Una sovvenzione di Start-up da Ariel University e un assegno di ricerca individuale di ISF (1914/15) per AMS si ringraziano.

1. preparazione della specie Enolonium
Attenzione: Prima di effettuare il protocollo, consultare la scheda di sicurezza per tutti i reagenti e solventi.
Nota: Tutti i nuovi reagenti sono stati utilizzati come ricevuto dall'origine commerciale. Se il etherate del trifluoruro di boro è stato archiviato, distillare prima dell'uso.
<ol><li>In un luogo asciutto tondo pallone a fondo dotato di un setto e un magnete per agitazione magnetica, aggiungere il reagente di Koser (1.5 equiv.) e lavare il matraccio con azoto o argon.</li>
	<li>Aggiungere diclorometano asciutto per dare una sospensione di 0,234 mol/L di concentrazione formale.</li>
	<li>Raffreddare la sospensione a-78 ° C utilizzando un bagno di ghiaccio secco/acetone o un strumento/acetone bagno dito freddo.</li>
	<li>Aggiungere ordinata BF3OEt2 (1.5 equiv.) lentamente.</li>
	<li>Riscaldare la miscela eterogenea a temperatura ambiente fino alla formazione della soluzione di colore giallo. In genere, questo accade entro 5 min.</li>
	<li>Raffreddare la soluzione a-78 ° C.</li>
	<li>Alla soluzione raffreddata, aggiungere il trimetilsilile-enolether (1 equiv., 0,313 mol/L) in asciutto diclorometano goccia a goccia oltre il 2-10 min (a seconda della scala). Dopo l'aggiunta di etere enol Silile è completa, la formazione delle specie enolonium è completa. Nota: La soluzione di enolonium specie può essere lasciata a-78 ° C per almeno 30 min senza deterioramento nella resa. La specie enolonium è stabile durante questo tempo, come indicato da segnalati NMR studi6.</li>
</ol>2. funzionalizzazione della specie Enolonium
<ol><li>Clorazione con l'anione cloruro
	<ol>
<li>Per la soluzione preparata di specie enolonium, aggiungere cloruro di benzil-dimetil-decylammonium (2.0 equiv., 1,25 mol/L) in diclorometano asciutto in un modo saggio di goccia. Aggiungere questa soluzione a una velocità tale che la temperatura rimane sotto-55 ° C. Al 0,5-2 scala mmol, aggiunta oltre 5 min è soddisfacente.</li>
		<li>Lasciare la miscela di reazione a-78 ° C per 5 min.</li>
		<li>Rimuovere il bagno di raffreddamento e lasciare che la miscela di reazione raggiunga la temperatura ambiente.</li>
		<li>Lasciare la reazione a temperatura ambiente per 20 min.</li>
		<li>Aggiungere acqua alla miscela di reazione (la metà del volume del diclorometano utilizzato nella preparazione delle specie enolonium).</li>
		<li>Estrarre tre volte con diclorometano. In genere, utilizzare il volume di reazione di 2 - 3 volte in ogni estrazione al 0,5-2 mmol su piccola scala.</li>
		<li>Lavare gli strati organici combinati due volte con salamoia. In genere, è possibile utilizzare lo stesso volume di salamoia come il volume di reazione combinata.</li>
		<li>Asciutto con solfato di sodio anidro per 30 min.</li>
		<li>Filtrare fuori il solfato di sodio (ad esempio tramite una spina di Celite).</li>
		<li>Rimuovere il solvente su un evaporatore rotante a pressione ridotta e a 40 ° C.</li>
		<li>Purificare il prodotto grezzo da cromatografia a colonna su gel di silice utilizzando eluenti esano e acetato di etile per permettersi, dopo la rimozione dei solventi, il puro corrispondente α-azido chetone. Nota: Alle scale di 0,5 mmol a 2 mmol di trimetilsilile enolato, eseguire cromatografia a colonna su una colonna di vetro del diametro di 2 cm utilizzando standard del gel di silice 60 ad un'altezza (lunghezza) di 15 cm. Il volume dovrà essere variata per altre scale.</li>
	</ol></li>
	<li>Azidation con TMS-Azide Attenzione: Azidi organiche in generale sono esplosivi e cura dovrebbe essere presa nella gestione e preparazione dei prodotti. TMS-azide è tossica. Consultare MSDS prima dell'uso.<ol>
<li>Per la soluzione preparata di specie enolonium a-78 ° C, aggiungere azidotrimethylsilane pulito (2.5 equiv.) in modo goccia a goccia. Aggiungere questa soluzione ad un tasso in modo che la temperatura rimane sotto-55 ° C. Al 0,5-2 scala mmol, aggiunta oltre 2-3 min è soddisfacente.</li>
		<li>Mescolare la miscela di reazione per 15 min a-78 ° C.</li>
		<li>Riscaldare la miscela di reazione a-55 ° C e lasciare a questa temperatura per 2 o 3 h.</li>
		<li>Aggiungere acqua alla miscela di reazione (la metà del volume del diclorometano utilizzato nella preparazione delle specie enolonium).</li>
		<li>Estrarre tre volte con diclorometano. In genere, utilizzare il volume di reazione di 2 - 3 volte in ogni estrazione al 0,5-2 mmol su piccola scala.</li>
		<li>Lavare gli strati organici combinati due volte con salamoia. In genere, è possibile utilizzare lo stesso volume di salamoia come il volume di reazione combinata.</li>
		<li>Asciugare gli estratti con solfato di sodio anidro per 30 min.</li>
		<li>Filtrare fuori il solfato di sodio.</li>
		<li>Rimuovere il solvente su un evaporatore rotante a pressione ridotta e a 40 ° C.</li>
		<li>Purificare il prodotto grezzo da cromatografia a colonna su gel di silice utilizzando eluenti esano e acetato di etile per permettersi, dopo la rimozione dei solventi, il puro corrispondente α-azido chetone.</li>
	</ol></li>
	<li>Reazione con azoli
	<ol>
<li>Per la soluzione preparata di specie enolonium a-78 ° C, aggiungere azolici (4 o 5 equiv., 1 mol/L) disciolto in 5 mL di diclorometano in modo goccia a goccia. Al 0,5-2 scala mmol, aggiunta oltre 5 min è soddisfacente. Nota: Nel caso di azoli scarsamente solubili quali tetrazoles, utilizzare acetonitrile ad una concentrazione di 0,5 mol/L invece di diclorometano. Aggiungere questa soluzione ad un tasso in modo che la temperatura rimane sotto-55 ° C.</li>
		<li>Mescolare la miscela di reazione per 15 min a-78 ° C.</li>
		<li>Riscaldare la miscela di reazione a-55 ° C e lasciare a questa temperatura per 4-8 h.</li>
		<li>Aggiungere acqua alla miscela di reazione (la metà del volume di solventi organici utilizzati nella preparazione delle specie enolonium).</li>
		<li>Estrarre tre volte con diclorometano. In genere, utilizzare il volume di reazione di 2 - 3 volte in ogni estrazione al 0,5-2 mmol su piccola scala.</li>
		<li>Lavare gli strati organici combinati due volte con salamoia. In genere, è possibile utilizzare lo stesso volume di salamoia come il volume di reazione combinata.</li>
		<li>Asciugare gli estratti con solfato di sodio anidro per 30 min.</li>
		<li>Filtrare fuori il solfato di sodio.</li>
		<li>Rimuovere il solvente su un evaporatore rotante a pressione ridotta e a 40 ° C.</li>
		<li>Purificare il prodotto grezzo da cromatografia a colonna su gel di silice utilizzando eluenti esano e acetato di etile per permettersi, dopo la rimozione dei solventi, il chetone puro corrispondente α-azolici.</li>
	</ol></li>
	<li>Allilazioni, crotylation, cinnamylation e prenilazione con allil-silani
	<ol>
<li>Aggiungere neat allile,-, crotile-, cinnamil-, o prenyl-trimethylsilane (2 equiv.) lentamente a-78 ° C. Aggiungere questa soluzione ad un tasso in modo che la temperatura rimane sotto-55 ° C. Presso un 0,5-2 scala mmol, aggiunta oltre 2-3 min è soddisfacente.</li>
		<li>Mescolare la miscela di reazione per 10 min a-78 ° C.</li>
		<li>Lasciare che la miscela di reazione scaldare lentamente a temperatura ambiente, eliminando il bagno di raffreddamento. Lasciare la reazione a temperatura ambiente per 20 min.</li>
		<li>Aggiungere acqua alla miscela di reazione (la metà del volume del diclorometano utilizzato nella preparazione delle specie enolonium).</li>
		<li>Estrarre tre volte con diclorometano. In genere, utilizzare il volume di reazione di 2 - 3 volte in ogni estrazione al 0,5-2 mmol su piccola scala.</li>
		<li>Lavare gli strati organici combinati due volte con salamoia. In genere, è possibile utilizzare lo stesso volume di salamoia come il volume di reazione combinata.</li>
		<li>Asciugare gli estratti con solfato di sodio anidro per 30 min.</li>
		<li>Filtrare fuori il solfato di sodio.</li>
		<li>Rimuovere il solvente su un evaporatore rotante a pressione ridotta e a 40 ° C.</li>
		<li>Purificare il prodotto grezzo da cromatografia a colonna su gel di silice utilizzando eluenti esano e acetato di etile per permettersi, dopo la rimozione dei solventi, il prodotto puro corrispondente α-allilico.</li>
	</ol></li>
	<li>Arilazione Nota: Per arilazione, utilizzare 3 equivalenti di BF3OEt2 durante la preparazione della specie enolonium al fine di evitare tosylation della specie enolonium come una reazione collaterale principali. In generale, è necessario solo 1,6 equivalente del substrato aromatico. Tuttavia, se il substrato aromatico è un pyrane, tiofene o pirrolo, i migliori risultati si ottengono utilizzando 5 equivalenti del substrato aromatico.<ol>
<li>Per la soluzione di preparati enolonium specie aggiungere una soluzione di substrato aromatico in diclorometano asciutto (1.6 equiv., 0,5 mol/L) in un modo goccia a goccia. Aggiungere questa soluzione ad un tasso in modo che la temperatura rimane sotto-55 ° C. Al 0,5-2 scala mmol, aggiunta oltre 5-10 min è soddisfacente.</li>
		<li>Dopo aver completato l'aggiunta del substrato aromatico, aumentare la temperatura della miscela di-55 ° C e lasciare la miscela a questa temperatura per 20 min.</li>
		<li>Aggiungere acqua alla miscela di reazione (la metà del volume del diclorometano utilizzato nella preparazione delle specie enolonium).</li>
		<li>Estrarre tre volte con diclorometano. In genere, utilizzare il volume di reazione di 2 - 3 volte in ogni estrazione al 0,5-2 mmol su piccola scala.</li>
		<li>Lavare gli strati organici combinati due volte con salamoia. In genere, è possibile utilizzare lo stesso volume di salamoia come il volume di reazione combinata.</li>
		<li>Asciugare gli estratti con solfato di sodio anidro per 30 min.</li>
		<li>Filtrare fuori il solfato di sodio.</li>
		<li>Rimuovere il solvente su un evaporatore rotante a pressione ridotta e a 40 ° C.</li>
		<li>Purificare il prodotto grezzo da cromatografia a colonna su gel di silice utilizzando eluenti esano e acetato di etile per permettersi, dopo la rimozione dei solventi, il chetone puro corrispondente α-arylated.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Mizar, P., Wirth, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+stereoselective+functionalizations+of+ketones+through+umpolung+with+hypervalent+iodine+reagents.">Flexible stereoselective functionalizations of ketones through umpolung with hypervalent iodine reagents.</a> Angewandte Chemie International Edition. 53 (23), 5993-5997 (2014).</li><li>Yoshimura, A., Zhdankin, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+synthetic+applications+of+hypervalent+iodine+compounds.">Advances in synthetic applications of hypervalent iodine compounds.</a> Chemical Reviews. 116 (5), 3328-3435 (2016).</li><li>Zhdankin, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Hypervalent Iodine Chemistry: Preparation, Structure, and Synthetic Applications of Polyvalent Iodine Compounds. , (2013).</li><li>Wirth, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Topics in Current Chemistry. 373, (2016).</li><li>Merritt, E. A., Olofsson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#945;-functionalization+of+carbonyl+compounds+using+hypervalent+iodine+reagents.">&#945;-functionalization of carbonyl compounds using hypervalent iodine reagents.</a> Synthesis. 4 (4), 517-538 (2011).</li><li>Arava, 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=Enolonium+Species-Umpoled+Enolates.">Enolonium Species-Umpoled Enolates.</a> Angewandte Chemie International Edition. 56 (10), 2599-2603 (2017).</li><li>Parida, K. N., Maksymenko, S., Pathe, G. K., Szpilman, A. 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V., 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=Carbon-carbon+bond+formation+in+reactions+of+PhIO&#183;HBF4-silyl+enol+ether+adduct+with+alkenes+or+silyl+enol+ethers.">Carbon-carbon bond formation in reactions of PhIO&#183;HBF4-silyl enol ether adduct with alkenes or silyl enol ethers.</a> Journal of Organic Chemistry. 54 (11), 2605-2608 (1989).</li><li>Maksymenko, 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=Transition-metal-free+intermolecular+&#945;-arylation+of+ketones+via+enolonium+species.">Transition-metal-free intermolecular &#945;-arylation of ketones via enolonium species.</a> Organic Letters. 19 (23), 6312-6315 (2017).</li><li>Vita, M. V., Waser, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Azidation+of+&#946;-keto+esters+and+silyl+enol+ethers+with+a+benziodoxole+reagent.">Azidation of &#946;-keto esters and silyl enol ethers with a benziodoxole reagent.</a> Organic Letters. 15 (13), 3246-3249 (2013).</li><li>More, A., 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=&#945;-N-Heteroarylation+and+&#945;-azidation+of+ketones+via+enolonium+species.">&#945;-N-Heteroarylation and &#945;-azidation of ketones via enolonium species.</a> Journal of Organic Chemistry. 83, 2442-2447 (2018).</li><li>Xie, L., 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=Gold-catalyzed+hydration+of+haloalkynes+to+&#945;-halomethyl+ketones.">Gold-catalyzed hydration of haloalkynes to &#945;-halomethyl ketones.</a> Journal of Organic Chemistry. 78 (18), 9190-9195 (2013).</li><li>Patonay, T., Juh&#225;sz-T&#243;th, &. #. 2. 0. 1. ;., B&#233;nyei, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Base-induced+coupling+of+&#945;-azido+ketones+with+aldehydes+&#8722;+An+easy+and+efficient+route+to+trifunctionalized+synthons+2-azido-3-hydroxy+ketones,+2-acylaziridines,+and+2-acylspiroaziridines.">Base-induced coupling of &#945;-azido ketones with aldehydes &#8722; An easy and efficient route to trifunctionalized synthons 2-azido-3-hydroxy ketones, 2-acylaziridines, and 2-acylspiroaziridines.</a> European Journal of Organic Chemistry. 2002 (2), 285-295 (2002).</li><li>Li, C., Breit, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhodium-catalyzed+chemo-+and+regioselective+decarboxylative+addition+of+&#946;-ketoacids+to+allenes:+Efficient+construction+of+tertiary+and+quaternary+carbon+Centers.">Rhodium-catalyzed chemo- and regioselective decarboxylative addition of &#946;-ketoacids to allenes: Efficient construction of tertiary and quaternary carbon Centers.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (3), 862-865 (2014).</li></ol>

Non abbiamo nulla di divulgare.

La corretta preparazione delle specie enolonium da TMS-enolati dipende da una serie di fattori. La reazione di lato principali il passaggio di preparazione è l'accoppiamento di homo della materia prima dalla reazione di una molecola di enolonium formata specie con una molecola di TMS-enolato. Pertanto, il requisito delle condizioni di reazione è di evitare questa dimerizzazione garantendo la rapida reazione del reagente di iodio ipervalente attivato acido di Lewis con aggiunto TMS-enolato rapporto al tasso di dimerizza...

Enolati sono nucleofili classico carbonio in chimica organica e tra i più ampiamente utilizzati. Umpolung di enolati per creare specie elettrofile enolonium permette importanti modi alternativi per produrre chetoni α-funzionalizzati, nonché per consentire nuove reazioni non possibile tramite chimica classica enolato. Specie di Enolonium sono stati proposti come prodotti intermedi in numerose reazioni, in particolare reazioni che coinvolgono i reagenti di iodio ipervalente. Queste reazioni includono α-alogenazione, ossigenazione e amminazione1 , come pure altre reazioni2,3,4,5.
Tuttavia, gli ambiti di queste reazioni erano sempre limitati dalla natura transitoria della specie reattiva enolonium. Questa transitorietà necessaria qualsiasi nucleofilo ad essere presenti nella miscela di reazione durante la reazione degli enolati carbonile con il reagente di iodio ipervalente fortemente ossidanti. Così, qualsiasi nucleofilo incline all'ossidazione, come composti aromatici ricchi di elettroni (eterocicli) e alcheni, non poteva essere utilizzato.
Nell'ultimo anno, abbiamo superato queste limitazioni di circostanze in cui le specie di enolonium sono formata come un discreto intermedio in un unico passaggio, seguito dalla aggiunta di nucleofilo in una seconda fase di sviluppo. Questo protocollo permette non solo il tipo classico di funzionalizzazione ad esempio clorazione6, ma anche l'uso di nucleofili al carbonio ossidabili, come allylsilanes6,8, enolati1,6, 7ed elettrone ricca di composti aromatici9, con conseguente formazione di legami C-C. Il metodo allilazioni è favorevole alla formazione di centri di terziari e quaternari. Il metodo di arilazione chetone costituisce formale funzionalizzazione di C-H del composto senza l'esigenza di un gruppo dirigente9l'aromatico. Recentemente, abbiamo segnalato l'aggiunta di azoli e azidi10 come ben11. La presentazione dettagliata del protocollo è previsto per facilitare l'introduzione di questi metodi nella cassetta degli attrezzi di giorno in giorno del chimico organico sintetico.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chlorotrimethylsilane, 98+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A13651</td>
			<td>TMS-Cl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boron trifluoride diethyl etherate, 98+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A15275</td>
			<td>BF3*Et2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Methylindole, 98+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10764</td>
			<td>2-Me-indole</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydroxy(tosyloxy) iodobenzene, 97%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>L15701</td>
			<td>Koser&#39;s reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetophenone, &#62;98%</td>
			<td>Merck</td>
			<td>800028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-Butyllithium solution 1.6M in hexanes</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>186171</td>
			<td>nBuLi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BIS(ISOPROPYL)AMINE</td>
			<td>Apollo</td>
			<td>OR1090</td>
			<td>DIPA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethylsilyl azide, 94%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>L00173</td>
			<td>TMS-N3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a two-step protocol for umpolung functionalization of ketones via enolonium species

Α-funzionalizzazione di chetoni via umpolung di enolati di reagenti di iodio ipervalente è un concetto importante in chimica organica sintetica. Recentemente, abbiamo sviluppato una strategia in due fasi per chetone enolato umpolung che ha permesso lo sviluppo di metodi per la clorazione, azidation e amminazione utilizzando azoli. Inoltre, abbiamo sviluppato C-C bond – formando reazioni di arilazione e allilazioni. Nel cuore di questi metodi è la preparazione della specie enolonium intermedi e altamente reattivo prima dell'aggiunta di un reattivo nucleofilo. Questa strategia è così ricorda la preparazione e l'uso di metallo enolati in chimica sintetica classica. Questa strategia consente l'utilizzo di nucleofili che altrimenti sarebbe incompatibile con i reagenti di iodio ipervalente fortemente ossidanti. In questa carta presentiamo un protocollo dettagliato per la clorazione, azidation, N-heteroarylation, arilazione e allilazioni. I prodotti includono motivi prevalente nei prodotti medicinale attivi. In questo articolo gli altri sarà di grande aiuto nell'uso di questi metodi.

Risultati rappresentativi, realizzati seguendo il protocollo, sono riportati nella Figura 1 e sono discussi nella sezione discussione. In particolare, una gamma molto ampia di chetoni differenti può essere utilizzata con successo nella reazione per dare i prodotti in buone rese come può essere visto per la azidation11. L'ambito della reazione per l'introduzione di azoli nella α-posizione di chetoni include la maggior parte dell'azot...

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

Un protocollo di uno-pentola due tappe per il umpolung di enolati chetone enolonium specie e l'aggiunta di un nucleofilo nella α-posizione è descritto. Nucleofili includono cloruro, azoturo, azoli, allil-silani e composti aromatici.

Un protocollo in due fasi per Umpolung funzionalizzazione di chetoni Via Enolonium le specie

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

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Aldehydes and Ketones

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9.9K Views.  Ariel University. Un protocollo di uno-pentola due tappe per il umpolung di enolati chetone enolonium specie e l'aggiunta di un nucleofilo nella α-posizione è descritto. Nucleofili includono cloruro, azoturo, azoli, allil-silani e composti aromatici.

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

Synthesis of Antiviral Tetrahydrocarbazole Derivatives by Photochemical and Acid-catalyzed C-H Functionalization via Intermediate Peroxides (CHIPS)

The direct functionalization of C-H bonds is an important and long standing goal in organic chemistry. Such transformations can be very powerful in order to streamline synthesis by saving steps, time and material compared to conventional methods that require the introduction and removal of activating or directing groups. Therefore, the functionalization of C-H bonds is also attractive for green chemistry. Under oxidative conditions, two C-H bonds or one C-H and one heteroatom-H bond can be transformed to C-C and C-heteroatom bonds, respectively. Often these oxidative coupling reactions require synthetic oxidants, expensive catalysts or high temperatures. Here, we describe a two-step procedure to functionalize indole derivatives, more specifically tetrahydrocarbazoles, by C-H amination using only elemental oxygen as oxidant. The reaction uses the principle of C-H functionalization via Intermediate PeroxideS (CHIPS). In the first step, a hydroperoxide is generated oxidatively using visible light, a photosensitizer and elemental oxygen. In the second step, the N-nucleophile, an aniline, is introduced by Br&#248;nsted-acid catalyzed activation of the hydroperoxide leaving group. The products of the first and second step often precipitate and can be conveniently filtered off. The synthesis of a biologically active compound is shown.

Synthesis of Antiviral Tetrahydrocarbazole Derivatives by Photochemical and Acid-catalyzed C-H Functionalization via Intermediate Peroxides CHIPS

A two-step procedure for the synthesis of pharmaceutically active indole-derivatives by C-H functionalization with anilines is described, using photo- and Br&#248;nsted acid catalysis.

Sintesi di derivati ​​antivirale Tetrahydrocarbazole da fotochimica e acido-catalizzata CH funzionalizzazione via intermedi perossidi (CHIPS)

The direct functionalization of C-H bonds is an important and long standing goal in organic chemistry. Such transformations can be very powerful in order ...

Ricerca

Chimica

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray coating. These nanoparticles are produced by the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate on the surface of cereal protein (gliadin) molecules. Alkyl cyanoacrylate is a monomer that instantly polymerizes at RT when it is applied to the surface of materials. Its polymerization reaction is initiated by the trace amounts of weakly basic or nucleophilic species on the surface, including moisture. Once polymerized, the polymerized alkyl cyanoacrylates show a strong affinity with the object materials because nitrile groups are in the backbone of poly (alkyl cyanoacrylate). Proteins also work as initiator for this polymerization because they contain amine groups that can initiate the polymerization of cyanoacrylate. If aggregated protein is used as an initiator, protein aggregate is surrounded by the hydrophobic poly(alkyl cyanoacrylate) chains after the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate. By controlling the experimental condition, particles in the nanometer range are produced. The produced nanoparticles readily adsorb to the surface of most materials including glass, metals, plastics, wood, leather, and fabrics. When the surface of a material is sprayed with the produced nanoparticle suspension and rinsed with water, the micellar structure of nanoparticle changes its conformation, and the hydrophilic proteins are exposed to the air. As a result, the nanoparticle-coated surface changes to hydrophilic.

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic. The produced nanoparticle is an assembly of gliadin-cyanoacrylate diblock copolymers. Spray coating with the produced nanoparticle changes the surface of target material to a hydrophilic surface.

Un protocollo per la produzione di nanoparticelle gliadina-cianoacrilato per rivestimento idrofilo

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

Rapid High-throughput Species Identification of Botanical Material Using Direct Analysis in Real Time High Resolution Mass Spectrometry

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, and that these chemical fingerprints can be used for plant species identification. The mass spectral data can be acquired rapidly and in a high throughput manner without the need for sample extraction, derivatization or pH adjustment steps. The use of this technique bypasses challenges presented by more conventional techniques including lengthy chromatography analysis times and resource intensive methods. The high throughput capabilities of the direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry protocol, coupled with multivariate statistical analysis processing of the data, provide not only class characterization of plants, but also yield species and varietal information. Here, the technique is demonstrated with two psychoactive plant products, Mitragyna speciosa (Kratom) and Datura (Jimsonweed), which were subjected to direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry followed by statistical analysis processing of the mass spectral data. The application of these tools in tandem enabled the plant materials to be rapidly identified at the level of variety and species.

A method for species identification of botanical material by direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry and multivariate statistical analysis is presented.

Rapid high-throughput Specie Identificazione del materiale botanico Utilizzando l&#39;analisi diretta in tempo reale ad alta risoluzione Spettrometria di Massa

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents warrants proper technique, thorough training, and proper personal protective equipment. To aid in the training of researchers using organolithium reagents, a thorough, step-by-step protocol for the safe and effective use of tert-butyllithium on an inert gas line or within a glovebox is described. As a model reaction, preparation of lithium tert-butyl amide by the reaction of tert-butyl amine with one equivalent of tert-butyl lithium is presented.

The safe and proper use of organolithium reagents is described.

Un protocollo per reazioni sicuro litiazione Utilizzando organolitio Reagenti

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular methodology for applications in various fields and for different research purposes. The procedure described herein focuses on the synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA 5&#39;-[CUA CGG AAU CAU]-3&#39; containing zero, one, or two modifications located at the C2&#39;-O-position. The probes are based on 2-thiophenylmethyl groups, incorporated into RNA nucleotides via standard organic synthesis and introduced into the corresponding oligonucleotides via their respective phosphoramidites. This report makes use of phosphoramidite chemistry via the four canonical nucleobases (Uridine (U), Cytosine (C), Guanosine (G), Adenosine (A)), as well as 2-thiophenylmethyl functionalized nucleotides modified at the 2&#39;-O-position; however, the methodology is amenable for a large variety of modifications that have been developed over the years. The oligonucleotides were synthesized on a controlled-pore glass (CPG) support followed by cleavage from the resin and deprotection under standard conditions, i.e., a mixture of ammonia and methylamine (AMA) followed by hydrogen fluoride/triethylamine/N-methylpyrrolidinone. The corresponding oligonucleotides were purified via polyacrylamide electrophoresis (20% denaturing) followed by elution, desalting, and isolation via reversed-phase chromatography (Sep-pak, C18-column). Quantification and structural parameters were assessed via ultraviolet-visible (UV-vis) and circular dichroism (CD) photometric analysis, respectively. This report aims to serve as a resource and guide for beginner and expert researchers interested in embarking in this field. It is expected to serve as a work-in-progress as new technologies and methodologies are developed. The description of the methodologies and techniques within this document correspond to a DNA/RNA synthesizer (refurbished and purchased in 2013) that uses phosphoramidite chemistry.

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

This article provides a detailed procedure on the solid-phase synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA modified at the C2&#39;-O-position. UV-vis and circular dichroism photometric analyses are used to quantify and characterize structural aspects, i.e., single-strands or double-strands.

Protocollo per la sintesi in fase solida di oligomeri di RNA contenente un 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophenylmethyl Modifica e caratterizzazione attraverso il Dicroroo circolare

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three preparation methods are described: (a) the incorporation of metal salts into silica or alumina wet gels using an impregnation method; (b) the incorporation of metal salts into alumina wet gels using a co-precursor method; and (c) the addition of metal nanoparticles directly into a silica aerogel precursor mixture. The methods utilize a hydraulic hot press, which allows for rapid (&#60;6 h) supercritical extraction and results in aerogels of low density (0.10 g/mL) and high surface area (200-800 m2/g). While the work presented here focuses on the use of copper salts and copper nanoparticles, the approach can be implemented using other metal salts and nanoparticles. A protocol for testing the three-way catalytic ability of these aerogels for automotive pollution mitigation is also presented. This technique uses custom-built equipment, the Union Catalytic Testbed (UCAT), in which a simulated exhaust mixture is passed over an aerogel sample at a controlled temperature and flow rate. The system is capable of measuring the ability of the catalytic aerogels, under both oxidizing and reducing conditions, to convert CO, NO and unburned hydrocarbons (HCs) to less harmful species (CO2, H2O and N2). Example catalytic results are presented for the aerogels described.

Here we present protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms. Methods for preparing materials using copper salts and copper-containing nanoparticles are featured. Catalytic testing protocols demonstrate the effectiveness of these aerogels for three-way catalysis applications.

Fabbricazione e collaudo di aerogel catalitico preparato tramite rapida estrazione supercritica

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and characterize microbial communities in environmental and biological systems. These measurements are even enabling enhanced analyses of complex soil microbial communities, which are the most complex microbial systems known to date. Multi-omic analyses, however, do have sample preparation challenges, since separate extractions are typically needed for each omic study, thereby greatly amplifying the preparation time and amount of sample required. To address this limitation, a 3-in-1 method for the simultaneous extraction of metabolites, proteins, and lipids (MPLEx) from the same soil sample was created by adapting a solvent-based approach. This MPLEx protocol has proven to be both simple and robust for many sample types, even when utilized for limited quantities of complex soil samples. The MPLEx method also greatly enabled the rapid multi-omic measurements needed to gain a better understanding of the members of each microbial community, while evaluating the changes taking place upon biological and environmental perturbations.

A protocol is presented for simultaneously extracting metabolites, proteins, and lipids from a single soil sample, allowing reduced sample preparation times and enabling multi-omic mass spectrometry analyses of samples with limited quantities.

Il protocollo MPLEx Multi-omic nell'analisi di campioni di terreno

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and ...

Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer by generating a charged structure provides an opportunity to use extraction as a simple purification technique. By combining the use of a miscible organic solvent with saturated sodium bisulfite, aldehydes and reactive ketones can be successfully transformed into charged bisulfite adducts that can then be separated from other organic components of a mixture by the introduction of an immiscible organic layer. Here, we describe a simple protocol for the removal of aldehydes, including sterically-hindered neopentyl aldehydes and some ketones, from chemical mixtures. Ketones can be separated if they are sterically unhindered cyclic or methyl ketones. For aliphatic aldehydes and ketones, dimethylformamide is used as the miscible solvent to improve removal rates. The bisulfite addition reaction can be reversed by basification of the aqueous layer, allowing for the re-isolation of the reactive carbonyl component of a mixture.

Here, we present a protocol to remove aldehydes and reactive ketones from mixtures by a liquid-liquid extraction protocol directly with saturated sodium bisulfite in a miscible solvent. This combined protocol is rapid and facile to perform. The aldehyde or ketone can be re-isolated by the basification of the aqueous layer.

Separazione di aldeidi e chetoni reattive da miscele utilizzando un protocollo di estrazione di bisolfito

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. However, the main issue limiting their applicability is their poor stability in humid conditions. The common methods to overcome this problem involve the formation of strong metal-linker bonds by using highly charged metals, which is limited to a number of structures, the introduction of alkylic groups to the framework by post-synthetic modification (PSM) or chemical vapour deposition (CVD) to enhance overall hydrophobicity of the framework. These last two usually provoke a drastic reduction of the porosity of the material. These strategies do not permit to exploit the properties of the MOF already available and it is imperative to find new methods to enhance the stability of MOFs in water while keeping their properties intact. Herein, we report a novel method to enhance the water stability of MOF crystals featuring Cu2(O2C)4&#160;paddle-wheel units, such as HKUST (where HKUST stands for Hong Kong University of Science &#38; Technology), with the catechols functionalized with alkyl and fluoro-alkyl chains. By taking advantage of the unsaturated metal sites and the catalytic catecholase-like activity of CuII ions, we are able to create robust hydrophobic coatings through the oxidation and subsequent polymerization of the catechol units on the surface of the crystals under anaerobic and water-free conditions without disrupting the underlying structure of the framework. This approach not only affords the material with improved water stability but also provides control over the function of the protective coating, which enables the development of functional coatings for the adsorption and separations of volatile organic compounds. We are confident that this approach could also be extended to other unstable MOFs featuring open metal sites.

Robust functional catechol coatings were produced in one step by direct reaction of the material known as HKUST with synthetic catechols under anaerobic conditions. The formation of homogeneous coatings surrounding the entire crystal is ascribed to the biomimetic catalytic activity of Cu(II) dimers on the external surface of the crystals.

Funzionalizzazione superficiale di Metal-Organic Frameworks per resistenza all'umidità migliorata

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological targets and processes. However, the increasing number of different tracers creates challenges for their production at radiopharmacies. While historically it has been practical to dedicate a custom-configured radiosynthesizer and hot cell for the repeated production of each individual tracer, it is becoming necessary to change this workflow. Recent commercial radiosynthesizers based on disposable cassettes/kits for each tracer simplify the production of multiple tracers with one set of equipment by eliminating the need for custom tracer-specific modifications. Furthermore, some of these radiosynthesizers enable the operator to develop and optimize their own synthesis protocols in addition to purchasing commercially-available kits. In this protocol, we describe the general procedure for how the manual synthesis of a new PET tracer can be automated on one of these radiosynthesizers and validated for the production of clinical-grade tracers. As an example, we use the ELIXYS radiosynthesizer, a flexible cassette-based radiochemistry tool that can support both PET tracer development efforts, as well as routine clinical probe manufacturing on the same system, to produce [18F]Clofarabine ([18F]CFA), a PET tracer to measure in vivo deoxycytidine kinase (dCK) enzyme activity. Translating a manual synthesis involves breaking down the synthetic protocol into basic radiochemistry processes that are then translated into intuitive chemistry &#34;unit operations&#34; supported by the synthesizer software. These operations can then rapidly be converted into an automated synthesis program by assembling them using the drag-and-drop interface. After basic testing, the synthesis and purification procedure may require optimization to achieve the desired yield and purity. Once the desired performance is achieved, a validation of the synthesis is carried out to determine its suitability for the production of the radiotracer for clinical use.

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Positron-emission tomography (PET) imaging sites that are involved in multiple early clinical research trials need robust and versatile radiotracer manufacturing capabilities. Using the radiotracer [18F]Clofarabine as an example, we illustrate how to automate the synthesis of a radiotracer using a flexible, cassette-based radiosynthesizer and validate the synthesis for clinical use.

Automazione di un positrone-emissione di positroni (PET) radiotraccitore sintesi protocollo per la produzione di clinica

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...