Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Achtung: Bitte konsultieren Sie vor dem Gebrauch alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (MSDS). Alle Kreuzkupplungsreaktionen sollten in Fläschchen unter einer versiegelten Argonatmosphäre (1 atm) durchgeführt werden. 1. Herstellung von Butadienen durch die Olefinierung von Acrylamiden mit Allylacetat <ol><li> Eine Schraubverschluss-Durchstechflasche (8 ml) mit einem kompatiblen Magnetrührstab in einem Ofen bei 120 ° C über 2 h trocknen. Kühlen Sie die heiße Durchstechflasche auf Raumtemperatur, indem Sie sie mit Inertgas vor dem Gebrauch aufblasen. </li><li> Verwenden Sie eine Analysenwaage und wiegen Sie 3,7 mg (~ 3 Mol-%, ~ 0,005 mmol) [Ru ( p- Cymen) Cl 2 ] 2 (braunes Pulver) und 13,7 mg (20 Mol-%, 0,04 mmol) AgSbF 6 (Weiß Fest) in das obige Reaktionsgefäß. HINWEIS: Da es sich um eine neue Methodik handelt, wurden die Kreuzkupplungsreaktionen in einem kleinen Maßstab für den Nachweis des Konzepts durchgeführt, um die Abfallbildung zu reduzieren. AgSbF 6 wird als Additiv verwendet, das Chlorid abstrahieren kann, um ein zu erzeugenKationischer Rutheniumkomplex für die elektrophile CH-Bindungsaktivierung 13 . Andere Silbersalze, wie Ag 2 CO 3 , wurden ebenfalls getestet, aber kein Produkt wurde nachgewiesen. Das Gewicht des Katalysators ([Ru ( p- Cymen) Cl 2 ] 2 ) ist nicht sehr genau und liegt im Bereich von 3,4-3,9 mg. </li><li> Füge 1 ml trockenes 1,2-Dichlorethan in das Reaktionsgefäß ein. HINWEIS: Die Menge an Lösungsmittel ist flexibel - 1 ml 1,2-Dichlorethan ist gerade genug, um die minimale Volumenbedingung für die Kreuzkupplungsreaktion zu erfüllen. Allerdings ist auch ein wenig mehr (~ 0,1 ml) Lösungsmittel für eine Reaktion dieser Skala zulässig. 1,2-Dichlorethan wurde vor einer Verwendung über ein 3-Ȧ-Molekularsieb getrocknet. </li><li> Verwenden Sie eine analytische Balance und fügen Sie Acrylamid (0,2 mmol, 1,0 Äquivalente Feststoff oder Öl) in die obige Reaktionsfläschchen ein. </li><li> Verwenden Sie eine Mikrospritze, um 43 &amp; mgr; l (0,4 mmol, 2,0 Äquivalente) Allylacetat (eine farblose Flüssigkeit) zu der obigen Reaktionsampulle zuzugeben. <br/&gt; HINWEIS: Hier ist eine überschüssige Menge an Allylacetat erforderlich, um die Homokupplung von Acrylamid zu hemmen und sicherzustellen, dass das Acrylamid vollständig umgesetzt wird. Die Produktausbeute sinkt, wenn weniger Allylacetat (1,5 Äquiv.) Zugegeben wird. Die Zugabe von mehr Allylacetat (3,0 Äquivalente) kann die Ausbeute nicht weiter verbessern. In der Praxis gibt es keine beobachtete Homokupplung von Allylacetat, und das restliche Allylacetat konnte gewonnen werden. </li><li> Das Reaktionsgefäß mit Argon-Gas vorsichtig aufblasen und die Durchstechflasche mit einer kompatiblen Schraubkappe so schnell wie möglich abdecken. HINWEIS: Die Durchstechflasche sollte so schnell wie möglich mit einer Schraubkappe abgedeckt werden, da für die Kreuzkupplungsreaktion eine inerte Atmosphäre entscheidend ist. Es ist besser, das oben genannte Protokoll in einer Handschuhbox auszuführen. </li><li> Das Reaktionsgemisch wird weitere 5 min bei Raumtemperatur gerührt. </li><li> Das Reaktionsgefäß auf 110 ° C in einem Ölbad unter Rühren für 16-18 h erhitzen. HINWEIS: Im Allgemeinen ist ein Farbwechsel in dunkelrot ein IndDass die Reaktion stattfindet. </li><li> Nach dem Abkühlen der Durchstechflasche werden Ethylacetat: Petroleumether (2: 1 oder 1: 3) als Lösungsmittel verwendet, um die Dünnschichtchromatographie (TLC) zu entwickeln, um den Fortschritt der Reaktion durch Vergleich der Mischung mit einem Acrylamidstandard zu überwachen . HINWEIS: Je nach Art der Ausgangsstoffe kann die Reaktion nicht abgeschlossen sein. Typische R f -Werte der Produkte und Ausgangsstoffe liegen im Bereich von 0,3 - 0,7. Das Acrylamid-Ausgangsmaterial wurde als ein unterer Lauffleck als das Butadienprodukt beobachtet. </li><li> Lösen Sie das Rohprodukt in einem Minimum an DCM und laden Sie es auf eine Siliciumdioxid-Säule mit Petroleumether nass. Trennen Sie das Kreuzkupplungsprodukt durch Säulenchromatographie mit einem Gemisch aus Ethylacetat: Petroleumether (1: 100 bis 1: 4) als Elutionsmittel. <ol><li> Das Elutionsmittel in einem separaten Kolben auffangen, das Lösungsmittel auf einem Rotationsverdampfer verdampfenD platzieren Sie es unter einem Hochvakuum für mindestens 2 h. </li><li> Erhalten Sie etwa 20-50 mg Produkt zur Charakterisierung durch NMR-Spektroskopie. HINWEIS: Das Reaktionsgemisch sollte zur Säulenchromatographie zur Reinigung direkt nach der Beendigung der Reaktion aufgetragen werden. </li></ol></li></ol> 2. Charakterisierung von Dienamiden <ol><li> .Charakterisieren und beurteilen die Reinheit des Endprodukts mit 1 H- und 13 C-NMR-Spektroskopie 14 . Typischerweise erscheint die chemische Verschiebung des Carbonylkohlenstoffs nahe bei 170 ppm auf dem 13 C-NMR-Spektrum. Die drei sp 2 -Protonen der Butadien-funktionellen Gruppe werden durch charakteristische Peaks nahe 6,0 und 5,6 ppm repräsentiert. </li><li> Verwenden Sie die Infrarotspektroskopie 14 , um den charakteristischen Carbonyl- und CC-Doppelbindungspeak des Dienprodukts zu identifizieren. </li><li> Bestimmen Sie die molekulare Masse des Produkts und bestätigen Sie die Identität mit High-Auflösungs-Massenspektrometrie (HRMS) 14 . </li><li> Bestimmen Sie den Schmelzpunkt der festen Produkte 14 . </li></ol>

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	<li>Negishi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+in+Efficient+and+Selective+Synthesis+of+Di-,+Tri-,+and+Tetrasubstituted+Alkenes+via+Pd-Catalyzed+Alkenylation-Carbonyl+Olefination+Synergy.">Recent Advances in Efficient and Selective Synthesis of Di-, Tri-, and Tetrasubstituted Alkenes via Pd-Catalyzed Alkenylation-Carbonyl Olefination Synergy.</a> Acc Chem Res. 41 (11), 1474-1485 (2008).</li><li>Maryanoff, B. E., Reitz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Wittig+olefination+reaction+and+modifications+involving+phosphoryl-stabilized+carbanions.+Stereochemistry,+mechanism,+and+selected+synthetic+aspects.">The Wittig olefination reaction and modifications involving phosphoryl-stabilized carbanions. Stereochemistry, mechanism, and selected synthetic aspects.</a> Chem Rev. 89 (4), 863-927 (1989).</li><li>Stille, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Palladium-Catalyzed+Cross-Coupling+Reactions+of+Organotin+Reagents+with+Organic+Electrophiles.">The Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organotin Reagents with Organic Electrophiles.</a> Angew Chem Int Ed. 25 (6), 508-524 (1986).</li><li>Zhang, Y., Cui, Z., Li, Z., Liu, Z. 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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Alkenylation+and+Hydroalkenylation+of+Enol+Phosphates+through+Direct+C-H+Functionalization.">Selective Alkenylation and Hydroalkenylation of Enol Phosphates through Direct C-H Functionalization.</a> Angew Chem Int Ed. 54 (51), 15535-15539 (2015).</li><li>Kong, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cobalt+(III)-Catalyzed+C-C+Coupling+of+Arenes+with+7-Oxabenzonorbornadiene+and+2-Vinyloxirane+via+C-H+Activation.">Cobalt (III)-Catalyzed C-C Coupling of Arenes with 7-Oxabenzonorbornadiene and 2-Vinyloxirane via C-H Activation.</a> Org Lett. 18 (15), 3802-3805 (2016).</li><li>Feng, C., Feng, D., Loh, T. 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N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniting+C1-Ammonium+Enolates+and+Transition+Metal+Electrophiles+via+Cooperative+Catalysis:+The+Direct+Asymmetric+&#945;-Allylation+of+Aryl+Acetic+Acid+Esters.">Uniting C1-Ammonium Enolates and Transition Metal Electrophiles via Cooperative Catalysis: The Direct Asymmetric &#945;-Allylation of Aryl Acetic Acid Esters.</a> J Am Chem Soc. 138 (16), 5214-5217 (2016).</li><li>Zell, D., Bu, Q., Feldt, M., Ackermann, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mild+C-H/C-C+Activation+by+Z-Selective+Cobalt+Catalysis.">Mild C-H/C-C Activation by Z-Selective Cobalt Catalysis.</a> Angew Chem Int Ed. 55 (26), 7408-7412 (2016).</li><li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=N-Acyl+Amino+Acid+Ligands+for+Ruthenium(II)-Catalyzed+meta-C-H+tert-Alkylation+with+Removable+Auxiliaries.">N-Acyl Amino Acid Ligands for Ruthenium(II)-Catalyzed meta-C-H tert-Alkylation with Removable Auxiliaries.</a> J Am Chem Soc. 137 (43), 13894-13901 (2015).</li><li>Li, F., Yu, C., Zhang, J., Zhong, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olefination+of+Electron-Deficient+Alkenes+with+Allyl+Acetate:+Stereo-+and+Regioselective+Access+to+(2Z,4E)-Dienamides.">Olefination of Electron-Deficient Alkenes with Allyl Acetate: Stereo- and Regioselective Access to (2Z,4E)-Dienamides.</a> Org Lett. 18 (18), 4582-4585 (2016).</li><li>Lehman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The student's lab companion: laboratory techniques for organic chemistry: standard scale and microscale. , (2008).</li></ol>

Wir begründen die National Natural Science Foundation von China (NSFC) (Nr. 21502037, 21373073 und 21672048), die Naturwissenschaftliche Stiftung der Provinz Zhejiang (ZJNSF) (Nr. LY15B020008), die PCSIRT (Nr. IRT 1231) und Hangzhou Normale Universität für finanzielle Unterstützung. GZ erkennt einen Qianjiang-Scholar-Preis von der Provinz Zhejiang, China an.

[Ru ( p- Cymen) Cl 2 ] 2 ist ein billiger, leicht zugänglicher, luftstabiler und hochaktiver Ru-basierter Katalysator mit ausgezeichneter Toleranz der funktionellen Gruppe, der unter milden Reaktionsbedingungen effizient arbeitet, um CH / CH-Kupplungs-Butadien-Produkte zu ergeben. Silber-Salz AgSbF 6 wurde als Additiv verwendet, das das Chlorid von [Ru ( p- Cymen) Cl 2 ] 2 abstrahieren könnte, um einen kationischen Rutheniumkomplex für die folge...

Butadiene sind weit verbreitet und werden häufig in vielen natürlichen Produkten, Drogen und bioaktiven Molekülen gefunden 1 . Die Chemiker haben intensive Anstrengungen unternommen, eine effiziente, selektive und praktische Synthesemethode für die Synthese von 1,3-Butadienen 2 , 3 zu entwickeln . In jüngster Zeit wurden direkte Kreuzkupplungen zwischen zwei Alkenen über doppelte vinylic CH-Bindungsaktivierung entwickelt, die eine effiziente Strategie für die Synthese von Butadienen mit hoher Atom- und Stufenwirtschaft darstellen. Unter ihnen hat die palladiumkatalysierte Kreuzkupplung zweier Alkene viel Aufmerksamkeit erregt, indem man ( E, E ) -konfigurierte Butadiene über Alkenyl-Pd-Spezies 4 , 5 liefert. Zum Beispiel entwickelte die Liu-Gruppe eine Pd-katalysierte Butadiensynthese durch die direkte Kreuzkupplung von Alkenen und Allylacetat ( Abbildung 1 </Stark&gt; und Gleichung 3 ) 4 . Mittlerweile lieferte die funktionelle Gruppen-gerichtete Kreuzkopplung zwischen Alkenen Butadiene mit exzellenter ( Z, E ) -Estereoselektivität aufgrund des olefinischen CH-Cyclometalierungsereignisses, was ein komplementäres Verfahren 6 darstellt . Bisher wurden einige Leitungsgruppen wie Enolate, Amide, Ester und Phosphate erfolgreich in die Kreuzkupplung zwischen Alkenen eingeführt, was eine Reihe wertvoller und funktionalisierter 1,3-Butadiene liefert. Allerdings ist die gerichtete Kreuzkupplungsreaktion nicht entwickelt worden, da es immer noch begrenzte Leitgruppen in der Praxis gibt. Insbesondere ist eine stöchiometrische Menge an Oxidationsmittel üblicherweise erforderlich, um den katalytischen Zyklus aufrechtzuerhalten, der eine große Menge an organischen und anorganischen Abfällen erzeugt. Es gibt sehr begrenzte Beispiele mit elektronenreichen Alkenen als Kupplungspartner. Allylacetat und seine Derivate sind zutiefst iIn organischen Transformationen als mächtige Allylierungs- und Olefinierungsreagenzien, einschließlich katalysierter Kreuzkupplung, Friedel-Crafts-Allylierung von elektronenreichen Arenen und katalytischer CH-Aktivierung von elektronenarmen Arenen ( Abbildung 1 und Gleichung 1 ) 7 untersucht . In jüngerer Zeit entwickelte die Loh-Gruppe eine Rhodium (III) -katalysierte CH-Allylierung von elektronenarmen Alkenen mit Allylacetaten, wodurch 1,4-Diene entstehen ( Abbildung 1 und Gleichung 2 ) 8 . Unterdessen berichtete die Kanai-Gruppe eine dehydrative direkte CH-Allylierung mit Allylalkoholen unter Verwendung eines Co (III) -Katalysators 9 . Interessanterweise offenbarten Snaddon und Mitarbeiter ein neuartiges kooperatives katalysebasiertes Verfahren zur direkten asymmetrischen α- Alylierung von acyclischen Estern 10 . Vor kurzem berichtete die Ackermann-Gruppe über mehrere neuartige AllylierungsbeispieleG kostengünstige Fe-, Co- und Mn-Katalysatoren 11 . Diese Berichte haben Durchbrüche in Allylierungs- und Olefinierungsreaktionen gemacht, aber die Doppelbindungsmigration und die schlechte Regioselektivität sind in der Regel unvermeidlich und werden nicht leicht kontrolliert. Daher ist die Entwicklung von effizienteren und selektiveren Reaktionsmustern von Allylacetaten, um wertvolle Moleküle zu konstruieren, immer noch sehr wünschenswert. Mit unserem Interesse an der neuartigen 1,3-Butadiensynthese über CH-Olefinierung wurde angenommen, dass Allylacetat in die gerichtete Allylierung von elektronenarmen Alkenen eingeführt werden könnte, wobei zuerst 1,4-Dien ausgeliefert wird. Dann konnte nach der wandernden Isomerisierung der CC-Doppelbindung 7 das thermodynamisch stabile 1,3-Butadien gebildet werden, das das Dienprodukt bildet, das durch Kreuzkupplung unter Verwendung von elektronenreichen Alkenen, wie Propen, als Kupplungspartner nicht erhalten werden kann 6 Hier berichten wir über eine preiswerte Ru (III) -katalysierte olefinische CH-Bindung OlefinatioN von Acrylamiden mit Allylacetaten in Abwesenheit eines Oxidationsmittels, das einen neuen Syntheseweg zur Schaffung von ( Z, E ) -Butadienen ( Fig. 1 und Gleichung 4 ) 13 öffnet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="887">
	<tbody>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:284px;">Allyl Acetate</td>
			<td style="width:100px;">TCI</td>
			<td style="width:148px;">A0020</td>
			<td style="width:355px;">&#62; 98.0%(GC), 25 mL package</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:284px;">Dichloro(p-cymene)ruthenium(II) dimer</td>
			<td style="width:100px;">TCI</td>
			<td style="width:148px;">D2751</td>
			<td>&#62; 95.0%(T), 5 g package</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;">Silver hexafluoroantimonate</td>
			<td style="width:100px;">TCI</td>
			<td style="width:148px;">S0463</td>
			<td>&#62; 97.0%(T),&#160; 5 g package</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;">1,2-Dichloroethane</td>
			<td style="width:100px;">TCI</td>
			<td style="width:148px;">D0364</td>
			<td>&#62; 99.5%(GC), 500 g package</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;">Rotavapor</td>
			<td style="width:100px;">EYELA</td>
			<td style="width:148px;">N-1200A</td>
			<td>Use to dry solvent</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:284px;">Silica gel</td>
			<td style="width:100px;">Merck</td>
			<td style="width:148px;">107734</td>
			<td>Silica gel 60 (0.063-0.2 mm), for column chromatoraphy</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile preparation of (2z,4e)-dienamides by the olefination of electron-deficient alkenes with allyl acetate

Die direkte Kreuzkopplung zwischen zwei Alkenen über die vinylische CH-Bindungsaktivierung stellt eine effiziente Strategie für die Synthese von Butadienen mit hoher Atom- und Stufenwirtschaft dar. Allerdings ist diese funktionalitätsgesteuerte Kreuzkupplungsreaktion nicht entwickelt worden, da es immer noch begrenzte Leitungsgruppen im praktischen Gebrauch gibt. Insbesondere ist in der Regel eine stöchiometrische Menge an Oxidationsmittel erforderlich, die eine große Menge an Abfall erzeugt. Aufgrund unseres Interesses an der neuartigen 1,3-Butadiensynthese beschreiben wir die Ruthenium-katalysierte Olefinierung von elektronenarmen Alkenen unter Verwendung von Allylacetat und ohne externes Oxidationsmittel. Die Reaktion von 2-Phenylacrylamid und Allylacetat wurde als Modellreaktion gewählt und das gewünschte Dienprodukt in 80% isolierter Ausbeute mit guter Stereoselektivität ( Z, E / Z, Z = 88:12) unter optimalen Bedingungen erhalten: [ Ru ( p- Cymen) Cl 2 ] 2 (3 Mol-%) und AgSbF 6 (20 Mol-%) in DCE bei 110 ºC fOder 16 h. Mit den optimierten katalytischen Bedingungen in der Hand wurden repräsentative α- und / oder β- substituierte Acrylamide untersucht und alle reibungslos reagiert, unabhängig von aliphatischen oder aromatischen Gruppen. Auch haben sich N- substituierte Acrylamide als gute Substrate erwiesen. Darüber hinaus untersuchten wir die Reaktivität verschiedener Allylderivate, was darauf hindeutet, dass die Chelatbildung von Acetatsauerstoff zum Metall für den katalytischen Prozess entscheidend ist. Deuterium-markierte Experimente wurden ebenfalls durchgeführt, um den Reaktionsmechanismus zu untersuchen. Es wurden nur Z- selektive H / D-Austausche auf Acrylamid beobachtet, was auf ein reversibles Zyklometallierungsereignis hinweist. Darüber hinaus wurde in der intermolekularen Isotopen-Studie ein kinetischer Isotopeneffekt (KIE) von 3,2 beobachtet, was nahelegt, dass der olefinische CH-Metallierungsschritt wahrscheinlich in den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt involviert ist.

Unsere Bemühungen konzentrierten sich auf die Herstellung von 1,3-Butadien aus Acrylamid und Allylacetat. Tabelle 1 veranschaulicht die Optimierung von Bedingungen, einschließlich des Screenings verschiedener Additive und Lösungsmittel, unter Verwendung von [Ru ( p- Cymen) Cl 2 ] 2 als Katalysator. Nach dem Screening einer Reihe repräsentativer Lösemittel waren wir erfreut, ...

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Facile Preparation of 2Z,4E-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Die rutheniumkatalysierte Olefinierung von elektronenarmen Alkenen mit Allylacetat wird hier beschrieben. Durch die Verwendung von Aminocarbonyl als leitende Gruppe hat dieses externe Oxidationsmittel-freie Protokoll einen hohen Wirkungsgrad und eine gute Stereo- und Regioselektivität, wodurch ein neuer Syntheseweg zu ( Z , E ) -Butadien-Skeletten geöffnet wird.

Facile Vorbereitung von (2<em&gt; Z</em&gt;, 4<em&gt; E</em&gt;) - Dienamide durch Olefinierung von elektronenarmen Alkenen mit Allylacetat

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high ...

facile-preparation-2z4e-dienamides-olefination-electron-deficient

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Facile Preparation of (2Z,4E)-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Dienes, Conjugated Pi Systems, and Pericyclic Reactions

Alkene Structure and Reactivity

SCIENTISTS IN ACTION

7.3K Aufrufe.  Hangzhou Normal University.  Die rutheniumkatalysierte Olefinierung von elektronenarmen Alkenen mit Allylacetat wird hier beschrieben. Durch die Verwendung von Aminocarbonyl als leitende Gruppe hat dieses externe Oxidationsmittel-freie Protokoll einen hohen Wirkungsgrad und eine gute Stereo- und Regioselektivität, wodurch ein neuer Syntheseweg zu ( Z , E ) -Butadien-Skeletten geöffnet wird. 

Serie: Facile Preparation of 2Z,4E-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control self-assembly and mimicking this process in vitro will bring about major advances in the areas of materials science and nanotechnology. Among the available biological building blocks, peptides have several advantages as they present substantial diversity, their synthesis in large scale is straightforward, and they can easily be modified with biological and chemical entities1,2. Several classes of designed peptides such as cyclic peptides, amphiphile peptides and peptide-conjugates self-assemble into ordered structures in solution. Homoaromatic dipeptides, are a class of short self-assembled peptides that contain all the molecular information needed to form ordered structures such as nanotubes, spheres and fibrils3-8. A large variety of these peptides is commercially available.
This paper presents a procedure that leads to the formation of ordered structures by the self-assembly of homoaromatic peptides. The protocol requires only commercial reagents and basic laboratory equipment. In addition, the paper describes some of the methods available for the characterization of peptide-based assemblies. These methods include electron and atomic force microscopy and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Moreover, the manuscript demonstrates the blending of peptides (coassembly) and the formation of a &#34;beads on a string&#34;-like structure by this process.9 The protocols presented here can be adapted to other classes of peptides or biological building blocks and can potentially lead to the discovery of new peptide-based structures and to better control of their assembly.

This paper describes the formation of highly ordered peptide-based structures by the spontaneous process of self-assembly. The method utilizes commercially available peptides and common lab equipment. This technique can be applied to a large variety of peptides and may lead to the discovery of new peptide-based assemblies.

Bildung geordneter Strukturen Biomolekulare durch die Selbstorganisation von kurzen Peptiden

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Forschung

Chemie

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and efficient synthesis of well-controlled fluorescent statistical glycopolymers using reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT)-based polymerization is demonstrated. The synthesis starts with the preparation of &#946;-galactose-containing glycomonomer 2-lactobionamidoethyl methacrylamide obtained by reaction of lactobionolactone and N-(2-aminoethyl) methacrylamide (AEMA). 2-Gluconamidoethyl methacrylamide (GAEMA) is used as a structural analog lacking a terminal &#946;-galactoside. The following RAFT-mediated copolymerization reaction involves three different monomers: N-(2-hydroxyethyl) acrylamide as spacer, AEMA as target for further fluorescence labeling, and the glycomonomers. Tolerant of aqueous systems, the RAFT agent used in the reaction is (4-cyanopentanoic acid)-4-dithiobenzoate. Low dispersities (&#8804;1.32), predictable copolymer compositions, and high reproducibility of the polymerizations were observed among the products. Fluorescent polymers are obtained by modifying the glycopolymers with carboxyfluorescein succinimidyl ester targeting the primary amine functional groups on AEMA. Lectin-binding specificities of the resulting glycopolymers are verified by testing with corresponding agarose beads coated with specific glycoepitope recognizing lectins. Because of the ease of the synthesis, the tight control of the product compositions and the good reproducibility of the reaction, this protocol can be translated towards preparation of other RAFT-based glycopolymers with specific structures and compositions, as desired.

An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

Leichte und effiziente Herstellung von Tri-Komponente Fluorescent Glycopolymere über RAFT-kontrollierte Polymerisation

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous polymer monoliths. The developed approach is based on the preparation of a macroporous polymer containing carboxylic acid functional groups and the subsequent step-by-step solution-based controlled growth of a layer of a porous coordination polymer on the surface of the pores of the polymer monolith. The prepared metal-organic polymer hybrid has a high specific micropore surface area. The amount of iron(III) sites is enhanced through metal-organic coordination on the surface of the pores of the functional polymer support. The increase of metal sites is related to the number of iterations of the coating process.
The developed preparation scheme is easily adapted to a capillary column format. The functional porous polymer is prepared as a self-contained single-block porous monolith within the capillary, yielding a flow-through separation device with excellent flow permeability and modest back-pressure. The metal-organic polymer hybrid column showed excellent performance for the enrichment of phosphopeptides from digested proteins and their subsequent detection using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. The presented experimental protocol is highly versatile, and can be easily implemented to different organic polymer supports and coatings with a plethora of porous coordination polymers and metal-organic frameworks for multiple purification and/or separation applications.

A procedure for the preparation of porous hybrid separation media composed of a macroporous polymer monolith internally coated by a high surface area microporous coordination polymer is presented.

Vorbereitung hoch poröser Koordinationspolymerbeschichtungen auf makroporösen Monoliths für verbesserte Anreicherung von Phosphopeptiden

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous ...

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

Facile Herstellung von Intern Selbstorganisierte Lipidpartikel stabilisiert durch Kohlenstoff-Nanoröhren

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

A Study of the Complexation of Mercury(II) with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

In this study we evaluated a method for the characterization of complexes, formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptide, by electrospray ionization orbitrap mass spectrometry. This strategy is based on previous successful characterization of mercury-dicysteinyl complexes involving tripeptides by utilizing mass spectrometry among other techniques. Mercury(II) chloride and a dicysteinyl tetrapeptide were incubated in a degassed buffered medium at varying stoichiometric ratios. The complexes formed were subsequently analyzed on an electrospray mass spectrometer consisting of a hybrid linear ion- and orbi- trap mass analyzer. The electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) spectra were acquired in the positive mode and the observed peaks were then analyzed for distinct mercury isotopic distribution patterns and associated monoisotopic peak. This work demonstrates that an accurate stoichiometry of mercury and peptide in the complexes formed under specified electrospray ionization conditions can be determined by using high resolution ESI MS based on distinct mercury isotopic distribution patterns.

A Study of the Complexation of MercuryII with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

The characterization of complexes formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptides by electrospray ionization orbitrap mass spectrometry is presented.

Eine Studie der Komplexierung von Quecksilber (II) mit Dicysteinyl Tetrapeptide durch Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie

In this study we evaluated a method for the characterization of complexes, formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptide, ...

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step process based on the preparation of a sol in a one-pot synthesis which is followed by the deposition of a gel film on Si(100) substrates by evaporation induced self-assembly using the dip-coating technique and ends with a thermal treatment of the material to induce the gel crystallization and the growth of the quartz film. The formation of a silica gel is based on the reaction of a tetraethyl orthosilicate and water, catalyzed by HCl, in ethanol. However, the solution contains two additional components that are essential for preparing mesoporous epitaxial quartz films from these silica gels dip-coated on Si. Alkaline earth ions, like Sr2+ act as glass melting agents that facilitate the crystallization of silica and in combination with cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) amphiphilic template form a phase separation responsible of the macroporosity of the films. The good matching between the quartz and silicon cell parameters is also essential in the stabilization of quartz over other SiO2 polymorphs and is at the origin of the epitaxial growth.

A protocol is presented for the preparation of piezoelectric macroporous epitaxial films of quartz on silicon by solution chemistry using dip-coating and thermal treatments in air.

Herstellung von makroporösen Epitaxial-Quarz-Films auf Silizium durch Chemical Solution Deposition

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

Facile Preparation of 4-Substituted Quinazoline Derivatives

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted 2-aminobenzophenones and thiourea in the presence of dimethyl sulfoxide (DMSO). This is a unique complementary reaction system in which thiourea undergoes thermal decomposition to form carbodiimide and hydrogen sulfide, where the former reacts with 2-aminobenzophenone to form 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate, whilst hydrogen sulfide reacts with DMSO to give methanethiol or other sulfur-containing molecule which then functions as a complementary reducing agent to reduce 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate into 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine. Subsequently, the elimination of ammonia from 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine affords substituted quinazoline derivative. This reaction usually gives quinazoline derivative as a single product arising from 2-aminobenzophenone as monitored by GC/MS analysis, along with small amount of sulfur-containing molecules such as dimethyl disulfide, dimethyl trisulfide, etc. The reaction usually completes in 4-6 hr at 160 &#186;C in small scale but may last over 24 hr when carried out in large scale. The reaction product can be easily purified by means of washing off DMSO with water followed by column chromatography or thin layer chromatography.

A protocol for facile preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from 2-aminobenzophenones, thiourea and dimethyl sulfoxide is presented.

Facile Herstellung von 4-substituierte Chinazolinderivate

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins with the synthesis of a hydrophilic poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (POEGMA) homopolymer using reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization. Under mild visible light irradiation (&#955; = 460 nm, 0.7 mW/cm2), this macro-chain transfer agent (macro-CTA) in the presence of a ruthenium based photoredox catalyst, Ru(bpy)3Cl2 can be chain extended with a second monomer to form a well-defined block copolymer in a process known as Photoinduced Electron Transfer RAFT (PET-RAFT). When PET-RAFT is used to chain extend POEGMA with benzyl methacrylate (BzMA) in ethanol (EtOH), polymeric nanoparticles with different morphologies are formed in situ according to a polymerization-induced self-assembly (PISA) mechanism. Self-assembly into nanoparticles presenting POEGMA chains at the corona and poly(benzyl methacrylate) (PBzMA) chains in the core occurs in situ due to the growing insolubility of the PBzMA block in ethanol. Interestingly, the formation of highly pure worm-like micelles can be readily monitored by observing the onset of a highly viscous gel in situ due to nanoparticle entanglements occurring during the polymerization. This process thereby allows for a more reproducible synthesis of worm-like micelles simply by monitoring the solution viscosity during the course of the polymerization. In addition, the light stimulus can be intermittently applied in an ON/OFF manner demonstrating temporal control over the nanoparticle morphology.

This article describes a process for producing polymeric self-assembled nanoparticles using visible light mediated dispersion polymerization. Using low energy visible light to control the polymerization allows for the reproducible formation of self-assembled worm-like micelles at high solids content.

Einfache Synthese von wurmartigen Mizellen durch sichtbares Licht Mediated Dispersion Polymerisation mit Photoredox Katalysator

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Sulfate Separation by Selective Crystallization with a Bis-iminoguanidinium Ligand

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, 1,4-benzene-bis(iminoguanidinium) (BBIG), is demonstrated. The ligand is synthesized as the chloride salt (BBIG-Cl) by in situ imine condensation of terephthalaldehyde with aminoguanidinium chloride in water, followed by crystallization as the sulfate salt (BBIG-SO4). Alternatively, BBIG-Cl is synthesized ex situ in larger scale from ethanol. The sulfate separation ability of the BBIG ligand is demonstrated by selective and quantitative crystallization of sulfate from seawater. The ligand can be recycled by neutralization of BBIG-SO4 with aqueous NaOH and crystallization of the neutral bis-iminoguanidine, which can be converted back into BBIG-Cl with aqueous HCl and reused in another separation cycle. Finally, 35S-labeled sulfate and &#946; liquid scintillation counting are employed for monitoring the sulfate concentration in solution. Overall, this protocol will instruct the user in the necessary skills to synthesize a ligand, employ it in the selective crystallization of sulfate from aqueous solutions, and quantify the separation efficiency.

A protocol for in situ aqueous synthesis of a bis(iminoguanidinium) ligand and its utilization in selective separation of sulfate is presented.

Sulfate Trennung durch selektive Kristallisation mit einer Bis-iminoguanidinium Ligand

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, ...

Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis of aqueous aluminum salts is known to produce a wide array of products with a wide range of size distributions, a variety of state-of-the-art instruments (i.e., 27Al/1H NMR, FTIR, ICP-OES, TEM-EDX, XPS, XRD, and BET) were used to characterize the synthesis products and identification of byproducts. The product, which was comprised of nanoparticles (10-30 nm), was isolated using gel permeation chromatography (GPC) column technique. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and powder X-ray diffraction (PXRD) identified the purified material as the gibbsite polymorph of aluminum hydroxide. The addition of inorganic salts (e.g., NaCl) induced electrostatic destabilization of the suspension, thereby agglomerating the nanoparticles to yield Al(OH)3 precipitate with large particle sizes. By utilizing the novel synthetic method described here, Al(OH)3 was partially loaded inside the highly ordered mesoporous framework of MCM-41, with average pore dimensions of 2.7 nm, producing an aluminosilicate material with both octahedral and tetrahedral Al (Oh/Td = 1.4). The total Al content, measured using energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX), was 11% w/w with a Si/Al molar ratio of 2.9. A comparison of bulk EDX with surface X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) elemental analysis provided insight into the distribution of Al within the aluminosilicate material. Furthermore, a higher ratio of Si/Al was observed on the external surface (3.6) as compared to the bulk (2.9). Approximations of O/Al ratios suggest a higher concentration of Al(O)3 and Al(O)4 groups near the core and external surface, respectively. The newly developed synthesis of Al-MCM-41 yields a relatively high Al content while maintaining the integrity of the ordered silica framework and can be used for applications where hydrated or anhydrous Al2O3 nanoparticles are advantageous.

An ultrafine aluminum hydroxide nanoparticle suspension was prepared via the controlled titration of [Al(H2O)]3+ with L-arginine to pH 4.6 with and without cage-effect confinement within mesoporous channels of MCM-41.

Facile Vorbereitung von ultrafeinen Aluminiumhydroxidpartikeln mit oder ohne mesoporösem MCM-41 in Umgebungsbedingungen

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis ...

Facile Vorbereitung von (2

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