوة. من بينها، وقد اجتذبت البالاديوم المحفزة عبر اقتران اثنين من ألكينس الكثير من الاهتمام، وتوفير ( E، E ) - تتكاثر البيوتادينس عن طريق أنواع ألكينيل-بد 4 ، 5 . على سبيل المثال، قامت مجموعة ليو بتطوير تحفيز بيوتاديين محفز بالديزل عن طريق اقتران مباشر من ألكينز وخلات أليل ( الشكل 1 والمعادلة 3 ) 4 . وفي الوقت نفسه، فإن اقتران مجموعة وظيفية الموجهة بين ألكنز قدمت بوتادينس مع ممتازة ( Z، E ) -stereoselectivity بسبب الحدث الذئبة سي أولومينيك تش، وهو ما يمثل وسيلة تكميلية 6 . حتى الآن، تم إدخال بعض مجموعات التوجيه، مثل إينولاتس، أميديس، استرات، والفوسفات، بنجاح إلى اقتران بين ألكينس، وتوفير سلسلة من قيمة و فونكتيوناليزد 1،3-بيوتادينس. ومع ذلك، لم يتم تطوير رد فعل اقتران عبر اقتران، كما لا تزال هناك مجموعات توجيه محدودة في الاستخدام العملي. على وجه الخصوص، وكمية متكافئة من أكسدة وعادة ما تكون مطلوبة للحفاظ على دورة الحفازة، والتي تنتج كمية كبيرة من النفايات العضوية وغير العضوية. وهناك أمثلة محدودة جدا باستخدام ألكينس الغنية بالإلكترون كشريك اقتران.

خلات الأليل ومشتقاته كانت عميقة طنفيستيغاتد في التحولات العضوية و ألكلاتيون قوية وكواشف أوليفيناتيون، بما في ذلك المحفزة عبر اقتران، فريدل الحرف الاليلات من الساحات الغنية بالالكترونيات، وتحفيز تش الحفاز من الساحات التي تعاني من نقص الإلكترون ( الشكل 1 والمعادلة 1 ) 7 . في الآونة الأخيرة، وضعت مجموعة لوه الروديوم (إي) - تحفيز تش ألكينس من ألكينز نقص الإلكترون مع أليلات أليل، وخلق 1،4-دينيس ( الشكل 1 والمعادلة 2 ) 8 . وفي الوقت نفسه، ذكرت مجموعة كاناي تشيلد مباشرة تشيه مع الكحول أليك باستخدام المحفز كو (إي) 9 . ومن المثير للاهتمام، سنادون وزملائه الكشف عن طريقة جديدة القائم على الحفز التعاوني القائم على غير المتناظر α -allation مباشرة من استرات الحلقية 10 . في الآونة الأخيرة، ذكرت مجموعة أكرمان العديد من الأمثلة ألليلات جديدة أوسينز غير مكلفة الحديد، شركة، و من المحفزات من 11 . وقد حققت هذه التقارير اختراقات في تفاعلات الألكلة والأوليفيناتيون، إلا أن هجرة السندات المزدوجة والضعفية الانتقائية عادة ما تكون حتمية ولا يمكن التحكم فيها بسهولة. وبالتالي، فإن تطوير أنماط رد فعل أكثر كفاءة وانتقائية من خلات الأليل لبناء جزيئات قيمة لا يزال مرغوبا للغاية. مع اهتمامنا في التوليف الجديد 1،3-بوتادين عبر أوليفيناتيون تش، افترضنا أن أليلات أليل يمكن إدخالها إلى أليلات موجهة من ألكينس ناقصة الإلكترون، أول تسليم 1،4-ديين. بعد ذلك، يمكن تشكيل أكثر استقرارا ثيرموديناميكيا 1،3-بوتادين بعد الأيزومرة المهاجرة من السندات المزدوجة سيسي 7 ، وتشكيل المنتج ديين التي لا يمكن الحصول عليها عن طريق اقتران عبر الألكينات الغنية الكترون، مثل بروبين، كشريك اقتران 6 - هنا، نحن تقرير غير مكلفة رو (الثالث) - أوليفيناتيو السندات أوليفيناتيو كاتاليزدn من الأكريلاميدات مع خلات الأليل في غياب أي أكسدة، والذي يفتح الطريق الاصطناعي الرواية لإنشاء ( Z، E ) -butadienes ( الشكل 1 والمعادلة 4 ) 13 .

Protocol

تنبیھ: یرجی الرجوع إلی جمیع صحائف بیانات سلامة المواد ذات الصلة (مسس) قبل الاستخدام. وينبغي إجراء جميع التفاعلات عبر اقتران في قارورة تحت الغلاف الجوي الأرجون مختومة (1 أجهزة الصراف الآلي).

1. إعداد بوتادينس بواسطة أوليفيناتيون من الأكريلاميدات مع أليل خلات

  1. قم بتجفيف قارورة المسمار (8 مل) مع شريط مغناطيسي متوافق في الفرن عند 120 درجة مئوية لأكثر من 2 ساعة. تبريد القارورة الساخنة لدرجة حرارة الغرفة عن طريق تهب على ذلك مع غاز خامل قبل الاستخدام.
  2. استخدام توازن تحليلي وتزن 3.7 ملغ (~ 3 مول٪، ~ 0.005 ملمول) من [رو ( p -cymene) كل 2 ] 2 (مسحوق البني) و 13.7 ملغ (20 مول٪، 0.04 ملمول) من أغسبف 6 الصلبة) في قارورة رد الفعل أعلاه.
    ملاحظة: بما أن هذه هي منهجية جديدة، وقد تم تنفيذ ردود الفعل عبر اقتران على نطاق صغير لإثبات المفهوم للحد من تكوين النفايات. يستخدم أغسبف 6 كمادة مضافة التي قد تجريد كلوريد لتوليدمجمع الروثينيوم الموجبة لتفعيل السندات كهربائيا تش 13 . كما تم اختبار أملاح الفضة الأخرى، مثل أغ 2 كو 3 ، ولكن لم يتم الكشف عن أي منتج. وزن المحفز ([رو ( p -cymene) كل 2 ] 2 ) ليست دقيقة جدا و هي في حدود 3.4-3.9 ملغ.
  3. إضافة 1 مل من الجاف 1،2-ثنائي كلورو إيثان إلى قارورة التفاعل.
    ملاحظة: كمية المذيب مرنة-1 مل من 1،2-ثنائي كلورو إيثان هو مجرد ما يكفي لتلبية الحد الأدنى من متطلبات حجم رد فعل عبر اقتران. ومع ذلك، أكثر من ذلك بقليل (0.1 مل ~) المذيبات هو أيضا يجوز لرد فعل من هذا المقياس. تم تجفيف 1،2-ثنائي كلورو إيثان على منخل جزيئي 3 before قبل استخدامه.
  4. استخدام توازن تحليلي وإضافة الأكريلاميد (0.2 مليمول، 1.0 إكيف؛ الصلبة أو النفط) إلى قارورة التفاعل أعلاه.
  5. استخدام حقنة الصغرى لإضافة 43 ميكرولتر (0.4 ملمول، 2.0 إكيف) من خلات الأليل (سائل عديم اللون) إلى قارورة رد الفعل أعلاه.
    ملاحظة: هنا، مطلوب كمية زائدة من خلات الأليل لمنع اقتران هومو من الأكريلاميد وضمان أن يتم تحويل الأكريلاميد بالكامل. ينخفض ​​محصول المنتج إذا تم إضافة خلات أقل أليل (1.5 إكيف). إضافة المزيد من خلات الأليل (3.0 إكيف) لا يمكن أن تزيد من تحسين العائد. في الممارسة العملية، لا يوجد اقتران هومو اقتران من خلات الأليل، ويمكن استعادة خلات أليل المتبقية.
  6. ضربة بلطف على قارورة التفاعل مع غاز الأرجون وتغطية القارورة مع غطاء المسمار متوافق في أسرع وقت ممكن.
    ملاحظة: يجب أن تكون مغطاة قارورة مع غطاء المسمار في أسرع وقت ممكن لأن جو خامل أمر حاسم لرد فعل اقتران عبر. فمن الأفضل لأداء البروتوكول أعلاه في علبة القفازات.
  7. تحريك خليط التفاعل في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق إضافية.
  8. تسخين قارورة التفاعل إلى 110 درجة مئوية في حمام الزيت مع التحريك لمدة 16-18 ساعة.
    ملاحظة: عموما، تغيير اللون إلى الأحمر الداكن هو إندإيكاتيون أن التفاعل يحدث.
  9. بعد تبريد القارورة لأسفل، استخدم أسيتات الإيثيل: مخاليط الأثير البترولية (2: 1 أو 1: 3) كمذيب لتطوير لوحات اللوني الطبقة الرقيقة (تلك) لرصد تقدم التفاعل عن طريق مقارنة الخليط مع معيار الأكريلاميد .
    ملاحظة: اعتمادا على طبيعة المواد بدءا، رد فعل قد لا تذهب إلى الانتهاء. وتتراوح القيم النموذجية R f للمنتجات والمنتجات الأولية بين 0،3-0،0. وقد لوحظت مادة بدء الأكريلاميد باعتبارها بقعة تشغيل أقل من المنتج بوتادين.
  10. حل المنتج الخام في الحد الأدنى من دسم وتحميله على عمود السيليكا الرطب مع الأثير البترول. فصل المنتج عبر اقتران عبر اللوني العمود باستخدام خليط من خلات الإيثيل: الأثير البترولي (1: 100 إلى 1: 4) كما أيلونت.
    1. جمع إلوينت في قارورة منفصلة، ​​تتبخر المذيبات على المبخر الدوراني، أد وضعها تحت فراغ عالية لمدة لا تقل عن 2 ساعة.
    2. الحصول على ما يقرب من 20-50 ملغ من المنتج لتوصيف بواسطة الطيفي الرنين المغناطيسي النووي.
      ملاحظة: يجب تطبيق خليط التفاعل على كروماتوجرافيا العمود لتنقية مباشرة بعد الانتهاء من رد الفعل.

2. توصيف ديناميدس

  1. .اختبار وتقييم نقاء المنتج النهائي باستخدام 1 H و 13 C الطيفي نمر 14 . عادة، يظهر التحول الكيميائي للكربونيل الكربون بالقرب من 170 جزء في المليون على الطيف نمر 13 C. يتم تمثيل بروتونات سب 2 من المجموعة الوظيفية بوتادين من قبل قمم مميزة بالقرب من 6.0 و 5.6 جزء في المليون.
  2. استخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء 14 لتحديد كاربونيل مميزة و سيسي مزدوجة السندات ذروة المنتج ديين.
  3. تحديد الكتلة الجزيئية للمنتج ومزيد من التحقق من صحة الهوية باستخدام عالية الدقة،القرار مطياف الكتلة (هرمز) 14 .
  4. تحديد نقطة انصهار المنتجات الصلبة 14 .

النتائج

وتركزت جهودنا على إعداد 1،3-بيوتادين من خلات الأكريلاميد والليل.

يوضح الجدول 1 تحسين الظروف، بما في ذلك فحص مختلف المضافات والمذيبات، باستخدام [رو ( p -cymene) كل 2 ] 2 كمحفز. ?...

Discussion

[رو ( p -cymene) كل 2 ] 2 هو حفاز رو مستقر ومزود بقدرة عالية ويسهل الوصول إليه ومستقر في الهواء مع قدرة ممتازة على تحمل مجموعة وظيفية تعمل بكفاءة في ظل ظروف تفاعل معتدلة لإعطاء منتجات تشابيل تش / تش اقتران البيوتادين. الملح الفضي تم استخدام أغسبف 6 كمضاف?...

Disclosures

ونعرب عن امتناننا للمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 21502037 و 21373073 و 21672048) ومؤسسة العلوم الطبيعية بمقاطعة تشجيانغ (رقم LY15B020008) و يسيرت (رقم إرت 1231) وهانغتشو الجامعة العادية للدعم المالي. غز يقر جائزة تشيانجيانغ الباحث من مقاطعة تشجيانغ، الصين.

Acknowledgements

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Allyl AcetateTCIA0020>98.0%(GC), 25 mL package
Dichloro(p-cymene)ruthenium(II) dimerTCID2751>95.0%(T), 5 g package
Silver hexafluoroantimonateTCIS0463>97.0%(T),  5 g package
1,2-DichloroethaneTCID0364>99.5%(GC), 500 g package
RotavaporEYELAN-1200AUse to dry solvent
Silica gelMerck107734Silica gel 60 (0.063-0.2 mm), for column chromatoraphy

References

  1. Negishi, E., et al. Recent Advances in Efficient and Selective Synthesis of Di-, Tri-, and Tetrasubstituted Alkenes via Pd-Catalyzed Alkenylation-Carbonyl Olefination Synergy. Acc Chem Res. 41 (11), 1474-1485 (2008).
  2. Maryanoff, B. E., Reitz, A. B. The Wittig olefination reaction and modifications involving phosphoryl-stabilized carbanions. Stereochemistry, mechanism, and selected synthetic aspects. Chem Rev. 89 (4), 863-927 (1989).
  3. Stille, J. K. The Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organotin Reagents with Organic Electrophiles. Angew Chem Int Ed. 25 (6), 508-524 (1986).
  4. Zhang, Y., Cui, Z., Li, Z., Liu, Z. Q. Pd(II)-Catalyzed Dehydrogenative Olefination of Vinylic C-H Bonds with Allylic Esters: General and Selective Access to Linear 1,3-Butadienes. Org Lett. 14 (7), 1838-1841 (2012).
  5. Shang, X., Liu, Z. Q. Transition metal-catalyzed Cvinyl-Cvinyl bond formation via double Cvinyl-H bond activation. Chem Soc Rev. 42 (8), 3253-3260 (2013).
  6. Hu, X. H., Yang, X. F., Loh, T. P. Selective Alkenylation and Hydroalkenylation of Enol Phosphates through Direct C-H Functionalization. Angew Chem Int Ed. 54 (51), 15535-15539 (2015).
  7. Kong, L., et al. Cobalt (III)-Catalyzed C-C Coupling of Arenes with 7-Oxabenzonorbornadiene and 2-Vinyloxirane via C-H Activation. Org Lett. 18 (15), 3802-3805 (2016).
  8. Feng, C., Feng, D., Loh, T. P. Rhodium (III)-catalyzed C-H allylation of electron-deficient alkenes with allyl acetates. Chem Commun. 51 (2), 342-345 (2015).
  9. Suzuki, Y., et al. Dehydrative Direct C-H Allylation with Allylic Alcohols under [Cp*CoIII] Catalysis. Angew Chem Int Ed. 54 (34), 9944-9947 (2015).
  10. Schwarz, K. J., Amos, J. L., Klein, J. C., Do, D. T., Snaddon, T. N. Uniting C1-Ammonium Enolates and Transition Metal Electrophiles via Cooperative Catalysis: The Direct Asymmetric α-Allylation of Aryl Acetic Acid Esters. J Am Chem Soc. 138 (16), 5214-5217 (2016).
  11. Zell, D., Bu, Q., Feldt, M., Ackermann, L. Mild C-H/C-C Activation by Z-Selective Cobalt Catalysis. Angew Chem Int Ed. 55 (26), 7408-7412 (2016).
  12. Li, J., et al. N-Acyl Amino Acid Ligands for Ruthenium(II)-Catalyzed meta-C-H tert-Alkylation with Removable Auxiliaries. J Am Chem Soc. 137 (43), 13894-13901 (2015).
  13. Li, F., Yu, C., Zhang, J., Zhong, G. Olefination of Electron-Deficient Alkenes with Allyl Acetate: Stereo- and Regioselective Access to (2Z,4E)-Dienamides. Org Lett. 18 (18), 4582-4585 (2016).
  14. Lehman, J. W. . The student's lab companion: laboratory techniques for organic chemistry: standard scale and microscale. , (2008).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

124 1 3

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved