Name: metal-free synthesis of ynones from acyl chlorides and potassium alkynyltrifluoroborate salts
Uploaded: 2015-02-24T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Metal-free Synthesis of Ynones from Acyl Chlorides and Potassium Alkynyltrifluoroborate Salts at JoVE.com

This work was supported by the UOIT start-up fund. We thank Mr. Matthew Baxter (UOIT) for his assistance in the laboratory.

1. סינתזה של Ynone <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות איזון אנליטיים, שוקל 0.15 mmol של אשלגן רצוי מלח alkynyltrifluoroborate (1.5 שווה) ולהוסיף לבקבוקון נקי מצויד בבר ומערבבים מגנטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מצויד במחט מזרק בוכנת זכוכית, להוסיף 0.5 מיליליטר של DCM נטול מים לבקבוקון להרשות לעצמם פתרון 0.3 M של trifluoroborate. הערה: מכיוון שמדוברת במתודולוגיה חדשה, התגובות כבר בוצעה עבור הוכחה של מושג. על מנת להקטין את הפסולת שהם כבר ביצעו בקנה מידה קטן. התגובה יכולה להיות מדורגת כדי לייצר תשואות גדולות יותר כפי שנדרש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מזרק זכוכית, להוסיף 0.15 mmol של 1.0 M פתרון trichloride בורון (1.5 שווה, 150 μl) dropwise לכלי התגובה בטמפרטורת הסביבה (20 מעלות צלזיוס) עם ערבוב. החלף כובע. להחזיק או מהדק את כלי תגובת תרים כך שפתרון התגובה הוא מתחת לקו המים בsonicator. Sonicate הפתרון למשך 30 שניות על 20 מעלות צלזיוס וo תדירותf 40 kHz. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את פתרון התגובה בטמפרטורת חדר (20 מעלות צלזיוס) במשך 20 דקות נוספות. בהתאם לאופי של החומר המוצא alkynyltrifluoroborate, יבחין בשינוי צבע. שינוי צבע מלבן להשתזף או חום כהה, אדום, סגול או נפוץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 0.1 mmol של כלוריד acyl הרצוי (1.0 שווה ערך) לבקבוקון בטמפרטורת הסביבה (20 מעלות צלזיוס) עם ערבוב. לחלופין, להעביר את התוכן של כלי התגובה לבקבוק הואשם בבר ומערבבים מגנטי ו -0.1 mmol של כלוריד acyl. החלף כובע. מערבבים את פתרון התגובה בטמפרטורת הסביבה (C ° 20) למשך 30 דקות. הערה: באופן כללי, שינוי צבע כהה מאוד היא אינדיקציה לכך שהתגובה מתרחשת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות כרומטוגרפיה שכבה דקה (TLC) 34 לעקוב אחר ההתקדמות של התגובה על ידי השוואה עם תקן כלוריד acyl מתאים. הערה: בהתאם לאופי של החומרים החל, התגובה לא יכולה ללכת להשלמה.חומר כלוריד הצילינדר מתחיל נצפה כנקודת ריצה גבוהה יותר מהמוצר הסופי לכל ynones הכין עד כה בשיטה זו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את תקן כלוריד acyl על ידי דילול של כ -10 מ&quot;ג של כלוריד acyl חומר מוצא עם 1 מיליליטר של אתיל אצטט בבקבוקון קטן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות טיווח TLC, לזהות את פתרון התגובה וסטנדרטי על קו הזינוק של צלחת TLC. שיתוף מקום עם שני פתרון התגובה וסטנדרטי עשוי להיות שימושי כדי לקבוע אם יש עדיין חומר מוצא נוכחי בפתרון התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע שלב נייד TLC מתאים על ידי ניסוי וטעייה. להכנת 1a המוצר, שלב נייד הכולל 01:30 אתיל אצטט: תוצאות hexanes בערכי f R של כ 0.5 ו -0.8 עבור מוצר ynone ונזואיל כלוריד חומר מוצא, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דמיין את צלחת TLC פותחה תחת אור UV. השתמש בעיפרון כדי לסמן כל כתמים גלויים. </li></ol></li></ol> 2. מימיים בירור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרוות את התגובה על ידי הוספת 1 מיליליטר של מים קרים (5 מעלות צלזיוס כ) לכלי התגובה. בעזרת פיפטה פסטר, להעביר את הפתרון למשפך separatory נקי. יתר על כן לדלל את התוכן של משפך separatory עם מים קרים 10 מיליליטר ולחלץ את המוצר פעם אחת לאתיל אצטט 15 מיליליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחק את השכבה המימית התחתונה ולשטוף פעם נוספת האורגנית שכבה אחת עם 10 מיליליטר של מים ופעם אחת עם 10 מיליליטר של מי מלח. אסוף את השכבה האורגנית לארלנמייר נקי ויבש עם מגנזיום סולפט. סנן את הפתרון לתוך בקבוק תחתון עגול נקי באמצעות סינון הכבידה. </li></ol> 3. טיהור של Ynone <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות כרומטוגרפיה בשכבה דקה, לקבוע שלב נייד מתאים לטיהור הבזק כרומטוגרפיה של המוצר. גורם שימור (ו R) בסך של כ 0.5 הוא בדרך כלל מספיק כדי להפריד את המוצר מכל התחלה שנותרהing מוצרים חומריים וצד. הערה: במקרה של הפרדה עניה, מערכת ממס פחות קוטבית עשויה לשמש באופן שיש לו את המוצר ערך ו R נמוך יותר. בהתאם לקוטביות של חומרי המוצא, hexanes: תערובת אתיל אצטט בטווח של 30: 1 עד 5: 1 הוא בדרך כלל מתאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן סיליקה עמודה המכילה רטובה עם השלב המתאים הנייד. הוספת שכבה של חול לחלק העליון של העמודה על מנת להימנע מסיליקה המטרידה על תוספת של המוצר וeluent. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאדות פתרון הבירור באמצעות מאייד סיבובי עם טמפרטורת האמבטיה ב 40 ° C והסיבוב מוגדרים 120 סל&quot;ד. ממיסים את תכולת הבקבוק ב2 מיליליטר של שלב נייד ולטעון את הפתרון בזהירות באופן שווה על הטור. ודא שסיליקה היא רטובה אבל שורת הממס אינה עולה על הגובה של סיליקה. אפשר להם ממס לelute כך שהמוצר הוא על סיליקה. להוסיף כמות קטנה של שלב וחזור על פעולה נייד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא את colטור ה עם השלב הנייד שנקבע בשלב 3.1; במקרה של המוצר 1a, 30: 1 hexanes: תערובת אתיל אצטט היא מתאימה. לאסוף את השברים במבחנות באמצעות כרומטוגרפיה הבזק כדי לזרז את תהליך הטיהור. פשוט לחבר את מתאם עם צינורות לשקע אוויר. התאם את לחץ האוויר באופן שeluent זורם דרך העמודה בקצב מתאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזהות כל אחד משברי הטור על צלחת TLC. לחלופין, לזהות את התקן כהתייחסות כלוריד acyl. לפתח את TLC באמצעות השלב הנייד כמתאים בשלב 1.8. סמן את כל נקודות גלויות תחת אור UV, וציין כי המוצר צפוי להיות f R נמוכה מרגיל כלוריד acyl. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את כל השברים המכילים כתמים גלויים לתוך בקבוק תחתון עגול גדול. אם נקודה יותר מפעם אחת עם f R נמוך מחומר המוצא היא הווה, לאסוף אותם בצלוחיות נפרדות. להתאדות הממס באמצעות מאייד סיבובי ולייבש את החומר שנאסף under ואקום גבוה במשך שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במידת הצורך, לבצע שטיפת פנטן על עמודה קטנה כדי לטהר את מוצר ynone הוכן מחומר עני אלקטרון כלוריד acyl התחלה נוסף. בקנה מידה קטן, זה יכול להתבצע באמצעות פיפטה פסטר כעמודה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים את המוצר במינימום של כלורופורם, DCM, או אתר diethyl ועומס על עמודת סיליקה רטובה עם פנטן. אורכי Elute 1-2 טור של פנטן דרך העמודה ולאסוף לתוך כוס פסולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Elute מוצר ynone הטהור מעמודת פנטן באמצעות אתר diethyl או אתיל אצטט. לאסוף eluent בבקבוק נפרד, להתאדות, ואת המקום תחת ואקום גבוה עבור מינימום של שעות. להשיג כ -10 מ&quot;ג של מוצר לאפיון על ידי ספקטרוסקופיה NMR. </li></ol></li></ol> 4. אפיון Ynone <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין ולהעריך את טוהר של המוצר הסופי באמצעות 1 H ו- 13 C ספקטרוסקופיה NMR. 34בדרך כלל, ההיסט הכימי של פחמן קרבוניל מופיע ליד 177 עמודים לדקה בספקטרום 13 C NMR. שני פחמנים SP של הקבוצה הפונקציונלית ynone מיוצגים על ידי פסגות אופייניות ליד 87 ו -93 עמודים לדקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בספקטרוסקופיה אינפרא-אדומה 34 לזהות שיא קרבוניל האופייני למוצר ynone. delocalization אלקטרונים מהקשר משולש, הסמוך בדרך כלל גורם לשיא קרבוניל להופיע בין 1600 ו1,650 -1 סנטימטר, בהתאם למאפיינים האלקטרוניים של המתחם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את המסה המולקולרית של המוצר ועוד לאמת את הזהות באמצעות ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה. 34 </li></ol>

<ol>
	<li>Bannwarth, P., Valleix, A., Gr&#233;e, D., Gr&#233;e, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+Synthesis+of+Pyrimidines+with+Chiral+Monofluorinated+and+Difluoromethyl+Side+Chains.">Flexible Synthesis of Pyrimidines with Chiral Monofluorinated and Difluoromethyl Side Chains.</a> J. Org. Chem. 74, 4646-4649 (2009).</li><li>Karpov, A. S., Merkul, E., Rominger, F., M&#252;ller, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concise+Syntheses+of+Meridianins+by+Carbonylative+Alkynylation+and+a+Four&#8208;Component+Pyrimidine+Synthesis.">Concise Syntheses of Meridianins by Carbonylative Alkynylation and a Four&#8208;Component Pyrimidine Synthesis.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 44, 6951-6956 (2005).</li><li>Arcadi, A., Aschi, M., Marinelli, F., Verdecchia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pd-catalyzed+regioselective+hydroarylation+of+&#945;-(2-aminoaryl)-&#945;,+&#946;-ynones+with+organoboron+derivatives+as+a+tool+for+the+synthesis+of+quinolines:+experimental+evidence+and+quantum-chemical+calculations.">Pd-catalyzed regioselective hydroarylation of &#945;-(2-aminoaryl)-&#945;, &#946;-ynones with organoboron derivatives as a tool for the synthesis of quinolines: experimental evidence and quantum-chemical calculations.</a> Tetrahedron. 64, 5354-5361 (2008).</li><li>Lee, C. G., Lee, K. Y., Lee, S., Kim, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+transformation+of+Baylis&#8211;Hillman+adducts:+the+reaction+of+methyl+3-arylamino-2-methylene-3-phenylpropanoates+in+polyphosphoric+acid.">Chemical transformation of Baylis&#8211;Hillman adducts: the reaction of methyl 3-arylamino-2-methylene-3-phenylpropanoates in polyphosphoric acid.</a> Tetrahedron. 61, 1493-1499 (2005).</li><li>Kirkham, J. D., Edeson, S. J., Stokes, S., Harrity, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Ynone+Trifluoroborates+toward+Functionalized+Pyrazoles.">Synthesis of Ynone Trifluoroborates toward Functionalized Pyrazoles.</a> Org. Lett. 14, 5354-5357 (2012).</li><li>Mohamed Ahmed, M. S., Kobayashi, K., Mori, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-pot+construction+of+pyrazoles+and+isoxazoles+with+palladium-catalyzed+four-component+coupling.">One-pot construction of pyrazoles and isoxazoles with palladium-catalyzed four-component coupling.</a> Org. Lett. 7, 4487-4489 (2005).</li><li>Awuah, E., Capretta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Access+to+Flavones+via+a+Microwave-Assisted,+One-Pot+Sonogashira&#8722;+Carbonylation&#8722;+Annulation+Reaction.">Access to Flavones via a Microwave-Assisted, One-Pot Sonogashira&#8722; Carbonylation&#8722; Annulation Reaction.</a> Org. Lett. 11, 3210-3213 (2009).</li><li>She, Z., 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=Synthesis+of+Trisubstituted+Isoxazoles+by+Palladium+(II)-Catalyzed+Cascade+Cyclization&#8211;Alkenylation+of+2-Alkyn-1-one+O-Methyl+Oximes.">Synthesis of Trisubstituted Isoxazoles by Palladium (II)-Catalyzed Cascade Cyclization&#8211;Alkenylation of 2-Alkyn-1-one O-Methyl Oximes.</a> J. Org. Chem. 77, 3627-3633 (2012).</li><li>Corey, E., Helal, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+electronic+effects+of+remote+substituents+on+the+oxazaborolidine-catalyzed+enantioselective+reduction+of+ketones.">Novel electronic effects of remote substituents on the oxazaborolidine-catalyzed enantioselective reduction of ketones.</a> Tetrahedron Lett. 36, 9153-9156 (1995).</li><li>Matsumura, K., Hashiguchi, S., Ikariya, T., Noyori, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+transfer+hydrogenation+of+&#945;,+&#946;-acetylenic+ketones.">Asymmetric transfer hydrogenation of &#945;, &#946;-acetylenic ketones.</a> J. Am. Chem. Soc. 119, 8738-8739 (1997).</li><li>Midland, M. M., McDowell, D. C., Hatch, R. L., Tramontano, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of.+alpha.,.+beta.-acetylenic+ketones+with+B-3-pinanyl-9-borabicyclo+[3.3.+1]+nonane.+High+asymmetric+induction+in+aliphatic+systems.">Reduction of. alpha.,. beta.-acetylenic ketones with B-3-pinanyl-9-borabicyclo [3.3. 1] nonane. High asymmetric induction in aliphatic systems.</a> J. Am. Chem. Soc. 102, 867-869 (1980).</li><li>Logue, M. W., Moore, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cuprous+trimethylsilylacetylide.+Preparation+and+reaction+with+acid+chlorides.">Cuprous trimethylsilylacetylide. Preparation and reaction with acid chlorides.</a> J. Org. Chem. 40, 131-132 (1975).</li><li>Normant, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organocopper+(I)+Compounds+and+Organocuprates+in+Synthesis.">Organocopper (I) Compounds and Organocuprates in Synthesis.</a> Synthesis. , 63-80 (1972).</li><li>Logue, M. W., Teng, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palladium-catalyzed+reactions+of+acyl+chlorides+with+(1-alkynyl)+tributylstannanes.+A+convenient+synthesis+for+1-alkynyl+ketones.">Palladium-catalyzed reactions of acyl chlorides with (1-alkynyl) tributylstannanes. A convenient synthesis for 1-alkynyl ketones.</a> J. Org. Chem. 47, 2549-2553 (1982).</li><li>Nahm, S., Weinreb, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=N-Methoxy-N-methylamides+as+effective+acylating+agents.">N-Methoxy-N-methylamides as effective acylating agents.</a> Tetrahedron Lett. 22, 3815-3818 (1981).</li><li>Baba, T., Kizuka, H., Handa, H., Ono, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reaction+of+ketones+or+aldehydes+with+1-alkynes+over+solid-base+catalysts.">Reaction of ketones or aldehydes with 1-alkynes over solid-base catalysts.</a> Appl. Catal., A. 194, 203-211 (2000).</li><li>Brown, H. C., Garg, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+procedure+for+the+chromic+acid+oxidation+of+alcohols+to+ketones+of+high+purity.">A simple procedure for the chromic acid oxidation of alcohols to ketones of high purity.</a> J. Am. Chem. Soc. 83, 2952-2953 (1961).</li><li>Nishimura, T., Onoue, T., Ohe, K., Uemura, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palladium+(II)-catalyzed+oxidation+of+alcohols+to+aldehydes+and+ketones+by+molecular+oxygen.">Palladium (II)-catalyzed oxidation of alcohols to aldehydes and ketones by molecular oxygen.</a> J. Org. Chem. 64, 6750-6755 (1999).</li><li>Pu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+alkynylzinc+additions+to+aldehydes+and+ketones.">Asymmetric alkynylzinc additions to aldehydes and ketones.</a> Tetrahedron. 59, 9873-9886 (2003).</li><li>Kim, W., Park, K., Park, A., Choe, J., Lee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pd-Catalyzed+Selective+Carbonylative+and+Non-carbonylative+Couplings+of+Propiolic+Acid:+One-Pot+Synthesis+of+Diarylalkynones.">Pd-Catalyzed Selective Carbonylative and Non-carbonylative Couplings of Propiolic Acid: One-Pot Synthesis of Diarylalkynones.</a> Org. Lett. 15, 1654-1657 (2013).</li><li>Kobayashi, T., Tanaka, M., Sakakura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palladium(ii)+Complex-catalysed+Formation+of+a-Keto+Acids+via+Double+Carbonylation+of+Organic.">Palladium(ii) Complex-catalysed Formation of a-Keto Acids via Double Carbonylation of Organic.</a> Halides J. Chem. Soc., Chem. Commun. , 837-838 (1985).</li><li>Mohamed Ahmed, M. S., Mori, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbonylative+Sonogashira+coupling+of+terminal+alkynes+with+aqueous+ammonia.">Carbonylative Sonogashira coupling of terminal alkynes with aqueous ammonia.</a> Org. Lett. 5, 3057-3060 (2003).</li><li>Vieira, A. S., 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=Nucleophilic+Addition+of+Potassium+Alkynyltrifluoroborates+to+d-Glucal+Mediated+by+BF3&#183;+OEt2:+Highly+Stereoselective+Synthesis+of+&#945;-C-glycosides.">Nucleophilic Addition of Potassium Alkynyltrifluoroborates to d-Glucal Mediated by BF3&#183; OEt2: Highly Stereoselective Synthesis of &#945;-C-glycosides.</a> Org. Lett. 10, 5215-5218 (2008).</li><li>Darses, S., Genet, J. -. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potassium+organotrifluoroborates:+new+perspectives+in+organic+synthesis.">Potassium organotrifluoroborates: new perspectives in organic synthesis.</a> Chem. Rev. 108, 288-325 (2008).</li><li>Darses, S., Genet, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potassium+trifluoro+(organo)+borates:+new+perspectives+in+organic+chemistry.">Potassium trifluoro (organo) borates: new perspectives in organic chemistry.</a> Eur. J. Org. Chem. 2003, 4313-4327 (2003).</li><li>Molander, G. A., Ellis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotrifluoroborates:+Protected+Boronic+Acids+That+Expand+the+Versatility+of+the+Suzuki+Coupling+Reaction.">Organotrifluoroborates: Protected Boronic Acids That Expand the Versatility of the Suzuki Coupling Reaction.</a> Acc. Chem. Res. 40, 275-286 (2007).</li><li>Stefani, H. A., Cella, R., Vieira, A. S. <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+organotrifluoroborates+chemistry.">Recent advances in organotrifluoroborates chemistry.</a> Tetrahedron. 63, 3623-3658 (2007).</li><li>Matteson, D. S., Kim, G. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+alkyldifluoroboranes+and+their+use+in+secondary+amine+synthesis.">Asymmetric alkyldifluoroboranes and their use in secondary amine synthesis.</a> Org. Lett. 4, 2153-2155 (2002).</li><li>Dumas, A. M., Bode, 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> Synthesis of Acyltrifluoroborates. Org. Lett. 14, 2138-2141 (2012).</li><li>Dumas, A. M., Molander, G. A., Bode, 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=Amide&#8208;Forming+Ligation+of+Acyltrifluoroborates+and+Hydroxylamines+in+Water.">Amide&#8208;Forming Ligation of Acyltrifluoroborates and Hydroxylamines in Water.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 51, 5683-5686 (2012).</li><li>Mitchell, T. A., Bode, 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=Synthesis+of+Dialkyl+Ethers+from+Organotrifluoroborates+and+Acetals.">Synthesis of Dialkyl Ethers from Organotrifluoroborates and Acetals.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 18057-18059 (2009).</li><li>Vo, C. -. V. T., Mitchell, T. A., Bode, 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=Expanded+substrate+scope+and+improved+reactivity+of+ether-forming+cross-coupling+reactions+of+organotrifluoroborates+and+acetals.">Expanded substrate scope and improved reactivity of ether-forming cross-coupling reactions of organotrifluoroborates and acetals.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 14082-14089 (2011).</li><li>Zeng, J., Vedachalam, S., Xiang, S., Liu, X. -. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+C-Glycosylation+of+Organotrifluoroborates+with+Glycosyl+Fluorides+and+Its+Application+to+the+Total+Synthesis+of+(+)-Varitriol.">Direct C-Glycosylation of Organotrifluoroborates with Glycosyl Fluorides and Its Application to the Total Synthesis of (+)-Varitriol.</a> Org. Lett. 13, 42-45 (2010).</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=The+student's+lab+companion:+laboratory+techniques+for+organic+chemistry:+standard+scale+and+microscale.">The student's lab companion: laboratory techniques for organic chemistry: standard scale and microscale.</a> Pearson College Div. , (2008).</li><li>Molander, G. A., Cavalcanti, L. N., Canturk, B., Pan, P. -. S., Kennedy, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+Hydrolysis+of+Organotrifluoroborates+via+Silica+Gel+and+Water.">Efficient Hydrolysis of Organotrifluoroborates via Silica Gel and Water.</a> 74, 7364-7369 (2009).</li><li>Molander, G. A., Ellis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotrifluoroborates:+protected+boronic+acids+that+expand+the+versatility+of+the+Suzuki+coupling+reaction.">Organotrifluoroborates: protected boronic acids that expand the versatility of the Suzuki coupling reaction.</a> Acc. Chem. Res. 40, 275-286 (2007).</li><li>Calloway, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Friedel-Crafts+Syntheses.">The Friedel-Crafts Syntheses.</a> Chem. Rev. 17, 327-392 (1935).</li><li>Gore, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Friedel-Crafts+acylation+reaction+and+its+application+to+polycyclic+aromatic+hydrocarbons.">The Friedel-Crafts acylation reaction and its application to polycyclic aromatic hydrocarbons.</a> Chem. Rev. 55, 229-281 (1955).</li><li>Groves, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Friedel&#8211;Crafts+acylation+of+alkenes.">The Friedel&#8211;Crafts acylation of alkenes.</a> Chem. Soc. Rev. 1, 73-97 (1972).</li><li>Kim, B. J., Matteson, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conversion+of+alkyltrifluoroborates+into+alkyldichloroboranes+with+tetrachlorosilane+in+coordinating+solvents.">Conversion of alkyltrifluoroborates into alkyldichloroboranes with tetrachlorosilane in coordinating solvents.</a> Angew. Chem. 116, 3118-3120 (2004).</li><li>Thompson, L., Doraiswamy, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sonochemistry:+science+and+engineering.">Sonochemistry: science and engineering.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 38, 1215-1249 (1999).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

טבלת 1 מדגימה את הצעדים שנקטו כדי לייעל את התנאים לתגובה של trifluoroborate phenylacetylene עם נזואיל כלוריד כדי ליצור את מוצר ynone המקביל. בתחילה, זרזים הידועים להמיר organotrifluoroborates לorganodifluoroboranes נבדקו. למרבה הצער סיליקה ג &#39;, 35 טטרא סיליקון, 36 ובורון trifluoride 31,32 לא לקדם את הקמתה של ynone הרצוי (טבלת 1, ערכי 1-3). השימוש בזרזי חומצת כלור לואיס הוכיחו להיות מוצלחים יותר. תשואה נמוכה של 1 א ynone הרצוי הושגה בנוכחות זרז ברזל (III) כלוריד (טבלת 1, כניסת 4). בשלב הבא, אלומיניום כלוריד (III) נחקר כתוצאה מהיכולת המבוססת היטב שלה כדי לקדם היווצרות יון oxocarbenium בacylations פרידל-אמנות. 37-39 המוצר הרצוי הושג בתשואה של 62%, כאשר אלומיניום (III) זרז כלוריד היה EMPloyed. אופטימיזציה נוספת גילתה שיש לי אוויר ולחות השפעה מועטת על התשואה של התגובה (טבלת 1, ערכי 5-7). כתוצאה מכך, תגובות שלאחר מכן בוצעו בכלי זכוכית-דלים בנוכחות האוויר. ניסיונות לייעל את הממס גילו כי dichloromethane (DCM) הוא גם מתאים במיוחד לתגובה (טבלת 1, ערכי 8-12). חוסר עקביות בתוצאות של תגובות catalyzed ידי אלומיניום כלוריד (III) תתבקש החקירה של זרזים חלופיים. מסחרי אלומיניום זמין (III) hexahydrate כלוריד היה לחלוטין לא פעיל בתנאי התגובה (טבלת 1, כניסה 13). זה הוא אינדיקטור טוב שההיווצרות של מימה אלומיניום כלוריד (III) מעכבת את התגובה. trichloride בורון נמצא לייצר תשואות דומות בעקביות טובה יותר (טבלת 1, כניסה 14). על האינטראקציה של alkynyltriflu אשלגןoroborate עם trichloride בורון, מיני organodichloroborane תגובתי יותר נוצר. 40 שלב ראשוני זה הוא קריטי עבור התגובה עם כלוריד acyl והיווצרות ynone כדי להמשיך. מאז מלחי organotrifluoroborate אינם מסיסים בDCM, התגובה מתרחשת כתערובת הטרוגנית. לאחר תוספת של trichloride בורון, הפתרון הוא sonicated על מנת להקל על היווצרות מיני dichloroborane תגובה על ידי הגדלת שטח הפנים של מלח trifluoroborate זמין להגיב. יישום של גלי אולטרסאונד לתערובת התגובה גורם לתופעות מכאניות באמצעות הדור של בועות cavitation. במהלך sonication, קריסת cavitation בועות בתוצאות הנוזל באזורים מקומיים של טמפרטורות ולחצים גבוהות. 41 גלי הלם מיוצרים שיוצרים מערבולת מיקרוסקופית וכתוצאה מכך עלייה באנרגיה הקינטית של מלחי trifluoroborate מוצקים. העלייה באנרגיה של המערכת במהלך פרומו sonicationהפיצול של מלח trifluoroborate tes כתוצאה מכך גדל שטח זמין לאינטראקציה עם trichloride בורון. Sonication של תערובת התגובה לפני תוספת של חומר כלוריד acyl מתחיל מבטיח היווצרות היעילה של מיני alkynyldichloroborane תגובה ללא צורך בתנאים נוספים שאילצו או זמני תגובה ארוכים יותר. איור 2 מדגים את התוצאות שהושגו כאשר trifluoroborate phenylacetylene היה הגיבה עם מגוון רחב של כלורידים acyl תחת תנאי תגובה האופטימליות. ארומטי (1b, 1c) ואליפטיות ניטרליות (1J-יב) כלורידים acyl לרהט ynones המקביל בתשואות סינטטית שימושיות. אלה כלורידים acyl נושאות קבוצות אלקטרון תרומה (1D-ז) לספק תשואות מצוינות ואילו קבוצות אלקטרונים נסיגה תביא לתשואות צנועות יחסית (1h, 1i, 1m). INTEREstingly, כאשר קבוצת משיכת האלקטרון נמצאת בעמדת אורתו (1i, 59%), עליית תשואה משמעותית נצפתה בהשוואה לסעיף המקביל להחליף כלוריד acyl (1h, 30%). האינטראקציה סטרית של substituent בעמדת יָשָׁר עלולה לאלץ את הקבוצה הפונקציונלית קרבוניל מהמטוס, ובכך קזזה את אופי משיכת האלקטרונים של טבעת ארומטית. ראוי לציין כי כלוריד 4 bromobutyryl-הגיב להרשות לעצמם 1m המוצר הרצוי בתשואה של 39%. למיטב ידיעתנו, זה הוא הפרוטוקול הראשון לסינתזה של ynones לסבול קבוצה פונקציונלית ברומיד אלקיל. מדי פעם, כאשר כלוריד acyl חומר המוצא הוא ניטראלי או אלקטרון חסר, זיהומי אליפטי מופיעים על NMR הפרוטון. זה עשוי להצריך לשטוף פנטן כדי לטהר את המוצר נוסף. בעוד אפשרי, זה לא חסכוני לבצע שטיפת פנטן במהלך של שלב הטיהור הראשונהפנטן אינס הוא יקר בהשוואה לhexanes. השלמת הטיהור השניונית בנפרד בקנה מידה קטן יותר כמו טור פיפטה פסטר מפחית באופן משמעותי את כמות הנדרשת פנטן. איור 3 ממחיש את ההשפעה של הזהות של מלח alkynyltrifluoroborate על התשואה של התגובה. באופן כללי, נגזרים של מתמירים לתרום האלקטרונים נושאי מלח trifluoroborate phenylacetylene על טבעת ארומטית הגיבו בכלורידים acyl ארומטי ואליפטי לייצר ynones הרצוי בתום תשואות מצוינות (2a-ג, 3 א-ג). מלחי alkynyltrifluoroborate אליפטי הוכיחו להיות מצעים פחות תגובתי. תשואות צנועות התקבלו כאשר hexynyl- ומלחי cyclopentylethynyltrifluoroborate היו הגיבו בנגזרי אלקטרון-עשיר בנזואיל כלוריד (4 א, 5 א). לסיכום, שיטה חדשה להכנה of ynones מכלורידים acyl ומלחי אשלגן alkynyltrifluoroborate פותח. התשואות שהשיגו לסינתזה של ynones על ידי מגוון שיטה זו מצנועה למצוינת בהתאם לאופי של כלוריד acyl וtrifluoroborate חומרי מוצא. באופן כללי אלה חומרים מתחילים נושאות מתמירים אלקטרון תרומה לעבור התגובה יותר בקלות מאשר חומרים החל נושא קבוצות פונקציונליות ניטרליות ואלקטרון נסיגה. הערך של גישה זו טמונה בפשטות הסובלנות וקבוצה הפונקציונלית המבצעית של השיטה. תגובה אחת-סיר זה פשוט, ממשיכה במהירות בטמפרטורת הסביבה בנוכחות trichloride ורון ללא הדרה של אוויר ולחות. שיטה זו נוחה יכולה להיות מועסק בהכנת ynones בצנועה לתשואות מצוינות ממגוון רחב של כלורידים acyl ומלחי alkynyltrifluoroborate.

The intention of this video is to demonstrate a straightforward approach for the preparation of compounds containing an ynone functional group from convenient starting materials. Ynones are valuable building blocks in organic chemistry that have been shown to have biomedical and material significance. Ynones are precursors to valuable organic functional groups including pyrimidines,1,2 quinolones,3 furans,4 pyrazoles,5,6 flavones,7 oximes,8 and chiral propargylic alcohols.9-11 A more convenient method for the preparation of ynones has been sought as a result of the drawbacks of traditional methods including poor functional group tolerance and tedious synthetic routes.
The reaction of metal12,13 and metalloid14 acetylides with acyl chlorides is one common route for the preparation of ynones. Alternatively, the synthesis of ynones from acyl chloride can be achieved via two-step procedures using Weinreb amides and organolithium or Grignard reagents.15 Another prevalent approach includes the addition of organolithium or Grignard reagents to an aldehyde, which is followed by the oxidation of a secondary alcohol to the corresponding ketone.16-19 Poor functional group tolerance of metal acetylides and the need to purify synthetic intermediates after each step are main deficiencies of the aforementioned methods. Transition-metal-catalyzed carbonylative couplings have recently emerged as an alternative approach for the preparation of ynones.20-22 Unfortunately, in addition to cost and toxicity associated with transition metals, metal-catalyzed carbonylative reactions often require elevated CO pressures and suffer from the presence of an undesired Sonogashira coupling byproduct. Given their utility in organic synthesis as well as the drawbacks associated with traditional synthetic methods, the development of a more straightforward method for the preparation of ynones is appealing.
Potassium organotrifluoroborate salts have recently emerged as versatile reagents in organic synthesis. Advantages including ease of preparation,23 inherent stability, low toxicity, and good functional group tolerance have made organotrifluoroborate salts attractive synthetic reagents.24-27 Organotrifluoroborate salts have been used primarily as a bench-stable equivalent of boronic acids for palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura coupling.26 Recently, following a seminal work by Matteson and co-workers,28 Bode, Molander and others have highlighted the utility of organotrifluoroborates as reagents in non-metal catalyzed reactions.29-33 The field of transition-metal-free reactions of trifluoroborates is still in its infancy stage. Given the great potential for use of organotrifluoroborate salts in non-metal catalyzed organic synthesis, we sought to develop a novel method for the preparation of ynones from acyl chlorides and alkynyltrifluoroborate salts.

<table><tbody><tr><td>Sonicator</td><td>VGT</td><td>1860QT</td><td>Ultrasonic cleaner. Similar sonication devices may be used.</td></tr><tr><td>Dichloromethane</td><td>Sigma</td><td>270997</td><td>Anhydrous</td></tr><tr><td>Boron trichloride solution&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>178934</td><td>1 M solution in DCM</td></tr><tr><td>Acyl chloride</td><td>Sigma</td><td>Various</td><td>Acyl chlorides from other suppliers such as Alfa Aesar may be used. Caution: refer to MSDS for safety information.</td></tr><tr><td>Potassium alkynyltrifluoroborate salt</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Synthesized&lt;sup&gt;23 &lt;/sup&gt;from terminal alkyne</td></tr><tr><td>Ethyl acetate</td><td>ACP</td><td>E-2000</td><td>ACS grade</td></tr><tr><td>Hexanes</td><td>ACP</td><td>H-3500</td><td>ACS grade</td></tr><tr><td>Pentane</td><td>Sigma</td><td>236705</td><td>Anhydrous</td></tr><tr><td>Magnesium sulfate</td><td>Sigma</td><td>M7506</td><td></td></tr><tr><td>Filter paper</td><td>Whatman</td><td>1093 126</td><td>Student grade. This speceific variety is not necessary.</td></tr><tr><td>Silica Gel 60</td><td>EMD</td><td>1.11567.9026</td><td>Particle size 0.040-0.063</td></tr></tbody></table>

metal-free synthesis of ynones from acyl chlorides and potassium alkynyltrifluoroborate salts

Ynones are a valuable functional group and building block in organic synthesis. Ynones serve as a precursor to many important organic functional groups and scaffolds. Traditional methods for the preparation of ynones are associated with drawbacks including harsh conditions, multiple purification steps, and the presence of unwanted byproducts. An alternative method for the straightforward preparation of ynones from acyl chlorides and potassium alkynyltrifluoroborate salts is described herein. The adoption of organotrifluoroborate salts as an alternative to organometallic reagents for the formation of new carbon-carbon bonds has a number of advantages. Potassium organotrifluoroborate salts are shelf stable, have good functional group tolerance, low toxicity, and a wide variety are straightforward to prepare. The title reaction proceeds rapidly at ambient temperature in the presence of a Lewis acid without the exclusion of air and moisture. Fair to excellent yields may be obtained via reaction of various aryl and alkyl acid chlorides with alkynyltrifluoroborate salts in the presence of boron trichloride.

מאמצים ראשוניים התמקדו סביב הכנת 1a ynone מtrifluoroborate phenylacetylene S1 ונזואיל כלוריד (איור 1). טבלת 1 מתארת ​​את שלבי אופטימיזציה שבוצעו כולל הקרנה של חומצות שונות לואיס, ממסים, כמו גם בחינת ההשפעה של מים על התגובה . בשלב הבא, היקף התגובה נחקר על ידי הגשת trifluoroborate phenylacetylene לתנאים מותאמים בנוכחות של מגוון רחב של כלורידים acyl (איור 2). צנוע לתשואות מעולות ניתן לקבל בהתאם לאופי של מצע כלוריד acyl. היקף התגובה שנוסף הוערך באמצעות ההכנה של כמה דוגמאות נוספות של מלחים alkynyltrifluoroborate. איור 3 ממחיש דוגמאות נבחרות של מלחי alkynyltrifluoroborate אחרים שיכול להיות מועסק בהכנת ynones בתנאים שפותחו. נגזרות של פן<html> ylacetylene אלקטרון נושא trifluoroborate תרומת מתמירים העניקו מוצרי ynone המקביל בתום תשואות מעולות בעוד נגזרי אליפטי של מלחי alkynyltrifluoroborate הוכיחו את עצמו תשואות צנועות מעניקות מעט פחות תגובתי. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52401/52401fig1highres.jpg" /> איור 1: הכנת 1a Ynone מtrifluoroborate phenylacetylene S1 ונזואיל כלוריד תכנית הממחישה את התנאים לעריכת 1a ynone הכולל השקעה של dichloroborane תגובת ביניים.. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52401/52401fig2highres.jpg" /> איור 2:. ספקטרום NMR H 1 נציג 1a ynone משמרות כימיות ואינטגרציות יחסי של פרוטונים אופייניים מסומנים. = &quot;Jove_content&quot; ילדה fo: לשמור-together.within-page = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52401/52401fig3highres.jpg" /> איור 3:. ספקטרום NMR 13 C נציג 1a ynone משמרות כימיות של פחמנים אופייניים מסומנים. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/52401/52401fig4highres.jpg" /> איור 4:. ספקטרום HRMS נציג 1a ynone הושג באמצעות יינון כימי באטמוספרה לחץ הערך מ &#39;/ z נמדד מ[ M + H] + יון שדווח. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/52401/52401fig5highres.jpg" /> איור 5: תגובות של מלח phenylacetylenetrifluoroborate S1 עם כלורידים acyl מבנים ותשואות למוצרים היוצר על ידי שינוי הזהות.של החומר המוצא כלוריד acyl מומחש. תגובות היו לרוץ עם equiv 1 כלוריד acyl, 1.5 S1 phenylacetylenetrifluoroborate אשלגן equiv, ו -1.5 trichloride ורון equiv. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/52401/52401fig6highres.jpg" /> איור 6:. תגובות של alkynyltrifluoroborates השונים עם כלורידים acyl מבנים ותשואות למוצרים היוצר על ידי שינוי זהותו של החומר alkynyltrifluoroborate מתחיל מומחשים. תגובות היו לרוץ עם equiv 1 כלוריד acyl, 2.5 אשלגן equiv מלח organotrifluoroborate ו -2.5 trichloride ורון equiv. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> כניסה </td><td> חומצת לואיס </td><td> חומצת לואיס (equiv) </td><td> תנאים </td><td> תשואה (%) </td></tr><tr><td> 1 ב &lt;/ Sup&gt; </td><td> SiO 2 </td><td> 16.5 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> SiCl 4 </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> עקבות </td></tr><tr><td> 3 </td><td> BF 3 · OET 2 </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> עקבות </td></tr><tr><td> 4 ב </td><td> FeCl 3 </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 24 </td></tr><tr><td> 5 ג </td><td> AlCl 3 </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 62 </td></tr><tr><td> 6 ד </td><td> AlCl 3 </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 66 </td></tr><tr><td> 7 דואר </td><td> AlCl 3 </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 60 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> AlCl 3 </תת&gt; </td><td> 1 </td><td> THF </td><td> עקבות </td></tr><tr><td> 9 </td><td> AlCl 3 </td><td> 1 </td><td> טולואן </td><td> עקבות </td></tr><tr><td> 10 </td><td> AlCl 3 </td><td> 2 </td><td> ClCH 2 CH 2 Cl </td><td> 33 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> AlCl 3 </td><td> 1 </td><td> DMSO </td><td> עקבות </td></tr><tr><td> 12 </td><td> AlCl 3 </td><td> 2 </td><td> אצטוניטריל </td><td> עקבות </td></tr><tr><td> 13 </td><td> AlCl 3 · 6 שעות 2 O </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 14 ב </td><td> BCL 3 </td><td> 1.5 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 67 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> תב&quot;מ 3 </td><td> 1 </td><td> CH 2 Cl 2 </td><td> 20 </td></tr></tbody></table><strong&gt; לוח: 1. אופטימיזציה של תנאים להכנת 1a ynone תשואה של מוצר 1a על וריאציה של תנאי תגובה וזרז חומצת לואיס. תגובות היו לרוץ עם כלוריד בנזואיל equiv 1 וS1 phenylacetylenetrifluoroborate אשלגן equiv 1. B 1.5 S1 equiv. ג תנאים נטולי מים. ד התגובה שנעשתה בכלי זכוכית מיובשים שאינן תחת אוויר. E תנאים נטול מים + 1 μl מים.

Watch this Scientific Journal Video about Metal-free Synthesis of Ynones from Acyl Chlorides and Potassium Alkynyltrifluoroborate Salts at JoVE.com

Metal-free Synthesis of Ynones from Acyl Chlorides and Potassium Alkynyltrifluoroborate Salts

The goal of this manuscript is to demonstrate a straightforward method for the preparation of ynones from acyl chloride and potassium alkynyltrifluoroborate salt starting materials. The one-pot reaction proceeds rapidly in the presence of boron trichloride without exclusion of air and moisture.

סינתזה נטולת מתכת של Ynones מacyl כלורידים ואשלגן Alkynyltrifluoroborate מלחים

Ynones are a valuable functional group and building block in organic synthesis. Ynones serve as a precursor to many important organic functional groups ...

metal-free-synthesis-ynones-from-acyl-chlorides-potassium

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Organic Chemistry

Unit 1

Carboxylic Acid Derivatives

Alkynes

SCIENTISTS IN ACTION

11.1K Views.  University of Ontario Institute of Technology. The goal of this manuscript is to demonstrate a straightforward method for the preparation of ynones from acyl chloride and potassium alkynyltrifluoroborate salt starting materials. The one-pot reaction proceeds rapidly in the presence of boron trichloride without exclusion of air and moisture.

Video: Metal-free Synthesis of Ynones from Acyl Chlorides and Potassium Alkynyltrifluoroborate Salts

Synthesis of Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates for the Application of Generating Cyanocarbenes

The procedures described in this article involve the synthesis and isolation of hypervalent iodonium alkynyl triflates (HIATs) and their subsequent reactions with azides to form cyanocarbene intermediates. The synthesis of hypervalent iodonium alkynyl triflates can be facile, but difficulties stem from their isolation and reactivity. In particular, the necessity to use filtration under inert atmosphere at -45 &deg;C for some HIATs requires special care and equipment. Once isolated, the compounds can be stored and used in reactions with azides to form cyanocarbene intermediates. 
The evidence for cyanocarbene generation is shown by visible extrusion of dinitrogen as well as the characterization of products that occur from O-H insertion, sulfoxide complexation, and cyclopropanation. A side reaction of the cyanocarbene formation is the generation of a vinylidene-carbene and the conditions to control this process are discussed. There is also potential to form a hypervalent iodonium alkenyl triflate and the means of isolation and control of its generation are provided. The O-H insertion reaction involves using a HIAT, sodium azide or tetrabutylammonium azide, and methanol as solvent/substrate. The sulfoxide complexation reaction uses a HIAT, sodium azide or tetrabutylammonium azide, and dimethyl sulfoxide as solvent. The cyclopropanations can be performed with or without the use of solvent. The azide source must be tetrabutylammonium azide and the substrate shown is styrene.

Herein is described the synthesis, isolation, and reactions of hypervalent iodonium alkynyl triflates (HIATs) with azides to generate cyanocarbenes. The procedures will involve air-sensitive and cryogen techniques, including cold filtration under an inert atmosphere. Handling and safety of the synthesized compounds will also be discussed.

סינתזה של Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates ליישום של יצירת Cyanocarbenes

The procedures described in this article involve the synthesis and isolation of hypervalent iodonium alkynyl triflates (HIATs) and their subsequent ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of trifluoromethoxylated aromatic compounds remains a formidable challenge in organic synthesis. Conventional approaches often suffer from poor substrate scope, or require use of highly toxic, difficult-to-handle, and/or thermally labile reagents. Herein, we report a user-friendly protocol for the synthesis of methyl 4-acetamido-3-(trifluoromethoxy)benzoate using 1-trifluoromethyl-1,2-benziodoxol-3(1H)-one (Togni reagent II). Treating methyl 4-(N-hydroxyacetamido)benzoate (1a) with Togni reagent II in the presence of a catalytic amount of cesium carbonate (Cs2CO3) in chloroform at RT afforded methyl 4-(N-(trifluoromethoxy)acetamido)benzoate (2a). This intermediate was then converted to the final product methyl 4-acetamido-3-(trifluoromethoxy)benzoate (3a) in nitromethane at 120 &#176;C. This procedure is general and can be applied to the synthesis of a broad spectrum of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives, which could serve as useful synthetic building blocks for the discovery and development of new pharmaceuticals, agrochemicals, and functional materials.

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

An operationally simple procedure for the synthesis of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives via a two-step sequence of O-trifluoromethylation of N-aryl-N-hydroxyacetamide followed by thermally induced intramolecular OCF3-migration is reported.

פרוטוקול לסינתזה של<em&gt; Ortho</em&gt; נגזרי אנילין -trifluoromethoxylated

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

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.

פרוטוקול דו-שלבי עבור Umpolung Functionalization של קטונים ויה Enolonium מינים

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

Application of Elemental Lanthanides in the Selective C-F Activation of Trifluoromethylated Benzofulvenes Providing Access to Various Difluoroalkenes

The selective activation of one carbon-fluorine bond in polyfluorinated aromatic molecules or in trifluoromethyl-containing substrates offers the possibility of accessing unique fluorine-containing molecules, which are difficult to obtain by other synthetic pathways. Among various metals, which can undergo C-F activation, lanthanides (Ln) are good candidates as they form strong Ln-F bonds. Lanthanide metals are strong reducing agents with a redox potential Ln3+/Ln&#160;of approximately -2.3 V, which is comparable to the value of the Mg2+/Mg&#160;redox couple. In addition, lanthanide metals display a promising functional group tolerance and their reactivity can vary along the lanthanide series, making them suitable reagents for fine-tuning reaction conditions in organic and organometallic transformations. However, due to their oxophilicity, lanthanides react readily with oxygen and water and therefore require special conditions for storage, handling, preparation, and activation. These factors have limited a more widespread use in organic synthesis. We herein present how dysprosium metal - and by analogy all lanthanide metals - can be freshly prepared under anhydrous conditions using glovebox and Schlenk techniques. The freshly filed metal, in combination with aluminum chloride, initiates the selective C-F activation in trifluoromethylated benzofulvenes. The resulting reaction intermediates react with nitroalkenes to obtain a new family of difluoroalkenes.

This protocol describes the preparation of elemental lanthanides under inert atmosphere and their application in a selective C-F activation process involving trifluoromethylated benzofulvenes.

יישום של היסודות Lanthanides הפעלת C-F סלקטיבי של Trifluoromethylated Benzofulvenes מתן גישה Difluoroalkenes שונים

The selective activation of one carbon-fluorine bond in polyfluorinated aromatic molecules or in trifluoromethyl-containing substrates offers the ...

Chemoselective Preparation of 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes, and 1,1,2-Triiodoalkenes Based on the Oxidative Iodination of Terminal Alkynes

We present the chemoselective synthesis of 1-(iodoethynyl)-4-methylbenzene, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene, and 1-methyl-4-(1,2,2-triiodovinyl)benzene as representative examples for the practical chemoselective preparation of 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes, and 1,1,2-triiodoalkenes from the chemoselective iodination of terminal alkynes mediated by hypervalent-iodine reagents. The chemoselectivity was confirmed by using p-tolylethyne as a model substrate to screen a variety of iodine sources and/or the hypervalent-iodine reagents. A combination of tetrabutylammonium iodide (TBAI) and (diacetoxyiodo)benzene (PIDA) selectively generates 1-iodoalkynes, while a combination of KI and PIDA generates 1,2-diiodoalkenes. A one-pot synthesis based on both TBAI-PIDA and KI-PIDA yields the corresponding 1,1,2-triiodoalkenes. These protocols were subsequently applied to the synthesis of synthetically important aromatic and aliphatic 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes, and 1,1,2-triiodoalkenes, which were obtained in good yield with excellent chemoselectivity.

Herein, detailed protocols for the oxidative iodination of terminal alkynes using hypervalent-iodine reagents are presented, which chemoselectively afford 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes, and 1,1,2-triiodoalkenes.

הכנת Chemoselective 1-Iodoalkynes, 1, 2-Diiodoalkenes ו- 1,1,2-Triiodoalkenes מבוסס על Iodination חמצוני של מסוף Alkynes

We present the chemoselective synthesis of 1-(iodoethynyl)-4-methylbenzene, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene, and ...

Isolating Free Carbenes, their Mixed Dimers and Organic Radicals

Protocols for the isolation of the commonly employed cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and N-heterocyclic carbene (NHC) are reported. Furthermore, the synthesis of their mixed CAAC&#8211;NHC &#8220;Wanzlick&#8221; dimer and the synthesis of the related stable organic &#8220;olefin&#8221; radical are presented. The main goal of this manuscript is to give a detailed and general protocol for the synthetic chemist of any skill level on how to prepare free heterocyclic carbenes by deprotonation using filter cannulas. Due to the air-sensitivity of the synthesized compounds, all experiments are performed under inert atmosphere using either Schlenk technique or a dinitrogen filled glovebox. Controlling Wanzlick&#8217;s equilibrium (i.e., the dimerization of free carbenes), is a crucial requirement for the application of free carbenes in coordination chemistry or organic synthesis. Thus, we elaborate on the specific electronic and steric requirements favoring the formation of dimers, heterodimers, or monomers. We will show how proton catalysis allows for the formation of dimers, and how the electronic structure of carbenes and their dimers affects the reactivity with either moisture or air. The structural identity of the reported compounds is discussed based on their NMR spectra.

We present protocols for the isolation of stable heterocyclic carbenes. The synthesis of a cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and an N-heterocyclic carbene (NHC) is demonstrated using filter cannulas and Schlenk technique. We furthermore present the synthesis of the related oxygen-sensitive, electron-rich mixed &#8220;Wanzlick dimer&#8221; and the reduced stable organic radical.

בידוד Carbenes חינם, הדימרים מעורבים ובעלי רדיקלים אורגנים

Protocols for the isolation of the commonly employed cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and N-heterocyclic carbene (NHC) are reported. Furthermore, the ...

Efficient Synthesis of All-Carbon Quaternary Centers via the Conjugate Addition of Functionalized Monoorganozinc Bromides

The conjugate addition of organometallic reagents to &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls represents an important method to generate C&#8211;C bonds in the preparation of all-carbon quaternary centers. Though conjugate additions of organometallic reagents are typically performed utilizing highly reactive organolithium or Grignard reagents, organozinc reagents have garnered attention for their enhanced chemoselectivity and mild reactivity. Despite numerous recent advances with more reactive diorganozinc and mixed diorganozinc reagents, the generation of all-carbon quaternary centers via the conjugate addition of functionalized monoorganozinc reagents remains a challenge. This protocol details a convenient and mild &#8220;one-pot&#8221; preparation and copper mediated conjugate addition of functionalized monoorganozinc bromides to cyclic &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls to afford a broad scope of all-carbon quaternary centers in generally excellent yield and diastereoselectivity. Key to the development of this technology is the utilization of DMA as a reaction solvent with TMSCl as a Lewis acid. Notable advantages to this methodology include the operational simplicity of the organozinc reagent preparation afforded by the utilization of DMA as a solvent, as well as an efficient conjugate addition mediated by various Cu(I) and Cu(II) salts. Moreover, an intermediate silyl enol ether can be isolated utilizing a modified workup procedure. The substrate scope is limited to cyclic unsaturated ketones, and the conjugate addition is impeded by stabilized (e.g., allyl, enolate, homoenolate) and sterically encumbered (e.g., neopentyl, o-aryl) monoorganozinc reagents. Conjugate additions to five- and seven-membered rings were effective, albeit in lower yields compared with six-membered ring substrates.

A simple and practical protocol for the efficient conjugate addition of functionalized monoorganozinc bromides to cyclic &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls to furnish all-carbon quaternary centers was developed.

סינתזה יעילה של מרכזי הפחמן הדו הדו באמצעות התוספת המשלים של מונואורגאורומטוזיס

The conjugate addition of organometallic reagents to &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls represents an important method to generate C&#8211;C bonds in the ...

Acidity of 1-Alkynes

<h4></h4>
The acidic strength of hydrocarbons follows the order: Alkynes &#62; Alkenes &#62; Alkanes. The strength of an acid is commonly expressed in units of pKa &#8212; the lower the pKa, the stronger the acid. Among the hydrocarbons, terminal alkynes have lower pKa values and are, therefore, more acidic. For example, the pKa values for ethane, ethene, and acetylene are 51, 44, and 25, respectively, as shown here.
<table style="margin-left: auto; margin-right: auto;">
	<tbody style="border: 1px solid black;">
		<tr>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;"><img alt="Figure1left" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_1_left.svg" style="text-align: center; height: 75px;" /> 
			Ethane 
			(pKa&#160;= 51)</td>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;"><img alt="Figure1middle" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_1_Middle.svg" style="text-align: center; height: 50px;" /> 
			 
			Ethene 
			(pKa&#160;= 44)</td>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;">
			
			<img alt="Figure1right" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_1_Right.svg" style="text-align: center; height: 20px;" /> 
			 
			&#160;
			Ethyne 
			(pKa&#160;= 25)
			</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
With a pKa difference of 26 units, acetylene is 1026 times more acidic than ethane. Similarly, a difference of 19 pKa units makes it 1019 times stronger than ethene.
<h4>Hybridization effect</h4>
The pronounced increase in the acidity of terminal alkynes relative to the other hydrocarbons can be explained by considering the stability of the corresponding carbanions formed by deprotonation. Note that, in the nomenclature of organic compounds, the suffix &#34;-ide&#34; indicates that the molecule is a negatively charged ion.
<table style="margin-left: auto; margin-right: auto;">
	<tbody style="border: 1px solid black;">
		<tr>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;"><img alt="Figure2top" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_2_top.svg" style="text-align: center; height: 80px;" /> 
			ethanide&#160;(an alkyl anion) 
			sp3&#160;lone pair, 25% &#8220;s&#8221; character</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;"><img alt="Figure2middle" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_2_middle.svg" style="text-align: center; height: 60px;" /> 
			ethenide&#160;(a vinylic anion) 
			sp2&#160;lone pair, 33% &#8220;s&#8221; character</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;"><img alt="Figure2bottom" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_2_bottom.svg" style="text-align: center; height: 40px;" /> 
			acetylide&#160;(an acetylenic anion) 
			sp&#160;lone pair, 50% &#8220;s&#8221; character</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
The stability of the carbanion depends on the nature of the hybridized orbital occupied by the lone pair of electrons. As shown above, in ethane&#160;the lone pair resides in an sp3 orbital, while in ethene&#160;it occupies the sp2 orbital and an sp orbital in the case of acetylene. The sp3, sp2, and sp orbitals have 25%, 33%, and 50% &#34;s&#34; character, respectively. Since &#34;s&#34; orbitals are closer to the positively charged nucleus, a hybrid orbital with a higher &#34;s&#34; character will effectively stabilize the negative charge. Thus, the acetylide ions will be the most stable and readily formed in the presence of a suitable base.
<h4>Choosing a suitable base</h4>
In general, for a base to deprotonate an acid, the pKa of the base&#39;s conjugate acid must be at least 10 pKa units greater than that of the acid.
<img alt="Figure3" src="/files/ftp_upload/11833/11833_Figure_3v2.svg" style="text-align: center; height: 80px;" />
Terminal alkynes have a pKa of 25. Therefore, an appropriate base would be one where the conjugate acid has a pKa that is at least 35. Recall that for an acid-base reaction, the equilibrium favors the formation of weaker acids and bases from stronger acids and bases.
stronger acids + stronger bases <img alt="arrow" src="/files/ftp_upload/11833/arrow.png" style="text-align: center; height: 13px;" />weaker acids + weaker bases
With sodium amide as the base, terminal alkynes form sodium acetylide and ammonia as the conjugate acid. Since the pKa of ammonia is greater than 25, the equilibrium favors the formation of sodium acetylide, making sodium amide a strong enough base for the deprotonation reaction.
<img alt="Figure4" src="/files/ftp_upload/11833/11833_Figure_4.svg" style="text-align: center; height: 100px;" />
Apart from sodium amide, sodium hydride, butyllithium, and lithium diisopropylamide (LDA) are other commonly used bases to form acetylide ions.
<table style="margin-left: auto; margin-right: auto;">
	<tbody style="border: 1px solid black;">
		<tr>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;">
			<img alt="Figure5left" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_5_left.svg" style="height: 25px;" />
			Sodium hydride
			</td>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;"><img alt="Figure5middle" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_5_middle.svg" style="text-align: center; height: 60px;" /> 
			Butyllithium (n-BuLi)</td>
			<td style="border-style: solid; border-color: black; color: black; text-align: center;"><img alt="Figure5right" src="/files/ftp_upload/11833/11833_PT_Figure_5_right.svg" style="text-align: center; height: 60px;" /> 
			Lithium diisopropylamide (LDA)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
In the presence of sodium hydroxide as the base, terminal alkynes form sodium acetylide and water as the conjugate acid. However, since the pKa of water is less than 25, the equilibrium favors the reactants. Therefore, sodium hydroxide is not a suitable base to form acetylide ions.
<img alt="Figure6" src="/files/ftp_upload/11833/11833_Figure_6.svg" style="text-align: center; height: 110px;" />
<h4>Synthesis of organometallic reagents </h4>
The relative acidity of terminal alkynes finds application in the synthesis of organometallic compounds when treated with Grignard or organolithium reagents. These are examples of transmetalation reactions involving the transfer of a metal atom from one carbon to another, thereby forming new metal&#8211;carbon bonds. However, they can also be interpreted as acid&#8211;base reactions that favor the formation of weaker acids and bases.
<img alt="Figure7top" src="/files/ftp_upload/11833/11833_Figure_7v3.svg" style="text-align: center; height: 225px;" />
<div></div>

Acidity of Terminal Alkynes: Formation of Acetylide Anions

חומציות של 1-אלקינים


The acidic strength of hydrocarbons follows the order: Alkynes &#62; Alkenes &#62; Alkanes. The strength of an acid is commonly expressed in units of pKa ...

KEY TERMS AND CONCEPTS

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">

הכנת אלקינים: תגובת אלקילציה

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 ...

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">

הכנת אלקינים: דהידרוהלוגנציה

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