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

هنا، نحن تقرير التوليف وتبلور 3.5-لوتيديني ن-أكسيد يذوي بموجب بروتوكول بسيط يختلف عن توليف بيريدين نالكلاسيكية-أكسيد. هذا البروتوكول يستخدم مواد انطلاق مختلفة، وينطوي على أقل وقت رد الفعل تؤتي ومذاوبة سوبراموليكولار هيكل جديد، الذي يبلور تحت التبخر بطيئة.

Abstract

التوليف من 3، 5-لوتيديني ن-أكسيد يذوي، 1، تحقق في مسار توليف حمض 2-أمينو-بيريدين-3، 5-ديكاربوكسيليك. Ochiai أول من استخدم المنهجية لعدم استبدال بيريدينيس في عام 1957 في عملية ح 12، ولكن تم الحصول على بلورات مناسبة لا الأشعة السينية. وضوح تأثير الحلبة المستبدلة المستخدمة في المنهجية المقدمة هنا إضافة جزيئات الماء في الوحدة غير متماثلة، مما يمنح قوة تفاعلات مختلفة في 1. مجمع الكريستال مناسبة 1 الأشعة السينية كان ممكناً بفضل استقرار شحنة سالبة في الأكسجين بسبب وجود اثنين من جزيئات الماء حيث أن ذرات الهيدروجين التبرع بتهمة إيجابية إلى الحلبة؛ هذه الجزيئات المائية تخدم جيدا لبناء تفاعل سوبراموليكولار. قد يكون من الممكن للنظام القلوي الذي يتم الوصول إليه عن طريق ضبط درجة الحموضة إلى 10 جزيئات رطب. الأهم من ذلك، استبدال الميثيل مزدوجة خاتم ووقت رد الفعل من ح 5، يجعل من أسلوب أكثر تنوعاً ومع التطبيقات الكيميائية الأوسع نطاقا للملاحق خاتم مستقبلا.

Introduction

في الوقت الحاضر، العلماء في جميع أنحاء العالم وقد تم استثمار الموارد في تطوير طرق اصطناعية جديدة الروغان المجموعات العطرية، التي هي معروفة لجبهة مفاعليه منخفضة بالإضافة إلى ردود فعل1،2، 3. بيريدين، حيث يستبدل ذرة نيتروجين من ذرة الكربون، ويعرض مفاعليه كيميائية مشابهة التناظرية عصابات تتألف من ذرات الكربون3فقط، وأنها عادة ما يخضع إليه الاستعاضة بدلاً من إضافة. ن-أكاسيد مميزة بوجود سند المانحين بين النيتروجين والأكسجين يتكون من التداخل بين زوج إلكترون نونبوندينج على النيتروجين مع المداري فارغة على ذرة الأوكسجين3. وبخاصة، بيريدين ن-أكاسيد قواعد لويس، لأن بها مجموعة N-O قد يعمل كجهة مانحة إلكترون، وأنهم قد ضم مع أحماض لويس تشكيل أزواج حمض-قاعدة لويس المقابلة. هذه الخاصية قد كنتيجة كيميائية أساسية، لأنها زيادة نوكليوفيليسيتي الأحماض لويس نحو اليكتروفيليس المحتملة وهكذا السماح لهم بالرد في ظروف فيها عادة رد فعل لن يحدث. ربما الأكثر شيوعاً استخدام هذه المركبات في مختلف التفاعلات الأكسدة حيث أنها تعمل بمثابة التأكسد4. بيريدين ن-أكاسيد والعديد من مشتقاتها فونكتيوناليزيد خاتم الجزيئات المتكررة من العوامل النشطة بيولوجيا والدوائية5، وقد أنشئت توزيع المكاني واضحة بمختلف الأدوات الطيفية بالنسبة للبعض منهم6،7. في البحوث المتعلقة بربط مختلف المجموعات إلى حلقة بيريدين، اختبرت العلماء منهجيات مختلفة لإنتاج طريقة سهلة وتقليدية، ولما إيسوكسازولينيس يتطلب كمية حفاز من قاعدة مثل الدنمركي في الغليان زيلين نفط إلى الشكل 6- استبدال--2--أمينوبيريديني ن-أكاسيد8،9. مجموعة متنوعة من مشتقات بيريدين تم تحويلها إلى ما يقابلها ن-أكاسيد حضور كمية حفاز من المنغنيز tetrakis(2,6-diclorophenyl) خلات الأمونيوم والبورفيرين في الفصل2Cl2/CH3 أهي8،10. أخرى pyridines تتأكسد أكاسيد استخدام ح2س2 حضور مبالغ الحفاز من ميثيلتريوكسورهينيوم8،11، أو بإضافة ديميثيلديوكسيراني الزائدة في الفصل2Cl2 في 0 درجة مئوية، مما يؤدي إلى أن المقابلة N-أكاسيد8،12،،من1314. مكررا بيروكسيد (تريميثيلسيليل) حضور تريوكسورهينيوم في الفصل2Cl2 قد استخدمت لتوليف بيريدين N-أكاسيد8،11. توليف أمينوبيريديني ن-أكاسيد أسيلاتيون التي تشمل استخدام كارو للحمض (حمض بيروكسومونوسولفوريك) كما تم الإبلاغ عن8. ومع ذلك، المنهجية التي ذكرت هنا، والذي يستخدم جزءا من المنهجية التي أوردها Ochiai1، يقدم نتائج جيدة جداً مع الاستخدام الكواشف أرخص ويمكن الوصول إليها وحاء2يا2 وحمض الخليك الجليدية. هذه الممارسة أكثر مناسبة للاستخدام في الأعمال التحضيرية الواسعة النطاق التي تعمل على الأمينات الثالثية، وتنتج المحاصيل الجيدة في رد فعل لا يتطلب سوى 30% من بيروكسيد الهيدروجين، وحمض الخليك الجليدية في درجة حرارة تتراوح بين 70-80 درجة مئوية، وتستخدم عملية تنقية هذا متاح في معظم المختبرات توليف مثل التقطير، دون استخدام محفز أو أغلى الكواشف1. تقارير الأدب أن المنهجيات الأخرى أيضا في كثير من الأحيان تشمل الأطر الزمنية من 10-24 ح ودرجات حرارة فوق 100 درجة مئوية 4،8، ونادراً ما ذكر عائد البلورات بشكل جيد للتحاليل بالأشعة السينية.

رجعي، ومختلف أكسيد مشتقات N-تستخدم لتنشيط الحلبة لوتيديني، على نحو كاف في كلتا الحالتين تفاعلات أو اليكتروفيليك. يتأثر عامل تفاعلات أو اليكتروفيليك سوبستيتوينتس. مع عصابة بيريدين يجري المجموعات سحب الإلكترون، هو العامل الرئيسي مميزة تفاعلات1. مجاناً ن-مركبات أكسيد معزولة نادراً ما كبلورات مناسبة لتحليل الأشعة السينية بسبب تهمة الطابع في حلقة عطرية. عامل المذيب غير حاسمة بالنسبة لاستقرار كثافة الأكسجين15سلبية.

Protocol

1-رد الفعل

  1. وضع في غطاء دخان قارورة فتح جولة 100 مل مع 0.5 mol (29.8 مل) حمض الخليك الجليدية وإضافة 0.051 mol (5.82 مل) من 3، 5-ديميثيلبيريديني و 5 مل ح2س2 (35 في المائة). الاحتفاظ برد الخليط تحت التحريك المغناطيسي المستمر، في درجة حرارة داخلية 80 درجة مئوية ح 5.
  2. بعد وقت رد الفعل، بارد قارورة إلى 24 درجة مئوية مع الجليد (دو لا فضح حمض الخليك الغازات للجليد)، وقم بتوصيله إلى وحدة تقطير فراغ عالية عن 90-120 دقيقة لإزالة الزائدة من حمض الخليك.
    تحذير: لا تستخدم المواد الساخنة. الانتظار حتى الأواني الزجاجية تصل إلى درجة حرارة يمكن التحكم فيها. وهذا أيضا تجنب الأبخرة دخول الجزء العلوي من وحدة التقطير.
  3. إضافة المقطر المياه (10 مل) مرتين لضمان إزالة أي أثر لحمض الخليك وتركيز الخليط كثيرا قدر الإمكان.

2-باسيسيتي التكيف واستخراج

  1. تذوب في الماء ثنائية ديستيلاتيد المنتج لزج وشفاف معزولة واستخدام الجهد لضبط درجة الحموضة إلى 10 مع نقية الصلبة Na2CO3.
  2. بعناية بوضع الحل في قمع فصل 250 مل واستخراج 5 مرات مع 250 مل من شكل3 إلى زيادة الغلة. استعادة الطبقة العضوية والجافة على نا الصلبة2حتى4 لمدة 30 دقيقة كحد أقصى، والتي سوف تحتوي على المنتج. إذا لزم الأمر، إعادة استخراج المرحلة المائية مع المبلغ المطلوب من شكل3.
    تنبيه: تشكل3 قد تسبب النعاس والدوار؛ التعامل مع الرعاية وداخل غطاء دخان.
  3. إزالة المذيب تحت ضغط انخفاض مع وحدة تقطير فراغ عالية، حتى تشكيل مسحوق بلوري بيج واضحة جداً بلوري (70 في المائة).

3-بلورة عملية

  1. حل 4.3 غم مسحوق بلوري في 50 مل أثير ثنائي إثيل الصف الباردة عالية اللوني السائل المؤداة ([هبلك]). تصفية الحل لإزالة أي أثر لمواد انطلاق صلبة أو حتى الغبار من فراغ. صب فيلتراتي في كوب طبق بيتري، وتركها لبطء تتبخر في 4 درجات مئوية في ثلاجة مختبر.
  2. ضمان أن يتم الحصول على بلورات واضحة عديم اللون بعد يومين. ثم قياس نقطة الانصهار، التي ينبغي أن تكون في النطاق من 310-311 ك.

4-تحليل 3.5-لوتيديني ن-أكسيد ديهيدراتي

  1. إزالة البلورات التي تشكلت، المنشورية الشكل وعديم اللون، قبل والصفق من الجدران قارورة لمزيد من التحليل بالأشعة السينية. إذا كان المستخدم ليس على الفور، تبقى البلورات في الاثير ثنائي إثيل لتفادي ترطيب كريستال.
  2. حل 0.010 ز 3، 5-لوتيديني ن-أكسيد يذوي في 0.4 مل من كدكل3 لإجراء الرنين المغناطيسي النووي ح1 وج13 تحليل لإثبات فعالية هذا الإجراء.

النتائج

البروتوكول أساسا امتداداً ل Ochiai في أسلوب1. ومع ذلك، يتم تطبيق حرارة أقل ووقتاً أقل. يمكن استخدام هذه الطريقة البسيطة للحصول على يجند تنوعاً، وبيريدين المستبدلة ن-أكسيد متفرعة. للتأكد من تكوين 1، يفضل الرنين المغناطيسي 1ح و 13ج التحليل...

Discussion

البروتوكول المعروضة هنا الطريقة تقليدية لربط ذرة أكسجين إلى ذرة النيتروجين من 3، 5-لوتيديني كطريقة الروغان من ركائز. هذا الأسلوب أيضا راسخة تسفر عن بلورات الأشعة السينية المجففة مناسبة (الشكل 5، صور التقطت بواسطة كاميرا سوني سايبر شوت DSC-HX300). وبقدر ما نشعر بالقلق، ووصفت تقارير كثي?...

Disclosures

أن تعلن جميع المؤلفين لا تضارب في المصالح.

Acknowledgements

ص Vicerrectoría لبحوث الدراسات دي بوسجرادو من بواب، وإفشاء للعلم، والمشاريع رقم حظي بتأييد العمل الحالي روي NAT14، 15، 16--زاي-هيس-NAT17. الملابس الجاهزة وذلك بفضل مبرزين (المكسيك) للمنح الدراسية 417887.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
3,5-lutidineSigma-AldrichL4206-500ML
Glacial acetic acidFermont3015
Hidrogen peroxide (35%)Sigma-Aldrich349887-500ML
Na2CO3 anhydrousProductos Químicos Monterrey1792
Na2SO4 anhydrousAlfa reactivos25051-C
CHCl3Fermont6205
Ethyl eterMercury ChemistQME0309
Distilled waterComercializadora Química Poblananot-existent

References

  1. Ochiai, E. Recent Japanese work on the chemistry of pyridine 1-oxide and related compounds. J. Org. Chem. 18 (5), 534-551 (1953).
  2. Solomons, T. W. G. . Organic Chemistry 2nd Edition. , 1110 (1976).
  3. Albini, A., Pietra, S. . Heterocyclic N-Oxides. , 328 (1991).
  4. Koukal, P., Ulc, J., Necas, D., Kotora, Heterocyclic N.-Oxides. Topics in Heterocyclic Chemistry. 53, 29-58 (2017).
  5. Wen-Man, Z., Jian-Jun, D., Xu, J., Jun, X., Huan-Jian, X. Visible-Light-Induced C2 alkylation of pyridine N.-oxides. J. Org. Chem. 82 (4), 2059-2066 (2017).
  6. Merino García, M. R., Ríos-Merino, F. J., Bernès, S., Reyes-Ortega, Y. Crystal structure of 3,5-dimethylpyridine N-oxide dihydrate. Acta Cryst. 72 (12), 1687-1690 (2016).
  7. Sarma, R., Karmakar, A., Baruah, J. B. N-Oxides in Metal-Containing Multicomponent Molecular Complexes. Inorg. Chem. 47 (3), 763-765 (2008).
  8. Youssif, S. Recent trends in the chemistry of pyridine N-oxides. ARKIVOC. 2001, 242-268 (2001).
  9. Chucholowski, A. W., Uhlendorf, S. Base catalyzed rearrangement of 5-cyanomethyl-2-isoxazolines; novel pathway for the formation of 2-aminopyridine N-oxides. Tetrahedron Lett. 31 (14), 1949-1952 (1990).
  10. Thellend, A., Battioni, P., Sanderson, W., Mansuy, D. Oxidation of N-Heterocycles by H2O2 Catalyzed by a Mn-Porphyrin: An Easy Access to N-Oxides Under Mild Conditions. Synthesis. 1997 (12), 1387-1388 (1997).
  11. Copéret, C., Adolfson, H., Tinh-Alfredo, V. K. h., Yudin, A. K., Sharpless, K. B. A simple and Efficient Method for the Preparation of Pyridine N-Oxides. J. Org. Chem. 63 (5), 1740-1741 (1998).
  12. Ferrer, M., Sánchez-Baeza, F., Messeguer, A. On the preparation of amine N-oxides by using dioxiranes. Tetrahedron. 53 (46), 15877-15888 (1997).
  13. Adam, W., Briviba, K., Duschek, F., Golsch, D., Kiefer, W., Sies, H. Formation of singlet oxygen in the deoxygenation of heteroarene N-oxides by dimethyldioxirane. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995 (18), 1831-1832 (1995).
  14. Murray, R. W., Singh, M. A Facile One-Step Synthesis of C-Arylnitrones Using Dimethyldioxirane. J.Org.Chem. 55 (9), 2954-2957 (1990).
  15. Kim, S. W., Um, T., Shin, S. Brønsted acid-catalyzed α-halogenation of ynamides from halogenated solvents and pyridine-N-oxides. Chem. Commun. 53 (18), 2733-2736 (2017).
  16. Campeau, L., Rousseaux, R., Fagnou, K. A solution to the 2-pyridyl organometallic cross-coupling problem: regioselective catalytic direct arylation of pyridine N-oxides. J. Am. Chem. Soc. 127 (51), 18020-18021 (2005).
  17. Gang, L., et al. Metal-free methylation of a pyridine N-oxide C-H bond by using peroxides. Org. Biomol. Chem. 13 (46), 11184-11188 (2015).
  18. May, D., Nyman, M. J., Hampden-Smith, E. N., Duesler, Synthesis, characterization, and reactivity of group 12 metal thiocarboxylates M(SOCR)2Lut2[M) Cd, Zn; R ) CH3, C(CH3)3; Lut ) 3,5-Dimethylpyridine (Lutidine)]. Inorg. Chem. 36 (10), 2218-2224 (1997).
  19. Cho, S. H., Hwang, S. J., Chang, S. Palladium-Catalyzed C-H Functionalization of Pyridine N-Oxides: Highly Selective Alkenylation and Direct Arylation with Unactivated Arenes. J. Am. Chem. Soc. 130 (29), 9254-9256 (2008).
  20. Ide, Y., et al. Spin-crossover between high-spin (S = 5/2) and low-spin (S = 1/2) states in six-coordinate iron(III) porphyrin complexes having two pyridine-N. oxide derivatives. Dalton Trans. 46 (1), 242-249 (2017).
  21. Drago, R. S. . Physical Methods in Chemistry. , 750 (1977).
  22. Cervantes-Mejía, V., et al. Branched Polyamines Functionalized with Proposed Reaction Pathways Based on 1H-NMR, Atomic Absorption and IR Spectroscopies. American Journal of Analytical Chemistry. 5 (16), 1090-1101 (2014).
  23. Huheey, J. E., Keiter, E. A., Keiter, R. L. . Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, 4th Edition. , 1023 (1997).
  24. Rigaku, . CrysAlisPRO. , (2013).
  25. Sheldrick, G. M. SHELXT - Integrated space-group and crystal-structure determination. Acta Cryst. 71 (1), 3-8 (2015).
  26. Sheldrick, G. M. Crystal structure refinement with SHELXL. Acta Cryst. 71 (1), 3-8 (2015).
  27. Sheldrick, G. M. A short history of SHELX. Acta Cryst. 64 (1), 112-122 (2008).
  28. Macrae, C. F., et al. Mercury CSD 2.0 - new features for the visualization and investigation of crystal structures. J. Appl. Cryst. 41 (2), 466-470 (2008).
  29. . . ChemBioDraw Ultra 13. , (2013).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

134

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