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Résumé

Dans les présentes, les protocoles détaillés pour l’iodation oxydative des alcynes terminaux utilisant des réactifs d’iode hypervalent sont présentés, dont chimiosélective donner 1-iodoalcynes, 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-triiodoalkenes.

Résumé

Nous présentons la synthèse chimiosélectif de 1-(iodoethynyl) -4-méthylbenzène, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-méthylbenzène et 1-méthyl - 4-(1,2,2-triiodovinyl) benzène comme exemples représentatifs pour la préparation pratique chimiosélective de 1-iodoalcynes , 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane-triiodoalkenes de l’iodation de chimiosélective des alcynes terminaux médiée par les réactifs hypervalents-iode. La chimiosélectivité a été confirmée à l’aide de p- tolylethyne comme substrat modèle pour dépister une variété de sources d’iode et/ou les réactifs hypervalents-iode. Une combinaison de tetrabutylammonium iodure (TBAI) et (diacétoxyiodo) benzène (PIDA) génère sélectivement 1-iodoalcynes, alors qu’une combinaison de KI et PIDA génère 1,2-diiodoalkenes. Une synthèse one-pot basée sur deux TBAI-PIDA et KI-PIDA donne le triiodoalkenes-1,1,2 correspondant. Ces protocoles ont été ensuite appliqués à la synthèse de synthétiquement important aromatiques et aliphatiques 1-iodoalcynes, 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-triiodoalkenes, qui ont été obtenus avec un bon rendement avec excellent chimiosélectivité.

Introduction

Iodoalcynes et iodoalkenes sont des précurseurs importants largement utilisés et blocs de construction en synthèse organique1,2,3,4, substances biologiquement actives et utiles dans la synthèse de matériaux et molécules complexes, étant donnés la facilité de conversion de la C-j’ai coller5,6,7,8. Ces dernières années, l’iodation oxydative des alcynes terminaux a attiré plus d’attention à la synthèse de dérivés iodoalkyne et iodoalkene. Jusqu'à présent, efficaces des méthodes qui utilisent des catalyseurs métalliques9,10,11,12, hypervalents-iodonium catalyseurs13,14, un système d’oxydation anodique 15, systèmes liquides ioniques16, KI (ou j’ai2)-oxydant combinaisons17,18,19,20, échographie21, catalyseurs de transfert de phase 22, N- iodosuccinimide9,22,23,24,25, n- BuLi26,27, 28 , 29 , 30 , 31et de réactifs de Grignard32morpholine catalyseurs17,33,24,35 ont été développés pour l’iodation des alcynes. Récemment, nous avons rapporté un protocole chimiosélective et pratique pour la synthèse de 1-iodoalcynes, 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-triiodoalkenes36. Les caractéristiques de cette méthode sont vertes et pratique : (1) la toxicité des catalyseurs de l’iode hypervalent comme réactifs de fonctionnalisation oxydatif est faible par rapport aux autres oxydants classiques de base heavy-metal37,38, 39,40,41,42et (2) TBAI et/ou KI est utilisé comme sources d’iode. En outre, notre système offre excellente sélectivité dans des conditions douces. La synthèse de chimiosélective du 1-iodoalcynes, 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane-triiodoalkenes nécessite un contrôle précis sur les divers facteurs, dont la composition, l’oxydant, la source de l’iode et le solvant. Parmi ceux-ci, la source de l’iode est le facteur le plus important pour la chimiosélectivité de la réaction. Après la projection de plusieurs types et charges de la source d’iode ainsi que les solvants, les trois méthodes ont été identifiés et mis en place. Tout d’abord, TBAI comme source d’iode en combinaison avec PIDA (TBAI-PIDA) est sélectif pour la synthèse du 1-iodoalcynes. Par ailleurs, 1, 2-diiodoalkenes sont obtenus efficacement en utilisant un système de KI-PIDA. Les deux méthodes s’offrir les produits correspondants à haut rendement et haute chimiosélectivité. Le tri-iodinationproducts correspondant, c'est-à-dire., 1,1,2-triiodoalkenes, ont été obtenus avec un bon rendement de la synthèse monotope qui combinent la TBAI-PIDA et KI-PIDA systèmes36.

Ici, nous allons démontrer comment la chimiosélectivité pour l’iodation des alcynes terminaux peut être orientée de 1-iodoalcynes de 1, 2-diiodoalkenes et de 1,1,2-triiodoalkenes dans des conditions de réaction similaires, mettant en évidence le contrôle précis qui peut être exercée en choisissant judicieusement oxydant, source d’iode et solvant. Pour le développement de cette nouvelle technique synthétique, p- tolylethyne a été utilisé comme substrat modèle. Bien que les protocoles suivants se concentrent sur la synthèse de 1-(iodoethynyl) -4-méthylbenzène, (E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-méthylbenzène et 1-méthyl - 4-(1,2,2-triiodovinyl) benzène, ces composés sont représentatifs pour 1-iodoalcynes, 1, 2 - diiodoalkenes et 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane-triiodoalkenes, respectivement, par exemple, les protocoles sont larges dans le champ d’application, et la même technique peut être appliquée à l’iodation chimiosélective des alcynes terminaux aromatiques et aliphatiques,36.

Réactifs utilisés dans l’iodation chimiosélective des alcynes terminaux et petites déviations par les techniques décrites entraînent des différences spectaculaires en ce qui concerne les produits de la cible. Par exemple, changer de source d’iode de TBAI à KI et changeant de solvant de CH3CN à un CH3CN-H2O a un impact dramatique sur la chimiosélectivité de l’iodation. Le protocole détaillé vise à aider les nouveaux praticiens dans le domaine avec l’iodation chimiosélective des alcynes terminaux afin d’éviter les nombreux pièges communs au cours de la synthèse du 1-iodoalcynes, 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane-triiodoalkenes.

Protocole

1. synthèse du 1-(Iodoethynyl) -4-méthylbenzène (2, 1-iodoalcynes)

  1. Ajouter 133 mg (0.36 mmol) de TBAI et 3 mL de CH3CN à un tube à essais contenant un barreau d’agitateur magnétique, qui est ouvert à l’air. Puis, ajouter 38 μL (0,3 mmol) de p- tolylethyne à l’aide d’une microseringue du mélange.
  2. Ajouter 96,6 mg (0,3 mmol) de PIDA au milieu réactionnel vigoureusement agité en 10 parties sur une période de 20 min à l’aide d’une spatule.
  3. Remuer le mélange réactionnel à température ambiante pendant 3 h.
  4. Versez le mélange dans une ampoule à décanter contenant 30 mL d’eau et étancher avec aqueuse Na2S2O3 (10 %, 0,5 mL). Extrait de la couche aqueuse trois fois avec 10 mL d’acétate d’éthyle.
  5. Laver les couches organiques combinées avec 10 mL de saumure saturée et sécher sur sulfate de sodium anhydre (0,5 g).
  6. Filtrer sur le sulfate de sodium à l’aide d’un entonnoir Buchner et concentrer le filtrat sous pression réduite pour obtenir le produit brut.
  7. Purifier le produit brut par chromatographie sur gel de silice à l’aide d’hexane comme l’éluant ; le produit pur, 1-(iodoethynyl) -4-méthylbenzène, est obtenu comme un liquide jaune clair (71,9 mg, 99 % de rendement ; Rf= 0,79).
  8. Analyser le produit en 1H 13la spectroscopie RMN du 13C et chromatographie liquide haute performance (HPLC).

2. synthèse du (E) -1-(1,2-Diiodovinyl)-4-méthylbenzène (3, 1, 2-Diiodoalkenes)

  1. Ajouter 124,5 mg (0,75 mmol) de KI et 1 mL de CH3CN à un tube à essais contenant un barreau d’agitateur magnétique, qui est ouvert à l’air. Puis, ajouter 38 μL (0,3 mmol) de p- tolylethyne et 3 mL d’H2O au mélange via une microseringue.
  2. Ajouter 96,6 mg (0,3 mmol) de PIDA au milieu réactionnel vigoureusement agité en 10 parties sur une période de 20 min à l’aide d’une spatule.
  3. Remuer le mélange réactionnel à température ambiante pendant 24h.
  4. Versez le mélange dans une ampoule à décanter contenant 30 mL d’eau, étancher avec aqueuse Na2S2O3 (10 %, 1 mL) et extraire la couche aqueuse trois fois avec 10 mL d’acétate d’éthyle.
  5. Laver les couches organiques combinées avec 10 mL de saumure et sécher sur sulfate de sodium anhydre (0,5 g).
  6. Filtrer sur le sulfate de sodium à l’aide d’un entonnoir Buchner et concentrer le filtrat sous pression réduite pour obtenir le produit brut.
  7. Purifier le produit brut par chromatographie sur gel de silice à l’aide d’hexane comme l’éluant. Le produit pur, (E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-méthylbenzène, est obtenu comme un liquide jaune clair (111,9 mg, 98 % de rendement ; Rf = 0,84).
  8. Analyser le produit par 1H et spectroscopie RMN du 13C 13ainsi que HPLC.

3. synthèse de la 1-méthyl - 4-(1,2,2-Triiodovinyl) benzène (4, 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane-Triiodoalkenes)

  1. Ajouter 133 mg (0.36 mmol) de TBAI et 1 mL de CH3CN à un tube à essais contenant un barreau d’agitateur, qui est ouvert à l’air. Puis, ajouter 38 μL (0,3 mmol) de p- tolylethyne à l’aide d’une microseringue.
  2. Ajouter 96,6 mg (0,3 mmol) de PIDA au milieu réactionnel vigoureusement agité en 10 parties sur une période de 20 min à l’aide d’une spatule. Remuer le mélange réactionnel pendant 3 h à température ambiante.
  3. Ajouter 124,5 mg (0,75 mmol) de KI dans 3 mL de H2O au mélange réactionnel.
  4. Ajouter 193,2 mg (0,6 mmol) de PIDA au milieu réactionnel en 10 parties sur une période de 20 min à l’aide d’une spatule. Incorporer le mélange de réaction pour un autre 3 h à température ambiante.
  5. Ajouter un autre mg 124,5 (0,75 mmol) de KI dans 3 mL de H2O et 1 mL de CH3CN au mélange réactionnel.
  6. Ajouter un autre mg 193,2 (0,6 mmol) de PIDA au milieu réactionnel en 10 parties sur une période de 20 min à l’aide d’une spatule. Remuer le mélange réactionnel pour encore 12 h à température ambiante.
  7. Versez le mélange dans une ampoule à décanter contenant 30 mL d’eau, étancher avec aqueuse Na2S2O3 (10 %, 2 mL) et extraire la couche aqueuse trois fois avec 10 mL d’acétate d’éthyle.
  8. Laver les couches organiques combinées avec 10 mL de saumure et sécher sur sulfate de sodium anhydre (0,5 g).
  9. Filtrer sur le sulfate de sodium à l’aide d’un entonnoir Buchner et concentrer le filtrat sous pression réduite pour obtenir le produit brut.
  10. Purifier le produit brut par chromatographie sur gel de silice à l’aide d’hexane pour obtenir le produit pur, 1-méthyl - 4-(1, 2, 2-triiodovinyl) benzène, sous forme de liquide jaune (138,4 mg, 93 % de rendement ; Rf = 0,79).
  11. Analyser le produit par 1H et spectroscopie RMN du 13C 13ainsi que HPLC.

4. détermination de la sélectivité pour les Mono-, Di- ou Tri-iodation des alcynes terminaux par HPLC

Remarque : La sélectivité pour les mono-, di-, tri-iodation des alcynes a été déterminée par HPLC. HPLC a été réalisée sur un instrument à l’aide d’un 5 μm, colonne de 4,6 mm × 150 mm, CH3CN/H2O = 75/25 (v/v) comme solvant, un débit de 1,0 mL/min et une longueur d’onde du détecteur de λ = 254 nm.

  1. Préparation de la solution étalon externe pour HPLC
    1. Peser avec précision 2 (1-(iodoethynyl) -4-méthylbenzène ; 9,58 mg, 39.58 × 10-3 mmol), 3 ((E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-méthylbenzène ; 19,29 mg, 52.14 × 10-3 mmol) et 4 (1-méthyl - 4-(1,2,2- benzène triiodovinyl) ; 11,10 mg, 22.38 × 10-3 mmol).
    2. Mélanger, dissoudre ces trois composés dans 1 mL de CH3NC et diluer la solution mère 100 fois avant d’effectuer la séparation HPLC.
    3. Déterminer le rapport d’aire maximale (%) de chaque produit sur le chromatogramme HPLC.
    4. Calculer le ratio de l’absorptivité molaire de chaque composé selon la formule suivante :
      Ε 2 : ε3 : ε4 =2/n2 :3/n3 : un4/n4
      où ε est l’absorptivité molaire, A la surface du PIC et n la masse molaire.
  2. Calculer la chimiosélectivité selon la formule suivante :
    n2 : n3 : n4 = un2/ε2 : une3/ε3 : une4/ε4

Résultats

La synthèse de chimiosélectif de 1-iodoalcynes, 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane-triiodoalkenes, basé sur l’iodation oxydative de p- tolylethyne est résumée dans la Figure 1. Toutes les réactions ont été exposées à l’air. Tous les composés dans cette étude ont été caractérisés en 1H 13C RMN, spectrométrie de masse et HPLC pour accéder à la structure du produit et la sélectivité de la réaction, a...

Discussion

1-iodoalcynes, 1, 2-diiodoalkenes et 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane-triiodoalkenes peuvent être chimiosélective synthétisé utilisant des réactifs d’iode hypervalent comme un médiateur efficace pour iodination(s) oxydatif. Les facteurs les plus critiques de ces protocoles d’iodation chimiosélective sont la nature et le chargement de la source d’iode, ainsi que le solvant. Par exemple, 1-iodoalkyne 2 a été obtenue comme produit principal (52 % rendement) lorsque TBAI (2,5 equiv chargement) ...

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien d’extraordinaire à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par la Nature Science Fondation nationale de Chine (21502023).

matériels

NameCompanyCatalog NumberComments
4-ethynyltoluene,98%Energy ChemicalD080006
phenylacetylene,98%Energy ChemicalW330041
1-ethynyl-4-methoxybenzene,98%Energy ChemicalD080007
1-ethynyl-4-fluorobenzene,98%Energy ChemicalD080005
4-(Trifluoromethyl)phenylacetylene, 98%Energy ChemicalW320273
4-Ethynylbenzoic acid methyl ester,97%Energy ChemicalA020720
3-Aminophenylacetylene,97%Energy ChemicalD080001
3-Butyn-1-ol,98%Energy ChemicalA040031
Propargylacetate,98%Energy ChemicalL10031
Tetrabutylammonium Iodide,98%Energy ChemicalE010070
Potassium iodide,98%Energy ChemicalE010364
(diacetoxyiodo)benzene,99%Energy ChemicalA020180
acetonitrile, HPLC gradefischerA998-4
magnetic stirrerIKA
rotary evaporatorBuchi
Bruker AVANCE III 400 MHz Superconducting FourierBruker
High-performance liquid chromatographyShimadzu

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