Name: facile preparation of (2z,4e)-dienamides by the olefination of electron-deficient alkenes with allyl acetate
Uploaded: 2017-06-21T13:00:00.000+00:00
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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. 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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><tbody><tr><td>Allyl Acetate</td><td>TCI</td><td>A0020</td><td>&gt;98.0%(GC), 25 mL package</td></tr><tr><td>Dichloro(p-cymene)ruthenium(II) dimer</td><td>TCI</td><td>D2751</td><td>&gt;95.0%(T), 5 g package</td></tr><tr><td>Silver hexafluoroantimonate</td><td>TCI</td><td>S0463</td><td>&gt;97.0%(T),&amp;nbsp; 5 g package</td></tr><tr><td>1,2-Dichloroethane</td><td>TCI</td><td>D0364</td><td>&gt;99.5%(GC), 500 g package</td></tr><tr><td>Rotavapor</td><td>EYELA</td><td>N-1200A</td><td>Use to dry solvent</td></tr><tr><td>Silica gel</td><td>Merck</td><td>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 ...

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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

Preparation of N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamides from N-tosyl-1,2,3-triazoles and Subsequent Conversion to Substituted Phthalans and Phenethylamines

Decomposition of N-tosyl-1,2,3-triazoles with rhodium(II) acetate dimer in the presence of alcohols forms synthetically versatile N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamides, which react under a variety of conditions to afford useful N- and O-containing compounds. Acid-catalyzed addition of alcohols or thiols to N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamide-containing phthalans provides access to ketals and thioketals, respectively. Selective reduction of the vinyl group in N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamide-containing phthalans via hydrogenation yields the corresponding phthalan in good yield, whereas reduction with sodium bis(2-methoxyethoxy)aluminumhydride generates a ring-opened phenethylamine analogue. Because the N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamide functional group is synthetically versatile, but often hydrolytically unstable, this protocol emphasizes key techniques in preparing, handling, and reacting these pivotal substrates in several useful transformations.

Preparation of N-2-alkoxyvinylsulfonamides from N-tosyl-1,2,3-triazoles and Subsequent Conversion to Substituted Phthalans and Phenethylamines

Representative experimental procedures for the synthesis of N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamides and subsequent conversion to phthalan and phenethylamine derivatives are presented in detail.

Vorbereitung der N-(2-alkoxyvinyl) Sulfonamide von N- Tosyl-1,2,3-Triazole und die anschließende Umwandlung ersetzt Phthalans und Phenethylamine

Decomposition of N-tosyl-1,2,3-triazoles with rhodium(II) acetate dimer in the presence of alcohols forms synthetically versatile ...

Forschung

Chemie

A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. Recently, we have developed a two-step strategy for ketone enolate umpolung that has enabled the development of methods for chlorination, azidation, and amination using azoles. In addition, we have developed C-C bond&#8211;forming arylation and allylation reactions. At the heart of these methods is the preparation of the intermediate and highly reactive enolonium species prior to addition of a reactive nucleophile. This strategy is thus reminiscent of the preparation and use of metal enolates in classical synthetic chemistry. This strategy allows the use of nucleophiles that would otherwise be incompatible with the strongly oxidizing hypervalent iodine reagents. In this paper we present a detailed protocol for chlorination, azidation, N-heteroarylation, arylation, and allylation. The products include motifs prevalent in medicinally active products. This article will greatly assist others in using these methods.

A two step one-pot protocol for the umpolung of ketone enolates to enolonium species and addition of a nucleophile to the &#945;-position is described. Nucleophiles include chloride, azide, azoles, allyl-silanes, and aromatic compounds.

Ein zweistufiges Protokoll für die Umpolung Funktionalisierung von Ketonen über Enolonium Arten

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. ...

A Direct, Regioselective and Atom-Economical Synthesis of 3-Aroyl-N-hydroxy-5-nitroindoles by Cycloaddition of 4-Nitronitrosobenzene with Alkynones

We introduced a regioselective and atom-economical procedure for the synthesis of 3-substituted indoles by annulation of nitrosoarenes with ethynyl ketones. The reactions were carried out achieving indoles without any catalyst and with excellent regioselectivity. No traces of 2-aroylindole products were detected. Working with 4-nitronitrosobenzene as starting material, the 3-aroyl-N-hydroxy-5-nitroindole products precipitated from the reaction mixtures and were isolated by filtration without any further purification technique. Differently from the corresponding N-hydroxy-3-aryl indoles that, spontaneously in solution, give dehydrodimerization products, the N-hydroxy-3-aroyl indoles are stable and no dimerization compounds were observed.

A Direct, Regioselective and Atom-Economical Synthesis of 3-Aroyl-N-hydroxy-5-nitroindoles by Cycloaddition of 4-Nitronitrosobenzene with Alkynones

3-Aroyl-N-hydroxy-5-nitroindoles were synthesized by cycloaddition of 4-nitronitrosobenzene with a conjugated terminal alkynone in a one-step thermal procedure. Preparation of the nitrosoarene and of the alkynones were adequately reported and respectively through oxidation procedures on the corresponding aniline and on the alkynol.

Eine direkte, regioselektive und atomökonomische Synthesevon 3-Aroyl-N-Hydroxy-5-Nitroindolen durch Cycloaddition von 4-Nitronitrosobenzol mit Alkynonen

We introduced a regioselective and atom-economical procedure for the synthesis of 3-substituted indoles by annulation of nitrosoarenes with ethynyl ...

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

Nitrogen-containing heterocycle aziridines are synthetically very valuable for the preparation of azacyclic and acyclic molecules. However, it is very difficult and laborious to make aziridines in optically pure forms on a large scale to apply asymmetric synthesis of aza compounds. Fortunately, we successfully achieved both enantiomers (2R)- and (2S)-aziridine-2-carboxylates with the electron-donating &#945;-methylbenzyl group at the ring nitrogen as non-activated aziridines. These starting aziridines have two distinct functional groups-highly reactive three-membered ring and versatile carboxylate. They are applicable in ring-opening or ring-transformation with aziridine and in functional group transformation to others from carboxylate. Both of these enantiomers were utilized in the preparation of biologically important amino acyclic and/or aza-heterocyclic compounds in an asymmetric manner. Specifically, this report describes the first expedient asymmetric synthesis of both enantiomers of 5, 6-dihydrouracil-type marine natural products biemamide B and D as potential TGF-&#946; inhibitors. This synthesis consisted of regio- and the stereoselective ring-opening reaction of aziridine-2-carboxylate and subsequent formation of 4-aminoteterahydropyrimidine-2,4-dione. One more example in this protocol dealt a highly stereoselective Mukaiyama reaction of aziridine-2-carboxylate and silyl enol ether, following intramolecular aziridine ring-opening to provide easy and facile access to (-)-epiallo-isomuscarine.

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

In this study, we prepare both enantiomers of aziridine-2-carboxylate, which are used in the asymmetric synthesis of alkaloids, including biemamide B and D, and (-)-epiallo-isomuscarine.

Herstellung von enantiopuren nicht-aktivierten Aziridinen und Synthese von Biemamid B, D und Epiallo-Isomuscarin

Nitrogen-containing heterocycle aziridines are synthetically very valuable for the preparation of azacyclic and acyclic molecules. However, it is very ...

Preparation of Alkynes: Alkylation Reaction

<h4>Introduction</h4>
Alkylation of terminal alkynes with primary alkyl halides in the presence of a strong base like sodium amide is one of the common methods for the synthesis of longer carbon-chain alkynes. For example, treatment of 1-propyne with sodium amide followed by reaction with ethyl bromide yields 2-pentyne.
<img alt="Alkyne alkylation reaction using NaNH2 and ethyl bromide, chemical equation diagram." src="/files/ftp_upload/11834/11834_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 50px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure1">
The reaction takes place in two steps:
1. The first step is the deprotonation of the terminal alkyne by the strong base forming an acetylide ion.
<img alt="Alkyne ionization reaction equation NaNH2, diagram shows acetylene converting to acetylide ion." src="/files/ftp_upload/11834/11834_PT_Figure_2.svg" style="text-align: center; height: 50px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure2">
2. The second step is a nucleophilic substitution reaction in which the acetylide ion reacts with the alkyl halide to form a new C–C bond.
<img alt="Organic reaction mechanism, Na+ and Br- ion exchange, illustrates chemical synthesis process." src="/files/ftp_upload/11834/11834_PT_Figure_3.svg" style="text-align: center; height: 50px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure3">
<h4>Reaction Mechanism —SN2 pathway </h4>
Acetylide ions are strong bases and can also function as good nucleophiles. The substitution reaction follows an SN2 pathway where the nucleophilic acetylide ion attacks the electrophilic carbon of the primary alkyl halide from the backside.
<img alt="Nucleophilic substitution reaction mechanism diagram with alkynes, NaBr formation, chemical process." src="/files/ftp_upload/11834/11834_PT_Figure_4.svg" style="text-align: center; height: 250px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure4">
Since this is a concerted process, the nucleophilic attack and the departure of the leaving group takes place simultaneously to form the product with an inverted stereochemistry at the reaction center.
The reaction works best with unhindered alkyl halides like methyl halide and other primary halides. With secondary and tertiary alkyl halides, acetylide ions act as strong bases, in which case E2 elimination is the preferred pathway.
<h4>Application in organic synthesis </h4>
Alkylation of simple terminal alkynes is a useful method to extend the length of the carbon chain. Acetylene, a terminal alkyne, can be converted to a higher internal alkyne by repeated alkylation as shown below:
<img alt="Alkyne chain elongation via NaNH₂, CH₃Br; reaction equation diagram for organic synthesis." src="/files/ftp_upload/11834/11834_PT_Figure_5.svg" style="text-align: center; height: 50px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure5">

Herstellung von Alkinen: Alkylierungsreaktion

Introduction
Alkylation of terminal alkynes with primary alkyl halides in the presence of a strong base like sodium amide is one of the common methods for ...

Lehre

Organische Chemie

Alkine

SCHLÜSSELBEGRIFFE UND KONZEPTE

Preparation of Alkynes: Dehydrohalogenation

<h4>Introduction</h4>
Alkynes can be prepared by dehydrohalogenation of vicinal or geminal dihalides in the presence of a strong base like sodium amide in liquid ammonia. The reaction proceeds with the loss of two equivalents of hydrogen halide (HX) via two successive E2 elimination reactions.
<img alt="Chemical reaction diagram, alkyne synthesis, 2NaNH2/NH3, hydrogen elimination, organic chemistry." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 200px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure1">
<h4>Reaction Mechanism – E2 pathway</h4>
Vicinal dihalides
In the first elimination step, the strong base abstracts the proton from the dihalide that is oriented anti to the leaving group. Since E2 reactions follow a concerted pathway, the abstraction of a proton and departure of the halide leaving group occur simultaneously to form a haloalkene.
<img alt="Birch reduction mechanism diagram, showing electron flow in organic compound reaction." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_2.svg" style="text-align: center; height: 90px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure2">
In the second elimination reaction, another equivalent of the strong base reacts with the haloalkene in a similar fashion to give the desired alkyne.
<img alt="Elimination reaction mechanism diagram, E2 mechanism, showing alkene formation from alkyl halide." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_3.svg" style="text-align: center; height: 90px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure3">
Geminal dihalides
Likewise, geminal dihalides, when treated with two equivalents of a sodium amide, undergo double dehydrohalogenation to give alkynes.
<img alt="Alkyne formation reaction; sodium amide abstracting proton; chemical equation diagram; synthesis method." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_4.svg" style="text-align: center; height: 90px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure4">
<img alt="Chemical reaction mechanism, arrow-pushing diagram, alkyne formation using sodium amide." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_5.svg" style="text-align: center; height: 90px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure5">
Terminal dihalides 
Dehydrohalogenation of terminal dihalides yields terminal alkynes as the final product. In the presence of a strong base like sodium amide, terminal alkynes get converted to acetylide ions. In such cases, a third equivalent of the base is required to complete the dehydrohalogenation of the remaining haloalkene.
<img alt="Hofmann elimination reaction; chemical equations diagram; synthesis process using NaNH2; alkyne formation." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_6.svg" style="text-align: center; height: 70px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure6">
Protonation of the acetylide ions with water or an aqueous acid completes the reaction.
<img alt="Organic reaction mechanism with sodium acetylide, water; diagram illustrating nucleophilic attack." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_7.svg" style="text-align: center; height: 50px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure7">
<h4>Application in Organic Synthesis</h4>
Dehydrohalogenation of vicinal dihalides is a useful intermediate step in the conversion of alkenes to alkynes. For example, chlorination of 1-propene gives 1,2-dichloropropane – a vicinal dihalide, which upon double dehydrohalogenation yields 1-propyne.
<img alt="Alkene to alkyne conversion diagram; chemical reaction mechanism, dichlorination, dehydrohalogenation." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_8.svg" style="text-align: center; height: 60px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure8">
Similarly, alkynes can also be synthesized from ketones via dehydrohalogenation of geminal dihalides. For example, treatment of acetone with phosphorous pentachloride yields 2,2-dichloropropane – a geminal dihalide, which undergoes double dehydrohalogenation to give 1-propyne.
<img alt="Organic synthesis mechanism; ketone to alkyne via substitution and elimination; chemical reaction diagram." src="/files/ftp_upload/11835/11835_PT_Figure_9.svg" style="text-align: center; height: 80px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure9">

Herstellung von Alkinen: Dehydrohalogenierung

Introduction
Alkynes can be prepared by dehydrohalogenation of vicinal or geminal dihalides in the presence of a strong base like sodium amide in liquid ...

Preparation of Epoxides

<h4>Overview</h4>
Epoxides result from&#160;alkene oxidation, which can be achieved by a) air, b) peroxy acids, c) hypochlorous acids, and d) halohydrin cyclization.
<h4>Epoxidation with Peroxy Acids</h4>
Epoxidation of alkenes via oxidation with peroxy acids involves the conversion of a carbon&#8211;carbon double bond to an epoxide using the oxidizing agent&#160;meta-chloroperoxybenzoic acid, commonly known as MCPBA. Since the O&#8211;O bond of peroxy acids is very weak, the addition of electrophilic oxygen of peroxy acids to alkenes occurs with ease, thereby following syn addition. Hence, the epoxides are produced with the retention of the alkene configuration.
<h4>Epoxidation via Air Oxidation</h4>
Although peroxy-mediated epoxidation is the most common method for alkene oxidation, ethylene oxide is synthesized at the industrial scale via air oxidation by treating a mixture of ethylene and air in the presence of a silver catalyst.
<h4>Cyclization of Halohydrins</h4>
Cyclization of halohydrins of alkenes in the presence of a base also yields epoxides, and the reaction follows the SN2 substitution mechanism. Hence, the nucleophile&#8212;the oxygen anion&#8212;and the leaving group&#8212;the chloride ion&#8212;must orient anti to each other in the transition state to make the halohydrins cyclization feasible.
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/12094/12094Figure 1.svg" style="text-align: center; height: 260x;" />
In noncyclic halohydrins, this anti-relationship is achieved by an internal rotation. For instance, in 1-chloro-2-methyl-2-propanol, shown in Figure 1, the hydroxyl and the chloro group are not oriented anti to each other. To achieve the anti-relationship, the carbon-bearing chloro group undergoes an internal rotation, thereby making the nucleophile attack&#8212;from the backside of the C&#8211;X bond&#8212;and the ejection of the leaving group feasible. Thus, the epoxides formed via halohydrin cyclization also retain the alkene configuration.
Similarly, the cyclic halohydrins must undergo conformational changes to achieve the anti-relationship. For example, the halohydrin of cyclohexane, shown in Figure 2, undergoes a conformational change from diequatorial to diaxial to successfully form&#160;an epoxide.
<img alt="Figure2" src="/files/ftp_upload/12094/12094Figure 2.svg" style="text-align: center; height: 120px;" />

Preparation of Epoxides via Alkene Oxidation

Herstellung von Epoxiden

Overview
Epoxides result from&#160;alkene oxidation, which can be achieved by a) air, b) peroxy acids, c) hypochlorous acids, and d) halohydrin ...

Ether, Epoxide, Sulfide

Carboxylic Acids to Methylesters: Alkylation using Diazomethane

Carboxylic acids react with diazomethane in an ether solvent via alkylation at the carboxylate oxygen atom to give methyl esters of the corresponding acid with excellent yields.
<img alt="Esterification reaction: carboxylic acid with diazomethane formula, chemical process diagram." src="/files/ftp_upload/12349/12349_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 60px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure1">
Diazomethane is a yellow gas having a boiling point of −23 °C. It is conveniently prepared by the action of a base on N-methyl-N-nitrosourea or N-methyl-N-nitrosotoluenesulphonamide.
The esterification mechanism involves the protonation of diazomethane by the carboxylic acid to yield a carboxylate salt and methyldiazonium cation. The methyldiazonium cation is highly unstable due to the presence of N≡N, which functions as an excellent leaving group.
<img alt="Chemical reaction, Curtius rearrangement equations, molecular transformation diagram." src="/files/ftp_upload/12349/12349_PT_Figure_2.svg" style="text-align: center; height: 72px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure2">
In the final alkylation step, an SN2 attack on the methyldiazonium ion by the carboxylate anion produces a methyl ester, along with the elimination of N2 gas.
<img alt="SN2 reaction mechanism diagram; nucleophile attack on carbonyl, forming new bond, expelling N2." src="/files/ftp_upload/12349/12349_PT_Figure_3.svg" style="text-align: center; height: 70px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure3">
However, diazomethane is a potentially explosive gas and requires precautions during its handling and storage. It undergoes spontaneous detonation upon contact with rough or scratched surfaces. Therefore, flame-polished glassware and a blast shield are often recommended in reactions involving diazomethane. Moreover, diazomethane is highly toxic as well as carcinogenic.
Diazomethane decomposes in the presence of heat or light to generate carbenes and eliminate nitrogen.
<img alt="Chemical reaction diagram; azide decomposition to form methylene and nitrogen under heat or light." src="/files/ftp_upload/12349/12349_PT_Figure_4.svg" style="text-align: center; height: 52px;" data-altupdatedat="1747908711000" data-alt="Figure4">

Carbonsäuren zu Methylestern: Alkylierung mit Diazomethan

Carboxylic acids react with diazomethane in an ether solvent&#160;via alkylation at the carboxylate oxygen atom&#160;to give&#160;methyl esters of the ...

Carbonsäuren

Amines to Alkenes: Hofmann Elimination

Alkenes can be obtained from amines via an E2 elimination. The amine is first converted into a good leaving group, such as a quaternary ammonium salt. This is accomplished by treating the amine with an excess of alkyl halide, which results in a halide salt. Next, the halide salt is transformed into a hydroxide salt that functions as a base to enable elimination.
Under thermal conditions, the hydroxide can abstract a proton from the &#946; carbon; this generates an alkene with the simultaneous release of a neutral amine molecule. This elimination process is called the Hofmann elimination. For the elimination to occur, the &#946; proton and tertiary amine group must be positioned opposite or anti-periplanar to each other. This reaction yields the less substituted alkene as the major product, also known as the Hofmann product.

Amine zu Alkenen: Hofmann-Eliminierung

Alkenes can be obtained from amines via an E2 elimination. The amine is first converted into a good leaving group, such as a quaternary ammonium salt. ...

Amine

&alpha;-Alkylation of Ketones via Enolate Ions

Ketones with &#945; protons are deprotonated by strong bases like lithium diisopropylamide (LDA) to form enolate ions. The anion is stabilized by resonance, and its hybrid structure exhibits negative charges on the carbonyl oxygen and the &#945; carbon. This ambident nucleophile can attack an electrophile via two possible sites: the carbonyl oxygen, known as O-attack, or the &#945;&nbsp;carbon, known as C-attack. The nucleophilic attack via the carbanionic site is preferred. This is due to the strong interaction of the positive counterpart of the base with the anionic oxygen, which restricts the approaching electrophile, making the reaction less favorable. Also, the product obtained through C-attack is more stable than that obtained through O-attack, as the stronger C=O &#960; bond is retained in the former, whereas a weaker C=C &#960; bond is preserved in the latter.
A subsequent reaction of the enolate with electrophiles such as alkyl halides produces an &#945;-alkylated ketone via the SN2 pathway. The &#945;-alkylation of ketones is achieved with the halides of primary alkyl, benzyl, and allylic groups. With secondary and tertiary alkyl halides, elimination predominates over substitution.

Facile Vorbereitung von (2

Zusammenfassung

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