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  • Références
  • Réimpressions et Autorisations

Résumé

Les procédures expérimentales représentatifs pour la synthèse de N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamides et conversion subséquente de dérivés phthalan et phénéthylamine sont présentés en détail.

Résumé

Décomposition de N- tosyl-1,2,3-triazoles avec dimère de l’acétate de rhodium en présence d’alcools forme synthétique polyvalent N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamides, qui réagissent dans une variété de conditions s’offrir utile N- et O -contenant des composés. Ajout d’acido-catalysée des alcools ou des thiols en N-(2-alkoxyvinyl) contenant du sulfonamide phtalanes donne accès aux cétals et thioketals, respectivement. La réduction sélective du groupe vinyle N-(2-alkoxyvinyl) contenant du sulfonamide phtalanes par hydrogénation donne le phthalan correspondant avec un bon rendement, alors que la réduction avec aluminumhydride de bis (2-méthoxyéthoxy) de sodium génère un cycle ouvert phénéthylamine analogique. Parce que l' N-(2-alkoxyvinyl) groupe fonctionnel sulfamide est synthétique souple, mais souvent hydrolytiquement instable, ce protocole met l’accent sur les techniques clés dans la préparation, la manipulation et réagir ces substrats pivotales dans plusieurs utiles transformations.

Introduction

Rhodium (II)-azavinyl carbenoids ont récemment émergé comme un intermédiaire réactif exceptionnellement polyvalent en cours de route à de nombreux produits précieux. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 en particulier, beaucoup de nouvelles utilisations de ces intermédiaires pour la production des hétérocycles10 ont fourni chimistes avec les stratégies de synthèse nouvelles et efficaces. À cette fin, notre groupe a initié le développement d’un nouveau protocole pour la synthèse de phtalanes11 qui miserait sur les avancées récentes dans l’inter - et intramoléculaires ajouts des nucléophiles à base d’oxygène à Rh (II)-azavinyl carbenoids dérivé de N-sulfonyl-1,2,3-triazoles. 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 notre approche comporte un protocole simple en deux étapes pour transformer les alcynes terminaux tels que 1 N-sulfonyl-1,2,3-triazoles 2 portant un alcool pendants (Figure 1). Par la suite, une dénitrogénation catalysée par le Rh II / 1, 3-OH insertion cascade de 2 fournit phtalanes 3 ayant un réactif N-(2-alkoxyvinyl) groupe fonctionnel sulfamide.

Depuis le N-(2-alkoxyvinyl) portion de sulfonamide est potentiellement un polyvalent, mais relativement sous-explorée N- et O-contenant synthon,16,17,18, 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 nous nous sommes intéressés à l’étude de la réactivité de son système d’énol-éther/ene-sulfonamide fusionné dans une variété de conditions (Figure 2). Après le dépistage de différents protocoles de réducteurs, deux méthodes ont été identifiés qui a conduit à phthalan stable et/ou de produits contenant du phénéthylamine (Figure 2, 3 → 4/5). Tout d’abord, on a découvert qu’une hydrogénation standard de N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamide 3 a avec catalyseur palladium sur carbone (Pd/C) réduit sélectivement la liaison C = C pour donner des phthalan 4. Sinon, traitement de 3 a avec hydrure d’aluminium sodium bis (2-méthoxyéthoxy) dans l’éther diéthylique/toluène fournit la phénéthylamine unique substitués dérivés 5. Nous croyons que les deux de ces transformations sont précieuses, car elles conduisent à des classes de produits à activité biologique potentielle y compris neuroactive propriétés découlant de la phénéthylamine embarqué et dans le cas de 4, metal-chélation via le cis- orienté N- et O-atomes.

Tout en étudiant les ajouts favorisée par l’acide pour exploiter la liaison C = C riche en électrons de 3 a, il a été constaté que le traitement de ce composé avec le chlorure de triméthylsilyle catalytique en présence d’alcools ou un thiol donné cétals 6 a-c et thiocétal 6e, respectivement, tout en conservant le cadre phthalan bicycliques. Par ailleurs, en remuant 3 a dans un 1:1 eau/acide acétique solution des rendements stables hémicétal 6D.

Protocole

1. synthèse du N -Tosyl Triazole 2 a : (2-(1-tosyl-1H-1,2,3-triazol-4-yl) phényl) méthanol

  1. Ajouter une barre d’agitation magnétique PTFE 3 x 10 mm, 139 d’alcool 2-ethynylbenzyl et 20 mg de cuivre (i) thiophenecarboxylate (CuTC) dans un flacon de micro-ondes séché au four 2 à 5 mL et sceller le flacon en toute sécurité avec un septum chapeau et une sertisseuse. En raison de l’échauffement rapide de la micro-onde, toujours utiliser un nouveau flacon et le bouchon qui sont exempts de tout défaut et assurez-vous que le bouchon est sécurisé et correctement ajusté.
  2. Enlever l’air le flacon sous vide et recharge avec gaz argon trois fois.
  3. Ajouter 4 mL de chloroforme anhydre par seringue et commencer d’agitateur magnétique.
  4. Ajouter 0,15 mL de p-toluènesulfonyle azoture (TsN3) goutte à goutte par seringue. Attention ! p- Azoture de toluènesulfonyle est potentiellement explosive28 et doit être manipulé à l’aide d’un équipement de protection individuelle approprié.
  5. Chauffer le flacon scellé micro-ondes à 100 ° C dans un réacteur de four à micro-ondes pendant 15 min. attention ! Ne pas utiliser un four à micro-ondes standard ou une unité non autorisé pour la synthèse chimique.
    Remarque : Un réacteur commercial micro-ondes a été utilisé dans le présent protocole. Le niveau d’absorption a été mis sur « normal » et le taux d’agitation a été maintenu à 600 tours par minute (tr/min). Il est probable que les autres réacteurs de micro-ondes conçus pour la synthèse chimique fonctionne également pour ce protocole, bien que le moment idéal, la température et autres paramètres peuvent varier.
  6. La cuve de réaction à la température ambiante se refroidir rapidement (~ 2-3 min) à l’aide d’un jet d’air comprimé et de transférer le mélange réactionnel dans un ballon à fond rond de 100 mL. Laver la fiole de réaction avec une autre 2 x 10 mL de dichlorométhane de transférer n’importe quel produit brut résiduel dans le ballon à fond rond de 100 mL.
  7. Ajouter ~1.5 g de gel de silice dans le même ballon à fond rond et éliminer les solvants à l’aide d’un évaporateur rotatif.
  8. Fermement, emballer le silicagel adsorbé avec le brut produit dans une cartouche pleine charge et attacher à une colonne de gel de silice préemballages 12 g pour chromatographie flash automatique.
    NOTE : Un système d’épuration automatisée, cartouche de charge solide et g 12 colonne de gel de silice est utilisé dans le présent protocole. Débits de solvant étaient maintenues à environ 30 mL/min. Automated flash chromatographie n’est pas requise pour la purification ; chromatographie flash classique peut également être utilisée. Cependant, nous privilégions automatisation car il permet généralement d’isoler les composés 2 a aussi rapidement que possible avant décomposition notable se produit.
  9. Exécutez la colonne à l’aide d’un gradient continu 0 - 100 % d’acétate d’éthyle dans hexanes durant 15 min en commençant par pures hexanes et se terminant avec l’acétate d’éthyle pur. Recueillir le pic majeur tel qu’indiqué par l’absorbance UV à 254 nm et concentré le combiné, les fractions correspondantes sur un évaporateur rotatif pour obtenir le produit purifié 2 a comme un solide blanc cassé.
    NOTE : Triazole 2 a a été généralement reconnue comme stable lorsqu’il est stocké sous forme de solide sous argon à 2-5 ° C pendant 1 à 2 semaines. Toutefois, certains lots du produit dégradent plus rapidement que d’autres, peut-être en raison de la contamination de DCl de CDCl3. Par conséquent, nous recommandons analysant la pureté du produit par RMN CDCl3 neutralisé avec K2CO3 et l’utiliser immédiatement dans des réactions subséquentes pour de meilleurs résultats.

2. synthèse du N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamide phthalan 3 a : (Z) -N-(isobenzofuran-1(3H)-ylidenemethyl) -4 - methylbenzenesulfonamide

  1. Ajouter une barre d’agitation magnétique PTFE 3 x 10 mm et 4,6 mg du dimère de l’acétate de rhodium un 0.5 séché au four - flacon de 2 mL à micro-ondes et sceller le flacon en toute sécurité avec un septum chapeau et une sertisseuse. En raison de l’échauffement rapide de la micro-onde, toujours utiliser un nouveau flacon et le bouchon qui sont exempts de tout défaut et assurez-vous que le bouchon est sécurisé et correctement ajusté.
  2. Enlever l’air le flacon sous vide et recharge avec gaz argon trois fois.
  3. Sous atmosphère d’argon, dissoudre 152 mg de triazole 2 a dans 1 mL de chloroforme anhydre et transférer la solution obtenue dans le récipient de micro-ondes par seringue. Rincer le ballon contenant résiduelle triazole deux fois avec une autre 2 mL de chloroforme et transférer dans le même récipient micro-ondes pour s’assurer que tous les matériaux sont transférée.
  4. Chauffer le flacon scellé micro-ondes à 100 ° C dans un réacteur de four à micro-ondes pendant 1 h. attention ! Ne pas utiliser un four à micro-ondes standard ou une unité non autorisé pour la synthèse chimique.
    Remarque : Un réacteur commercial micro-ondes a été utilisé dans le présent protocole. Le niveau d’absorption a été mis sur « normal » et le taux d’agitation a été maintenu à 600 tours par minute (tr/min). Il est probable que les autres réacteurs de micro-ondes conçus pour la synthèse chimique fonctionne également pour ce protocole, bien que le moment idéal, la température et autres paramètres peuvent varier.
  5. La cuve de réaction à la température ambiante se refroidir rapidement (~ 2-3 min) à l’aide d’un jet d’air comprimé et filtrer sur une fiche courte de gel de silice, élution avec l’acétate d’éthyle.
  6. Concentré de bain le filtrat dans l’abstrait à l’aide d’un évaporateur rotatif avec une eau tiède (environ 30 ° C) pour obtenir le produit dans la pureté suffisante pour être utilisé immédiatement pour des réactions subséquentes.
    Remarque que le produit se décompose rapidement (moins de 1 h) dans des conditions légèrement acides comme dans CDCl3 contenant DCl résiduelle et progressivement (dans 1 - 3d) lorsqu’il est conservé pur sous argon à 3-5 ° C. Par conséquent, nous recommandons analysant la pureté du produit par RMN CDCl3 neutralisé avec K2CO3 et l’utiliser immédiatement dans des réactions subséquentes pour de meilleurs résultats.
  7. Si nécessaire, purifier le produit par chromatographie sur gel de silice utilisant un gradient de 0 - 75 % d’acétate d’éthyle dans hexanes durant 15 min en commençant par pures hexanes et se terminant avec 75 % d’acétate d’éthyle dans hexanes.
    NOTE : Un système d’épuration automatisée, cartouche de charge solide et g 12 colonne de gel de silice est utilisé dans le présent protocole. Débits de solvant étaient maintenues à environ 30 mL/min. Automated flash chromatographie n’est pas requise pour la purification ; chromatographie flash classique peut également être utilisée. Cependant, nous privilégions automatisation car il permet généralement d’isoler composé 3 a aussi rapidement que possible avant la décomposition notable se produit.

3.Synthèse de Phthalan 4 :-((1,3-dihydroisobenzofuran-1-yl)methyl)-4-methylbenzenesulfonamide N

  1. Dans une fiole 25 mL d’à fond rond avec une barre magnétique mélanger, dissoudre 211 mg de phthalan fraîchement préparé 3 a dans 15 mL d’éthanol absolu sous atmosphère d’argon.
  2. Ajouter 149 mg de 10 wt % de palladium sur carbone au ballon, en prenant soin de minimiser l’exposition à l’air. Attention ! Il est très important de veiller à ce que le mélange réactionnel est sous une atmosphère d’argon ou d’azote. Palladium sur carbone peut s’enflammer en présence d’air, hydrogène ou un solvant inflammable. Portez tous les équipement de protection individuelle approprié et proactivement garder un extincteur de flamme ou un seau de sable à proximité d’éteindre les flammes.
  3. Remplir un ballon de latex standard solidement fixé à une seringue contenant du gaz hydrogène. Ne pas dépasser la capacité recommandée du ballon.
  4. Fixer le ballon et la seringue dans la cuve de réaction à l’aide d’une aiguille à pénétrer dans le septum. Vérifier qu’il n’y a pas de fuites dans le ballon ou la cloison.
  5. Pour remplacer l’atmosphère d’argon à l’hydrogène, appliquer un faible vide dans la cuve de réaction tout en pinçant au large de l’info-bulle, puis après l’arrêt de l’aspirateur, remplir le réservoir avec du gaz d’hydrogène. Répéter deux fois.
  6. Remuer la réaction pendant 24 h, puis enlever le ballon.
  7. Purger le ballon avec gaz argon et puis filtrer la solution à travers un bouchon de gel de silice à élution avec l’acétate d’éthyle. Soigneusement jeter le gel de silice, contenant du palladium par le mélange avec de l’eau de mouillage et de placer dans un récipient hermétique de déchets solid.
  8. Éliminer le solvant sous vide afin de fournir le produit.

4. synthèse de la phénéthylamine 5 : N-(2-(hydroxyméthyl) phénéthyl) -4-methylbenzenesulfonamide

  1. Dans un ballon à fond rond de 10 mL, dissoudre 169 mg de phthalan fraîchement préparé 3 a 5 ml d’éther diéthylique sous atmosphère d’argon.
  2. Laisser refroidir le mélange réactionnel à 0 ° C à l’aide d’un bain de glace et puis ajouter lentement 0,52 mL d’une solution à wt ~ 60 % de l’hydrure d’aluminium de sodium bis (2-méthoxyéthoxy) dans le toluène. Attention ! Hydrure d’aluminium de sodium bis (2-méthoxyéthoxy) réagit violemment avec l’eau. N’utilisez ce réactif dans une atmosphère inerte, exempt d’humidité.
  3. Remuer le mélange réactionnel pendant 18 heures à température ambiante.
  4. Laisser refroidir le mélange réactionnel à 0 ° C et ensuite soigneusement ajouter 0,5 mL de méthanol goutte à goutte plus 2 min. remuer un 2 mn supplémentaires à 0 ° C. Attention ! Addition de méthanol à hydrure d’aluminium de sodium bis (2-méthoxyéthoxy) est exothermique. S’assurer que la solution est suffisamment froide et prendre soin d’éviter d’ajouter du méthanol tout à la fois.
  5. À 0 ° C, ajouter 0,6 mL de solution aqueux saturée de chlorure d’ammonium, enlever le bain de glace et remuez pendant 5 min à température ambiante.
  6. Versez la solution obtenue dans une ampoule à décanter contenant 90 mL d’acide chlorhydrique 1M et extraire la phase aqueuse avec 60 mL d’acétate d’éthyle trois fois.
  7. Laver les couches organiques combinées avec 30 mL d’eau, puis 30 mL de saumure avant de sécher sur sulfate de sodium.
  8. Filtrer sur le sulfate de sodium à l’aide d’un entonnoir Buchner et concentrer le filtrat dans le vide pour obtenir le produit brut phénéthylamine.
    Remarque : En règle générale, le produit est suffisamment pur après cette étape, mais parfois les contaminants provenant de la décomposition de N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamide phthalan 3 a peuvent être présents.
  9. Si nécessaire, purifier le produit par chromatographie sur gel de silice à l’aide d’un gradient de 0 - 100 % d’acétate d’éthyle dans hexanes durant 15 min en commençant par pures hexanes et se terminant avec l’acétate d’éthyle pur.
    NOTE : Un système de purification, cartouche de charge solide et g 12 colonne de gel de silice est utilisé dans le présent protocole. Débits de solvant étaient maintenues à environ 30 mL/min. Automated flash chromatographie n’est pas requise pour la purification ; chromatographie flash classique peut également être utilisée.

5. synthèse des cétals 6C :-((1-(2-hydroxyethoxy)-1,3-dihydroisobenzofuran-1-yl)methyl)-4-methylbenzenesulfonamide N

  1. Dans une fiole 10 mL d’à fond rond avec une barre de mélanger, dissoudre 211 mg de phthalan fraîchement synthétisées 3 a dans 2 mL d’éthylène glycol sous une atmosphère d’air et commencer l’agitation.
  2. À l’aide d’une seringue de 1 mL équipée d’une aiguille de 18 calibre, ajouter 1 goutte de chlorure de triméthylsilyle à la solution en remuant.
  3. Placez un septum en caoutchouc sur le ballon avec une aiguille aération ouverte à l’air et agiter le mélange réactionnel pendant 18 heures à température ambiante.
  4. Transférer le mélange réactionnel dans une ampoule à décanter de 125 mL, rinçage avec 50 mL de dichlorométhane, puis ajouter 10 mL de bicarbonate de soude aqueux saturé et 40 mL d’eau désionisée.
  5. Mélanger vigoureusement, souvent, de ventilation et de séparer la couche organique dans un flacon propre. Extrait de la couche aqueuse supplémentaire trois fois avec 30 mL de dichlorométhane à chaque fois.
  6. Combiner les couches organiques et sécher sur sulfate de sodium.
  7. Filtrer sur le sulfate de sodium à l’aide d’un entonnoir Buchner et concentrer le filtrat sur un évaporateur rotatif.
  8. Dissoudre le brut produit dans 10 mL de dichlorométhane, ajouter environ 750 mg de gel de silice au mélange et enlever le solvant à l’aide d’un évaporateur rotatif.
  9. Fermement, emballer le silicagel adsorbé avec le brut produit dans une cartouche pleine charge et attacher à une colonne de gel de silice préemballages 12 g pour chromatographie flash automatique.
    NOTE : Un système de purification, cartouche de charge solide et g 12 colonne de gel de silice est utilisé dans le présent protocole. Débits de solvant étaient maintenues à environ 30 mL/min. Automated flash chromatographie n’est pas requise pour la purification ; chromatographie flash classique peut également être utilisée.
  10. Exécutez la colonne à l’aide d’un gradient continu 0 - 70 % d’acétate d’éthyle dans hexanes durant 15 min en commençant par pures hexanes et se terminant avec l’acétate d’éthyle pur. Recueillir le pic majeur tel qu’indiqué par l’absorbance UV à 254 nm et concentré le combiné, les fractions correspondantes sur un évaporateur rotatif pour obtenir le produit purifié 6C comme un solide blanc cassé.

Résultats

Tous les composés dans cette étude ont été caractérisés par 1H et de 13C-RMN et de spectrométrie de masse d’ionisation par électrospray (ESI-MS) pour confirmer la structure du produit et d’évaluer la pureté. Principales données composés représentatifs sont décrites dans cette section.

Les données spectrales sont en bon accord avec la structure de triazole de 2 a (

Discussion

Triazoles 2 a et b peut être proprement obtenu via un Cu (I)-catalysée par cycloaddition d’azoture-alcyne [3 + 2] (CuAAC) à l’aide de CuTC comme catalyseur. Notamment, triazole 2 a est plus efficacement générée à haute température via un reflux standard dans le chloroforme pour 3 h ou chauffage à 100 ° C pendant 15 min dans un réacteur de micro-ondes (à noter que le temps peut varier selon l’efficacité de micro-ondes) ; Cependant, triazole 2 b est plu...

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été financé par Hamilton College et Edward et Virginia Taylor Fund pour étudiant/professeur de recherche en chimie.

matériels

NameCompanyCatalog NumberComments
2-Ethynylbenzyl alcohol, 95%Sigma Aldrich520039
Copper (I) thiophene-2-carboxylateSigma Aldrich682500
Chloroform, ≥99%Sigma Aldrich372978
Toluenesulfonylazide, 99.24%Chem-Impex International26107Potentially explosive
Dichloromethane, ≥99.5%Sigma Aldrich320269
Rhodium (II) acetate dimer, 99%Strem Chemicals45-1730
Silica Gel, 32-63, 60AMP Biomedicals Inc.2826For silica gel plugs
HexanesSigma Aldrich178918
Ethyl acetateSigma Aldrich439169
Chlorofom-DSigma Aldrich151823
Ethylene glycolSigma Aldrich293237
Chlorotrimethylsilane, 98%Acros11012
Sodium bicarbonateSigma AldrichS6014Dissolved in deionized water to prepare a saturated aqueous solution
Sodium sulfateFisher ScientificS429
Ethyl alcohol, absolute - 200 proofAaper Alcohol and Chemical Co.82304
10 wt% Palladium on carbonSigma Aldrich520888Can ignite in the presence of air, hydrogen gas, and/or a flammable solvent
Hydrogen gasPraxairUN1049
Diethyl etherSigma Aldrich309966
60 wt% sodium bis(2-methoxyethoxy)aluminum hydride solution in tolueneSigma Aldrich196193Reacts violently with water
MethanolSigma Aldrich34966
Ammonium chlorideFisher ScientificA661Dissolved in deionized water to prepare a saturated aqueous solution
Hydrochloric acid, 37%Sigma Aldrich258148Dissolved in deionized water to prepare a 1M solution
Sodium ChlorideSigma AldrichS25541Dissolved in deionized water to prepare a saturated aqueous solution
2-5 mL Microwave vialsBiotage355630
Microwave vial capsBiotage352298
RediSep Rf Gold Normal Phase, Silica Columns, 20 – 40 micronTeledyne Isco69-2203-345For column chromatography
BalloonsCTI Industries Corp.912100For hydrogenation
Biotage Initiator+ Microwave ReactorBiotage356007

Références

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