Ringraziamo la National Science Foundation (CHE0910597) e il National Institutes of Health (P50-GM067982) per sostenere questo lavoro. Siamo grati al professor Michael Trakselis (Università di Pittsburgh) per le discussioni utili in materia di misure di fluorescenza. Riconosciamo Kristy Gogick e Robin Sloan (Università di Pittsburgh) per la loro assistenza nella raccolta dei dati di fluorescenza.

1. Di micro-onde di reazione DA Dehydrogenative <ol><li> Aggiungere il para-cloro-stirene derivato (0,045 g, 0,18 mmol) e 1,2-dicloroetano (3 ml) in una fiala 2-5 irradiazione a microonde ml munito di ancoretta per creare una soluzione 0,060 M. Questa concentrazione è usato perché concentrazioni più elevate portano alla formazione di prodotti indesiderati. </li><li> Tappare il flacone irradiazione a microonde e posizionarlo nella cavità sintetizzatore a microonde. </li><li> Irradiare la soluzione a 180 ° C per 200 minuti con agitazione e con tempo di attesa fisso. Il tempo di attesa è il tempo di irradiazione avviene alla temperatura designata. La miscela di reazione diventa di colore dorato. Tempi di reazione più lunghi non sono dannosi per la resa della reazione. </li><li> Confermare la reazione è completa mediante cromatografia su strato sottile (TLC) impiegando 5% di acetato di etile / esano come eluente. Visualizza la lastra per TLC con la luce UV e permanganato di potassio macchia. La f R del reactant e prodotto sono 0,2 e 0,25, rispettivamente. </li><li> Trasferire la reazione ad una fiala di scintillazione utilizzando 1 ml di 1,2-dicloroetano per sciacquare la fiala di reazione microonde. Ciò si traduce in circa 3 ml di soluzione in fiala di scintillazione. </li><li> Concentrare il contenuto della fiala di scintillazione a pressione ridotta a 40 ° C utilizzando un evaporatore rotante (10-30 mmHg). Evaporazione del solvente richiede 5-10 minuti, e 45 mg di un olio grezzo marrone sarà ottenuta. Il greggio è stabile e può essere conservato indefinitamente senza decomposizione. </li><li> Purificare il greggio per filtrazione attraverso una pipetta di silicagel con il 5% di acetato di etile / esani come eluente per acquisire 41 mg di naftalene come solido bianco. </li><li> Confermare l&#39;identità del prodotto di 1 H risonanza magnetica nucleare (NMR) utilizzando cloroformio deuterato (CDCl 3) come solvente. Per uno spettrometro NMR 300 MHz, il 1 H NMR del naftalene è il seguente: 7.80 (d, J = 1,8 Hz, 1H), 7,72 (d, J = 9,0 Hz, 1H), 7,70 (s, 1H), 7,38 (dd, J = 1,8, 9,0 Hz, 1H), 3,07 (t, J = 7,1 Hz , 4H), 2,66 (s, 3H), 2,18 (p, J = 7,1 Hz, 2H) ppm. </li></ol> 2. Buchwald-Hartwig palladio-catalizzata di cross-coupling di reazione <ol><li> Aggiungi Ruphos palladacycle (3 mg, 0,004 mmol) ad un essiccato in forno 0,5-2 ml flacone Biotage irradiazione a microonde dotato di una barra di agitazione e il tappo del flaconcino. </li><li> Evacuare e riempire il flacone con azoto per tre volte perforando il setto del tappo con un ago di piccolo calibro. Una volta che lo spurgo del flaconcino, rimuovere l&#39;ago. La fiala irradiazione a microonde agirà come un tubo sigillato durante la reazione, ed i migliori risultati si ottengono quando l&#39;aria minima è presente nel recipiente di reazione. </li><li> Il setto, aggiungere litio bis (trimetilsilil) ammide (0,32 ml di una soluzione 1,0 M in THF, 0,32 mmol) mediante siringa con agitazione. La soluzione si colora di rosso. </li><li> Dopo agitazione per 2-10 min, aggiungere naftalene (0,038 g,0,16 mmol) in 0,3 ml di tetraidrofurano anidro (THF) tramite siringa. Ulteriore THF (fino a 0,2 ml) può essere usato per sciogliere completamente il naftalene. </li><li> Dopo 2-10 min di agitazione, aggiungere dimetilammina (0,12 ml di una soluzione 2,0 M in THF, 0,24 mmol) passando per una siringa e abbassare il recipiente di reazione in un preriscaldato a 85 ° C a bagno d&#39;olio. </li><li> Riscaldare la miscela di reazione per 3 ore a 85 ° C, o fino a quando la reazione è completa in TLC. La miscela di reazione sarà di colore marrone scuro. Per TLC, utilizzare 20% acetato di etile / esani come eluente, e visualizzare la piastra risultante con luce UV e permanganato di potassio macchia. La f R del reagente e prodotto sono 0,5 e 0,4, rispettivamente. </li><li> Raffreddare la reazione fino a temperatura ambiente, togliere il cappuccio della fiala, e spegnere la reazione con una soluzione acquosa satura di cloruro di ammonio (10 ml). </li><li> Utilizzando un imbuto separatore da 60 ml, separare la fase acquosa dalla fase organica. Estrarre lo strato acquoso tre volte con acetato di etile (12 ml). </li><li> Combinare gli strati organici in imbuto separatore e lavare una volta con salamoia (15 ml). </li><li> Asciugare gli strati organici combinati su solfato di sodio per 10 minuti, e quindi rimuovere il solfato di sodio mediante filtrazione per gravità. </li><li> Utilizzando un evaporatore rotante, concentrare la soluzione risultante sotto pressione ridotta a 30 ° C (10-30 mmHg). Evaporazione del solvente richiede 5-10 minuti, e un olio grezzo marrone sarà ottenuta. </li><li> Purificare il prodotto grezzo mediante cromatografia su colonna di gel di silice con una colonna 1,5 centimetri cromatografia e 5% di acetato di etile / esani come eluente. Il colorante viene ottenuto come 27 mg di un solido giallo. </li><li> Confermare l&#39;identità del prodotto di 1 H NMR usando CDCl 3 come solvente. Per un spettrometro NMR 400 MHz, lo spettro NMR 1 H per il colorante è la seguente: 7,64 (d, J = 9,0 Hz, 1H), 7,56 (s, 1H), 7,11 (dd, J = 2,5, 9,0 Hz, 1H ), 6,87 (d, J = 2,5 Hz, 1H), 3.02 (s, 6H), 3,02-2,87 (m, 4H), 2,65 (s, 3H), 2,12 (p, J = 7,3 Hz, 2H) ppm. </li></ol> 3. Preparazione della soluzione colorante per gli Studi fotofisiche <ol><li> Trasferire 1 mg del colorante in un ambiente pulito, asciutto matraccio 10 ml e portare a volume con diclorometano (DCM) per ottenere 0,4 x 10 -3 M soluzione stock del colorante. </li><li> Trasferire 253 microlitri della soluzione madre di un secondo pallone 10 ml e portare a volume con DCM per preparare un 1 x 10 -5 M soluzione del colorante. Questa soluzione sarà utilizzata per raccogliere sia la UV-Vis e per i dati di fluorescenza del colorante. </li></ol> 4. UV-Visibile Spettroscopia di assorbimento <ol><li> Riempire due celle dello spettrofotometro quarzo con DCM. Questi sono i campioni vuoti. Metterli in UV-Vis cavità spettrofotometro. Non toccare le superfici ottiche della cella. Gestire le celle nella parte superiore delle piastre laterali che non affrontano l&#39;asse ottico. </li><li> Impostare i parametri strumentaliuna fenditura di 2 e un tasso di acquisizione di 480 nm / min. Scegliere un nome per il campione e selezionare un intervallo di acquisizione 600-200 nm. </li><li> Raccogliere lo spettro di fondo, rimuovere la cella campione dello strumento, svuotarlo, e risciacquare con varie porzioni di x 1 10 -5 M soluzione colorante prima del riempimento. Evitare di riempire eccessivamente la cella. Prima di inserire la parte posteriore della cella campione nel supporto, pulire accuratamente le finestre delle celle con un panno per lenti pulita. </li><li> Raccogliere lo spettro di assorbimento del campione. L&#39;assorbimento massimo è osservata a 377 nm. </li><li> Pulire accuratamente le cellule spettrofotometriche quarzo con acqua, acetone, etanolo e prima di eseguire le analisi UV-Vis assorbimento su altri campioni. </li><li> Utilizzare Excel o software di origine per tracciare e analizzare i dati raccolti. </li></ol> 5. Fluorescenza Emission Spectroscopy <ol><li> Riempire una cella di quarzo fluorimetro con la x 1 10 -5 M soluzione colorante e inserirlo nel spectrofluorometer. Evitare il contatto della pelle con le superfici ottiche della cella. </li><li> Impostare i parametri strumentali: lunghezza d&#39;onda di eccitazione a 334 nm, larghezza della fenditura di 2, velocità di acquisizione di 0,1 nm / sec, la possibilità di acquisire 390-750 nm. Un taglio a 390 nm del filtro è necessaria per eliminare la luce diffusa dalla fonte di emissione. </li><li> Raccogliere lo spettro di emissione di fluorescenza del campione. Il massimo di emissione di fluorescenza viene osservata a 510 nm. </li><li> Pulire la cella di quarzo fluorimetro con acqua, acetone, etanolo e prima di eseguire le analisi in fluorescenza su altri campioni. </li><li> Utilizzare Excel o software di origine per tracciare e analizzare i dati raccolti. </li></ol>

<ol>
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Promising routes for the spiro chiral center construction of the CD-ring system.</a> Tetrahedron Lett. 30 (7), 829-832 (1989).</li><li>de Koning, C. B., Rousseau, A. L., van Otterlo, W. A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modern+methods+for+the+synthesis+of+substituted+naphthalenes.">Modern methods for the synthesis of substituted naphthalenes.</a> Tetrahedron. 59 (1), 7-36 (2003).</li><li>Johnson, I., Spence, M. T. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Molecular Probes Handbook, A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies. , 1051 (2010).</li><li>Fern&#225;ndez-Su&#225;rez, M., Ting, A. 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Gli autori dichiarano di non avere conflitto di interessi finanziari.

Di micro-onde di reazione DA Dehydrogenative La reazione intramolecolare dehydrogenative DA di precursori styrenyl mediante irradiazione con microonde (MWI) produce strutture naftalene diverse in alte rese di 71-100% e tempi brevi, richiedendo solo 30 min (Figura 1) 18. L&#39;aspetto più difficile eseguire la reazione dehydrogenative DA è selezione del solvente, che è spesso complicata a causa di una varietà di caratteristiche solventi devono essere considerati p...

Progettazione di piccole molecole e la sintesi è fondamentale per lo sviluppo di una vasta gamma di settori scientifici che include farmaci, pesticidi, coloranti organici, e molti altri 1. Il Diels-Alder (DA) e diidro-Diels-Alder (DDA) reazioni sono strumenti particolarmente potenti nella sintesi di piccole ciclici e composti aromatici 2-4. Inoltre, le reazioni termiche dehydrogenative Da di stirene con dieni dienofili alchino fornire una rotta potenzialmente utile per la sintesi di composti aromatici inizialmente formando cicloaddotti che può ulteriormente aromatizzare in condizioni di ossidazione 5. Impiegando una reazione termica intramolecolare dehydrogenative DA di stirene con dieni alchini, i problemi tipicamente associati con stirene utilizzando come diene, come indesiderate [2 + 2] cicloaddizione 5,6 e reazioni di polimerizzazione 7 e regioselettività poveri, vengono alleviati e naftalene composti può essere generato. La reazione termica intramolecolare dehydrogenative DA di stireni con alchini non è senza problemi notevoli. Primo, la maggior parte delle reazioni soffrono basse rese, lunghi tempi di reazione, e temperature di reazione elevate 8-11. Inoltre, molte reazioni non promuovono la formazione esclusiva del prodotto naftalene sia naftalene e diidronaftalene sono prodotte, spesso miscele separabili mediante cromatografia su colonna 11,12. Gli attacchi del precursore stirene-ynes si limitano inoltre includere eteroatomi e / o frazioni carbonilici. Solo un esempio è riportato per un all contenente carbonio tether, richiedendo condizioni di 250 ° C per 48 ore pulito in modo da ottenere la formazione di naftalene 10. Oltre a varietà limitata entro le pastoie dei materiali di partenza, uno dei vincoli più gravi di questa metodologia è la mancanza di funzionalità tollerata nelle condizioni termiche convenzionali.Il capolinea alchino del materiale di partenza è non sostituito o aggiunto un (TMS) fenile o trimetilsilil 8-13. In un caso, un estere al capolinea alchino viene mostrato a subire la reazione dehydrogenative DA, ma ciò comporta una miscela di naftalene e prodotti diidronaftalene 11. Una proposta successivamente suggerisce che un gruppo TMS aggiunta al terminus alchino è necessario per raggiungere la formazione esclusiva naftalene in rese elevate 10. La carenza di funzionalità diverse segnalato per reazioni termiche dehydrogenative DA limita fortemente le potenzialità di questa reazione verso l&#39;assemblaggio di strutture uniche naftalene. Il desiderio di variazione in strutture di naftalene deriva dalla loro funzione di piccoli blocchi di costruzione molecole in diversi settori scientifici, in particolare coloranti fluorescenti organici 14,15. L&#39;eccellente risoluzione spaziale e tempi di risposta di org piccolicoloranti ANIC per monitorare in tempo reale 16 eventi ha portato allo sviluppo di centinaia di composti fluorescenti disponibili in commercio. Molti di questi coloranti sono naftaleni con discrete proprietà fotofisiche e chimiche 15. La scelta di coloranti fluorescenti con proprietà specifiche per monitorare le singole funzioni è impegnativo, che porta ad un crescente bisogno di nuove classi di fluorofori con più proprietà diverse fotofisiche. A tal fine, una reazione termica intramolecolare dehydrogenative DA di stireni con alchini che permette diversificazione di un unico naftalene scaffold sarebbe potenzialmente utile con applicazione a sviluppare nuovi naftalene-contenenti coloranti fluorescenti. In alternativa al riscaldamento convenzionale, assistita da microonde chimica è vantaggioso perché offre riscaldamento più uniforme del campione chimico, che porta a rese chimiche elevate, velocità di reazione più veloci, più lieve condizione di reaziones, e spesso diversa selettività dei prodotti 17. Impiegando condizioni di riscaldamento a microonde-assistite rispetto convenzionale per la reazione intramolecolare dehydrogenative DA di stireni serve ad eliminare molti dei problemi associati con questa metodologia, riducendo il tempo di reazione da giorni a minuti, aumentare le rese precedentemente poveri, abbassare la temperatura di reazione, e offrendo formazione più selettiva del prodotto desiderato naftalene. Di micro-onde condizioni di reazione può anche essere più in grado di agevolare l&#39;incorporazione di una maggiore varietà di funzionalità nei prodotti naftalenici che prima erano irraggiungibili. Solo un esempio precedente è stato segnalato utilizzando assistita da microonde condizioni per la reazione dehydrogenative DA in cui è stata ottenuta una resa del 90% sia naftalene e diidronaftalene in soli 15 min a 170 ° C 12. Qui è riportato un micro-onde dehydroge intramolecolarenativo reazione DA dei derivati ​​styrenyl che porta alla formazione esclusiva di prodotti naftalene funzionalizzati e diversificata in soli 30 minuti e, in alto a rese quantitative 18. L&#39;utilità di questo protocollo è ulteriormente dimostrato dal one-step di conversione di un prodotto naftalina in un colorante fluorescente solvatochromic romanzo con proprietà fotofisiche che rivaleggiare con quella del popolare disponibile in commercio colorante Prodan 19.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Reagent/Material</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,2-Dichloroethane, ACS reagent &ge;99.0%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>319929</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SiliaPlate G TLC - glass-backed, 250 &mu;m</td>
			<td>Silicycle</td>
			<td>TLG-R10011B-323</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate, certified ACS &ge;99.5%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>E14520</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexanes, certified ACS &ge;98.5%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>H29220</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel, standard grade</td>
			<td>Sorbent Technologies</td>
			<td>30930M</td>
			<td>60 A, 40-63 &mu;M (230 x 400 mesh)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RuPhos palladacycle</td>
			<td>Strem</td>
			<td>46-0266</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen gas</td>
			<td>Matheson TRIGAS</td>
			<td>NI304</td>
			<td>Nitrogen 304cf, industrial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium bis(trimethylsilyl) amide solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>225770</td>
			<td>1.0 M solution in THF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran anhydrous &ge;99.9%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>401757</td>
			<td>Inhibitor-free</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylamine solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>391956</td>
			<td>2.0 M solution in THF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A661-500</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate, anhydrous (granular)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S421-500</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromatography column</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1188-04</td>
			<td>&frac12; in ID x 18in E.L.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyclohexane, &ge;99.0%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C556-1</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>24451</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,4-Dioxane anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>296309</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran anhydrous, &ge;99.9%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>186562</td>
			<td>250 ppm BHT as inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650463</td>
			<td>Chromasolv Plus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform, &ge;99.8%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C298-1</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>271004</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide, &ge;99.9%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D128</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl alcohol</td>
			<td>Pharmco-AAPER</td>
			<td>11ACS200</td>
			<td>Absolute</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Synthesizer</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>Biotage Initiator Exp</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>352016</td>
			<td>0.5 - 2 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>351521</td>
			<td>2 - 5 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial Cap</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>352298</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Synthesizer</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>Monowave 300</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial G4</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>99135</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial Cap</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>88882</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMR Spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>Avance</td>
			<td>300 or 400 MHz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-Visible Spectrometer</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Lamda 9</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrophotometer cell</td>
			<td>Starna Cells</td>
			<td>29B-Q-10</td>
			<td>Spectrosil quartz, path length 10 mm, semi-micro, black wall</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrofluorometer</td>
			<td>HORIBA Jobin Yvon</td>
			<td>FluoroMax-3 S4</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorometer cell</td>
			<td>Starna Cells</td>
			<td>29F-Q-10</td>
			<td>Spectrosil quartz, path length 10 mm, semi-micro</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microwave-assisted intramolecular dehydrogenative diels-alder reactions for the synthesis of functionalized naphthalenes/solvatochromic dyes

Naftaleni funzionalizzati hanno applicazioni in vari campi di ricerca che vanno dalla sintesi di molecole naturali o biologicamente attivi per la preparazione di nuovi coloranti organici. Sebbene numerose strategie sono stati riportati per accedere ponteggi naftalene, molte procedure ancora presenti limitazioni in termini di funzionalità che incorpora, che a sua volta riduce il campo di substrati disponibili. Lo sviluppo di metodi versatili per l&#39;accesso diretto ai naftaleni sostituiti è quindi altamente auspicabile. Il Diels-Alder (DA) reazione di cicloaddizione è un metodo efficace e attraente per la formazione di sistemi di anello saturi e insaturi da materiali di partenza facilmente disponibili. Un nuovo micro-onde reazione intramolecolare dehydrogenative DA dei derivati ​​styrenyl descritto nel presente documento genera una varietà di ciclopenta funzionalizzato [b] naftaleni che non potevano essere preparati utilizzando risorse esistenti metodo sinteticos. Rispetto al riscaldamento convenzionale, irradiazione a microonde accelera velocità di reazione, migliora le rese, e limita la formazione di sottoprodotti indesiderati. L&#39;utilità di questo protocollo è ulteriormente dimostrato dalla conversione di un cycloadduct DA in un colorante fluorescente solvatochromic romanzo attraverso un Buchwald-Hartwig palladio-catalizzata reazione di cross-coupling. Spettroscopia di fluorescenza, come una tecnica di analisi informativa e sensibile, svolge un ruolo chiave nei campi di ricerca tra cui scienze ambientali, medicina, farmacologia e biologia cellulare. L&#39;accesso a una varietà di nuovi fluorofori organici forniti dal micro-onde reazione dehydrogenative DA permette per un ulteriore avanzamento in questi campi.

Irradiazione a microonde (MWI) dei derivati ​​styrenyl a 180 ° C risulta in ciclopenta completa [b] la formazione di naftalene in meno di 30 minuti e, in alto a rese quantitative (Figura 1) 18. Nessun sottoprodotto diidronaftalene è osservato, e 1 H NMR i prodotti comparire pura senza la necessità di ulteriore purificazione dopo irradiazione (Figura 2). Varie modifiche al quadro naftalene sono ben tollerati utilizzando queste condizioni...

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Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Intramolecolari di micro-onde dehydrogenative Diels-Alder (DA) reazioni di fornire l&#39;accesso concisa ciclopenta funzionalizzato [<em&gt; B</em&gt;] Blocchi naftalene. L&#39;utilità di questa metodologia è dimostrata da una fase di conversione dei cicloaddotti dehydrogenative DA in nuovi coloranti fluorescenti solvatochromic tramite Buchwald-Hartwig palladio-catalizzata reazioni di cross-coupling.

Di micro-onde intramolecolari Dehydrogenative Diels-Alder reazioni per la sintesi di naftaleni funzionalizzati / Colori Solvatochromic

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

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Dienes, Conjugated Pi Systems, and Pericyclic Reactions

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16.8K Views.  University of Pittsburgh. Intramolecolari di micro-onde dehydrogenative Diels-Alder (DA) reazioni di fornire l'accesso concisa ciclopenta funzionalizzato [ B] Blocchi naftalene. L'utilità di questa metodologia è dimostrata da una fase di conversione dei cicloaddotti dehydrogenative DA in nuovi coloranti fluorescenti solvatochromic tramite Buchwald-Hartwig palladio-catalizzata reazioni di cross-coupling.

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Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle diameters ranging from 30-250 nm by varying the reaction conditions. Through the selection of a microwave compatible solvent, silicic acid precursor, catalyst, and microwave irradiation time, these microwave-assisted methods were capable of overcoming the previously reported shortcomings associated with synthesis of silica nanoparticles using microwave reactors. The siloxane precursor was hydrolyzed using the acid catalyst, HCl. Acetone, a low-tan &#948; solvent, mediates the condensation reactions and has minimal interaction with the electromagnetic field. Condensation reactions begin when the silicic acid precursor couples with the microwave radiation, leading to silica nanoparticle sol formation. The silica nanoparticles were characterized by dynamic light scattering data and scanning electron microscopy, which show the materials&#39; morphology and size to be dependent on the reaction conditions. Microwave-assisted reactions produce silica nanoparticles with roughened textured surfaces that are atypical for silica sols produced by St&#246;ber&#39;s methods, which have smooth surfaces.

Silica nanoparticles were prepared using acid-catalysis of a siloxane precursor and microwave-assisted synthetic techniques resulting in the controlled growth of nanomaterials ranging from 30-250 nm in diameter. The growth dynamics can be controlled by varying the initial silicic acid concentration, time of the reaction, and temperature of reaction.

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

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Chimica

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

Sintesi e caratterizzazione di funzionalizzato metallo-organici quadri

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ethylene-propylene rubber, grafted with maleic anhydride, is thermo-reversibly cross-linked in two steps. The pending anhydride moieties are first modified with furfurylamine to graft furan groups to the rubber backbone. These pendant furan groups are then cross-linked with a bis-maleimide via a Diels-Alder coupling reaction. Both reactions can be performed under a broad range of experimental conditions and can easily be applied on a large scale. The material properties of the resulting Diels-Alder cross-linked rubbers are similar to a peroxide-cured ethylene/propylene/diene rubber (EPDM) reference. The cross-links break at elevated temperatures (&#62; 150 &#176;C) via the retro-Diels-Alder reaction and can be reformed by thermal annealing at lower temperatures (50-70 &#176;C). Reversibility of the system was proven with infrared spectroscopy, solubility tests and mechanical properties. Recyclability of the material was also shown in a practical way, i.e., by cutting a cross-linked sample into small parts and compression molding them into new samples displaying comparable mechanical properties, which is not possible for conventionally cross-linked rubbers.

A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products.

La preparazione e la proprietà di Thermo-reversibile reticolato Chimica Gomma Via Diels-Alder

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

Synthesis of Plant Phenol-derived Polymeric Dyes for Direct or Mordant-based Hair Dyeing

Effective hair dyeing through in situ incubation of keratin hair with the products of fungal laccase-catalyzed polymerization of plant phenols has been previously demonstrated. However, the dyeing process takes a long time to complete compared to commercial hair-dyeing products. To overcome this bottleneck, pre-synthesized polymeric products of the oxidative reaction of Trametes versicolor laccase on catechin and catechol, either with or without mordant agents (e.g., FeSO4), were here employed to achieve permanent keratin hair dyeing in various colors and shades. The laccase action in acidic sodium acetate buffer led to a deep black coloration after coupling reactions between the plant phenols. The colored dye products were then desalted and concentrated with ultrafiltration. The dyes, with or without mordant agents, caused a significant increase in &#916;E values (i.e., color difference value) in gray human hair within 2.5 hours. In addition, different keratin colors and shades were induced depending upon the mordanting and pH changes. The dyed hair also exhibited a strong resistance to detergent treatments, indicating that our methods can give rise to permanent hair dyeing.&#160;Overall, our work has provided novel insight into developing eco-friendly hair-dyeing methods as alternatives to commercial toxic diamine-based dyes.

Here, we present a protocol to use pre-synthesized polymeric products derived from fungal laccase-catalyzed polymerization of plant phenols, either with or without mordant agents (e.g., FeSO4), to induce detergent-resistant keratin hair dyeing within 2.5 hours.

Sintesi di Plant fenolo-derivati ​​polimerici Colorante per tintura diretto o Mordente a base di capelli

Effective hair dyeing through in situ incubation of keratin hair with the products of fungal laccase-catalyzed polymerization of plant phenols has been ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate glycosyl donor. Following azido-nitration of a glycal, the product 2-azido-1-nitrate ester can be hydrolyzed under microwave-assisted irradiation. This transformation is usually achieved using strongly nucleophilic reagents and extended reaction times. Microwave irradiation induces hydrolysis, in the absence of reagents, with short reaction times. Following denitration, the intermediate anomeric alcohol is converted, in the same pot, to the corresponding 2-azido-1-trichloroacetimidate.

A 2-azido-1-nitrate-ester can be converted to the corresponding 2-azido-1-trichloroacetimidate in a one-pot procedure. The goal of the manuscript is to demonstrate utility of the microwave reactor in carbohydrate synthesis.

One-pot assistita da microonde conversione di anomerica nitrato-esteri Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. Their synthesis by conventional organic chemistry often requires tedious multi-step synthesis processes, with difficult control of the stereochemical outcome. We present a protocol to enzymatically synthetize amino alcohols starting from the readily available L-lysine in 48 h. This protocol combines two chemical reactions that are very difficult to conduct by conventional organic synthesis. In the first step, the regio- and diastereoselective oxidation of an unactivated C-H bond of the lysine side-chain is catalyzed by a dioxygenase; a second regio- and diastereoselective oxidation catalyzed by a regiodivergent dioxygenase can lead to the formation of the 1,2-diols. In the last step, the carboxylic group of the alpha amino acid is cleaved by a pyridoxal-phosphate (PLP) decarboxylase (DC). This decarboxylative step only affects the alpha carbon of the amino acid, retaining the hydroxy-substituted stereogenic center in a beta/gamma position. The resulting amino alcohols are therefore optically enriched. The protocol was successfully applied to the semipreparative-scale synthesis of four amino alcohols. Monitoring of the reactions was conducted by high performance liquid chromatography (HPLC) after derivatization by 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene. Straightforward purification by solid-phase extraction (SPE) afforded the amino alcohols with excellent yields (93% to &#62;95%).

Chiral amino alcohols are versatile molecules for use as scaffolds in organic synthesis. Starting from L-lysine, we synthesize amino alcohols by an enzymatic cascade reaction combining diastereoselective C-H oxidation catalyzed by dioxygenase followed by cleavage of the carboxylic acid moiety of the corresponding hydroxyl amino acid by a decarboxylase.

Reazioni a cascata enzimatica per la sintesi di Amino alcoli chirali da L-lisina

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. ...

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative environmental impact and slag formation. The selected short rotation coppice (SRC) willow wood has a high ash content (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg" /> = 1.96%) and, therefore, a high content of emission and slag precursors. Therefore, the reduction of minerals from SRC willow wood by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization (MAHC) at 150 &#176;C, 170 &#176;C, and 185 &#176;C is investigated. An advantage of MAHC over conventional reactors is an even temperature conductance in the reaction medium, as microwaves penetrate the whole reactor volume. This allows a better temperature control and a faster cooldown. Therefore, a succession of depolymerization, transformation and repolymerization reactions can be analyzed effectively. In this study, the analysis of the mass loss, ash content and composition, heating values and molar O/C and H/C ratios of the treated and untreated SCR willow wood showed that the mineral content of the MAHC coal was reduced and the heating value increased. The process water showed a decreasing pH and contained furfural and 5-methylfurfural. A process temperature of 170 &#176;C showed the best combination of energy input and ash component reduction. The MAHC allows a better understanding of the hydrothermal carbonization process, while a large-scale industrial application is unlikely because of the high investment costs.

A protocol for the emission precursor depletion from low quality biomass by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization treatment is presented. This protocol includes the microwave parameters and the analysis of the biocoal product and process water.

Ridurre l'emissione di combustibile di salice a bassa temperatura a microonde assistito carbonizzazione Idrotermica

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

Pretargeted Radioimmunotherapy Based on the Inverse Electron Demand Diels-Alder Reaction

While radioimmunotherapy (RIT) is a promising approach for the treatment of cancer, the long pharmacokinetic half-life of radiolabeled antibodies can result in high radiation doses to healthy tissues. Perhaps not surprisingly, several different strategies have been developed to circumvent this troubling limitation. One of the most promising of these approaches is pretargeted radioimmunotherapy (PRIT). PRIT is predicated on decoupling the radionuclide from the immunoglobulin, injecting them separately, and then allowing them to combine in vivo at the target tissue. This approach harnesses the exceptional tumor-targeting properties of antibodies while skirting their pharmacokinetic drawbacks, thereby lowering radiation doses to non-target tissues and facilitating the use of radionuclides with half-lives that are considered too short for use in traditional radioimmunoconjugates. Over the last five years, our laboratory and others have developed an approach to in vivo pretargeting based on the inverse electron-demand Diels-Alder (IEDDA) reaction between trans-cyclooctene (TCO) and tetrazine (Tz). This strategy has been successfully applied to pretargeted positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) imaging with a variety of antibody-antigen systems. In a pair of recent publications, we have demonstrated the efficacy of IEDDA-based PRIT in murine models of pancreatic ductal adenocarcinoma and colorectal carcinoma. In this protocol, we describe protocols for PRIT using a 177Lu-DOTA-labeled tetrazine radioligand ([177Lu]Lu-DOTA-PEG7-Tz) and a TCO-modified variant of the colorectal cancer targeting huA33 antibody (huA33-TCO). More specifically, we will describe the construction of huA33-TCO, the synthesis and radiolabeling of [177Lu]Lu-DOTA-PEG7-Tz, and the performance of in vivo biodistribution and longitudinal therapy studies in murine models of colorectal carcinoma.

This protocol describes the synthesis and characterization of a trans-cyclooctene (TCO)-modified antibody and a 177Lu-labeled tetrazine (Tz) radioligand for pretargeted radioimmunotherapy (PRIT). In addition, it details the use of these two constructs for in vivo biodistribution and longitudinal therapy studies in a murine model of colorectal cancer.

Pretargeted Radioimmunotherapy basato sulla reazione di Diels-Alder domanda inversa Electron

While radioimmunotherapy (RIT) is a promising approach for the treatment of cancer, the long pharmacokinetic half-life of radiolabeled antibodies can ...

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.

Sintesi efficiente dei centri quaternari All-Carbon tramite l'aggiunta di coniugato di Monoorganozinc di bromide funzionalizzati

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

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it efficient in both time and resources and utilizes water as the solvent. 3-Aminocrotononitrile or an appropriate &#945;-cyanoketone is combined with an aryl hydrazine and dissolved in 1 M HCl. The mixture is then heated in a microwave reactor at 150 &#176;C, typically for 10-15 min. The product can be readily obtained by basifying the solution with 10% NaOH and isolating the desired compound with a simple vacuum filtration. The use of water as a solvent in this reaction lends to its ease and utility in production, and this method is easily reproducible with a variety of functional groups. Typical isolated yields range from 70-90%, and reactions can be performed on the milligram to gram scale with little to no change in observed yields. Some of the applications of these molecules and their derivatives include pesticides, anti-malarials, and chemotherapeutics, among many others.

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines are prepared from aryl hydrazines combined with either 3-aminocrotononitrile or an &#945;-cyanoketone in a 1 M HCl solution using a microwave reactor. Most reactions are done in 10-15 minutes and pure product can be obtained via vacuum filtration with typical isolated yields of 70-90%.

Preparazione a microonde di 1-Aryl-1H-pyrazole-5-ammine

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...