التوليف الفعال لل Benzenes المتعددة الدوال في الماء عن طريق البنسلين-الترويج لمركبات α ، β-غير المشبعة والالالكيز

Summary

وأفادت التقارير بان البنزين الخالي من الكبريت الذي يروج للمعادن من المركبات α ، β-غير المشبعة والالكنه في الماء نحو توليف الدالات المتعددة الدوال غير المسبوقة.

Abstract

وتمثل ردود الفعل بالبنزين بروتوكولا فعالا لتحويل كتل البناء الاسقيه إلى هياكل عظميه للبنزين متنوعة هيكليا. علي الرغم من النهج الكلاسيكية والحديثة نحو benzenes وظيفية ، في وسائل خاليه من المعادن المياه لا تزال تمثل تحديا ويمثل فرصه لتوسيع أكثر من مجموعه من الاداات المستخدمة لتوليف مركبات البنزين متعددة الاستبدال. يصف هذا البروتوكول اعداد تجريبية بسيطه من الناحية التشغيلية لاستكشاف البنزين من المركبات α ، β-غير المشبعة والالكاين لتحمل حلقات البنزين الوظيفية غير مسبوقة في غله عاليه. فوق كبريتات الأمونيوم هو كاشف الاختيار ويجلب مزايا ملحوظة والاستقرار وسهوله التعامل معها. وعلاوة علي ذلك ، فان استخدام المياه كمذيب وغياب المعادن يضفي مزيدا من الاستدامة علي هذه الطريقة. كما يضيف اجراء العمل المعدل الذي يتجنب استخدام عوامل التجفيف الراحة للبروتوكول. يتم تنفيذ تنقيه المنتجات باستخدام المكونات فقط من السيليكا. ويقتصر نطاق الركيزة حاليا علي الكينيس الطرفية و α ، β-غير المشبعة مركبات الاليهاتيك.

Introduction

[بنزينس] [فونديزد] يمكن القول السلائف مستخدمه أكثر في كيمياء عضويه اصطناعية^1,2. فهم في التيار الرئيسي للادويه والمنتجات الطبيعية والمواد العضوية الوظيفية. وقد تم الإبلاغ عن نهج قويه لبناء مشتقات البنزين متعددة الاستبدال وفيما بينها ، والأساليب الراسخة كالعطرية أو الاستبدال الكهربائي³، وردود الفعل عبر اقتران⁴ والمعادن الموجهة⁵ هي النهج السائدة. ومع ذلك ، فان التطبيق الواسع النطاق لهذه الاستراتيجيات قد يعوقه محدوديه نطاق الركيزة ، والإفراط في التفاعل ، والمسائل المتعلقة بالاختصاص الانتخابي.

التفاعلات الخلوية الترادفية تمثل بديلا جذابا جدا للطرق الكلاسيكية للبناء السريع لل benzenes الوظيفية في الأزياء الذرية الاقتصادية^6،7،8. وفي هذا الإطار ، تمثل ردود الفعل بالبنزين بروتوكولا مناسبا لتحويل اللبنات الانشائيه بشكل فعال إلى هياكل عظميه ثمينة للبنزين. هذه الفئة من ردود الفعل هي منهجيه متعددة الاستعمالات تضم مجموعه متنوعة من المواد الكيميائية الخام ، واليات والظروف التجريبية^9،10،11.

والهدف من دراستنا هو وضع بروتوكول بسيط وعملي لرد الفعل بالبنزين لتوليد حلقات غير مسبوقة للبنزين. وتحقيقا لهذه الغاية ، انطلقنا لاستكشاف المواد الكيميائية الخالية من المعادن ، والتي تتوسط في الماء ، والتي تستخدم الخامات الكيماوية الرخيصة (α ، والمركبات غير المشبعة ، والالكينيز).

عده ميزات علي طرق يفاد في الأدب يستطيع كنت أشرت. وللتحولات الخالية من المعادن جميع الصفات اللازمة لتلبيه متطلبات التنمية المستدامة. فقط ان نذكر قليله ، ليست هناك حاجه لأزاله مكلفه وصعبه من الكميات النزره المعادن من المنتجات المطلوبة ؛ ردود الفعل هي اقل حساسية للأكسجين والرطوبة مما يجعل التلاعب به أسهل والعملية الشاملة عاده اقل تكلفه¹². أملاح البيروكبريتات مستقره ، وسهله للتعامل مع وتوليد كبريتات فقط كمنتج ثانوي ، التالي أضافه الزخم إلى مبادرة الكيمياء الخضراء للتقليل من التلوث النفايات¹³. ويعتبر الماء المذيبات الخضراء مناسبه لردود الفعل العضوية: فمن غير سامه ، غير قابله للاشتعال ، لديه رائحة منخفضه جدا ومتاحه بتكلفه منخفضه. حتى المركبات العضوية غير القابلة للذوبان في الماء يمكن استخدامها "علي الماء"¹⁴ المعلقات المائية وهذه البروتوكولات الاصطناعية مباشره وقد اكتسبت اهتماما متزايدا خلال السنوات.

لدينا ظروف التفاعل الأمثل وبسيطه العمل/تنقيه الإجراءات توفر الوصول إلى عده حلقات البنزين وظيفية التي توفر ثروة من الفرص لمزيد من العمل الوظيفي.

Protocol

تحذير: راجع أوراق بيانات سلامه المواد (المسدس) قبل استخدام الكيماويات في هذا الاجراء. استخدام معدات الوقاية الشخصية المناسبة ، بما في ذلك نظارات السلامة ، ومعطف المختبر ، وقفازات النتريل كما العديد من الكواشف والمذيبات هي سامه ، وتاكل ، أو قابله للاشتعال. تنفيذ جميع ردود الفعل في غطاء الدخان. السوائل المستخدمة في هذا البروتوكول هي الماصات المجهرية المنقولة.

1-التفاعل بالبنزين الذي يستخدم الالكيز ومركبات α غير المشبعة

1. أضف 2.0 مل من الماء المقطر إلى أنبوب اختبار 15 مل (قطر 1 سم) يحتوي علي شريط تحريك. بالتتابع ، أضافه فينيل الأسيتيلين (220 μl ، 2.00 ملليمول ، 2.0 equiv.) ، 2-cyclohexen-1-واحد (96.8 μl ، 1.00 ملليمول ، 1.0 equiv.) و فوق كبريتات الأمونيوم (1.5 مل من محلول مائي طازجه أعدت 1.3 M ، 2.00 ملليمول ، 2 equiv.).
2. غطاء الأنبوب باستخدام الحاجز المطاطي وادراج ابره في ذلك لتجنب تراكم الضغط في نهاية المطاف اثناء التسخين.
3. ضع الأنبوب في كتله تسخين ألمنيوم علي اللوحة الساخنة وسخنها عند 85 درجه مئوية تحت التحريك القوي (1150 دوره في الدقيقة) لمده 8 ساعات.
4. لمتابعه التقدم في رد الفعل ، واتخاذ 50 μL-aliquot من متوسط رد الفعل ونقله إلى قارورة 1.5 mL-مخروطي. أضافه 50 μL من خلات ايثيل إلى القارورة ويهز عليه. جمع الطبقة العليا العضوية مع أنبوب الشعرية وتحليلها من قبل TLC.
   ملاحظه: يتم فحص التقدم رد فعل من قبل TLC مقارنه اختفاء α ، β-غير المشبعة المكان المركب إلى ظهور المنتج تحت ضوء الاشعه فوق البنفسجية (254 نانومتر). يتم اجراء تحليل TLC مع لوحات الزجاج السيليكا المغلفة ووضعت مع 92:8 هيكانيس/ايثيل خلات. قيم R_f : فينيل الأسيتيلين = 0.68; 2-cyclohexen-1-واحد = 0.23; المنتج 3e = 0.26.
   تحذير: فينيل الأسيتيلين و 2-cyclohexen-1-واحده هي المهيجات القابلة للاشتعال ، والسمية الحاده وخفيفه. البيروكبريتات الأمونيوم هو تاكل وقد تهيج الاغشيه المخاطية.

2. استخراج العمل وتنقيه

1. تبريد خليط التفاعل إلى درجه حرارة الغرفة وأضافه خلات ايثيل (1 مل) إلى أنبوب الاختبار. يحرك التعليق ل ca. 1 دقيقه ثم الطرد المركزي التعليق في 2,336 × g في درجه حرارة الغرفة لمده 1 دقيقه. أزاله الطبقة العليا العضوية باستخدام ماصه باستور ونقله إلى قارورة أسفل الجولة. كرر هذه الخطوة مرتين.
   ملاحظه: الخطوة طرد يتجنب استخدام عوامل التجفيف ويكسر بسهوله اي مستحلب في نهاية المطاف.
2. ركز المحلول تحت ضغط مخفض باستخدام مبخر دوار للحصول علي النفط الخام.
3. أضافه 55 mL من خليط من خلات هيكانيس/ايثيل في نسبه 92:8 إلى بيكر التي تحتوي علي 7.5 ز من سيو₂ (حجم المسام 60 Å ، 35-70 μm حجم الجسيمات ، للكروماتوغرافي فلاش). يحرك القارورة للحصول علي الطين متجانسة. نقل الطين إلى عمود (40 مم القطر الداخلي) وحزمه العمود التملص من المذيب. إذا لزم الأمر ، الوت مره أخرى لأزاله اي فقاعات من المرحلة الثابتة.
4. حل النفط الخام في كميه الحد الأدنى من خلات ايثيل ، ومن ثم نقل هذا الحل إلى العمود. باستخدام نفس 55 mL من خليط 92:8 هيكانيس/ايثيل خلات ، الوت المواد ، وجمع النفايات السائلة العمود في أنابيب الاختبار والتالية من قبل TLC للحصول علي المنتج النقي المطلوب.
5. تركيز الحل تحت ضغط منخفض علي المبخر دواره وأزاله متطاير النهائي تحت فراغ عاليه لمده لا تقل عن 1 ح. تحليل عينه من المنتج المنقي بواسطة ¹h و ¹³C Nmr باستخدام cdcl₃.
   تحذير: خلات ايثيل و هيكانيس قابله للاشتعال. سيو₂ مسحوق هو مهيج الجهاز التنفسي.

النتائج

تم عزل البنزين متعدد الاستبدال (3b، الشكل 1) كزيت عديم اللون (0.2741 غرام ، 0.920 ملليمول ، 92% العائد) باستخدام بروتوكولنا. ويمكن تقييم الهيكل والنقاء في أطياف ¹H و ¹³C nmr المعروضة في الشكل 2 والشكل 3. واستخدمت قمم للبروتونات العطرية...

Discussion

تم تصميم الطريقة المذكورة هنا لتكون بسيطه جدا وخفيفه الاعداد التجريبية لتوليف benzenes متعددة الدوال في الماء¹⁵. تحت ظروفنا يمكن ان نلاحظ عوائد ممتازة للمنتجات من خلال استخدام persulfate الأمونيوم. وينبغي استخدام المحلول المائي فوق كبريتات الطازجة المعدة ؛ ومع ذلك ، يمكن أيضا ان تستخ?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
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