We are grateful to the Research Corporation for Science Advancement (20092), the National Science Foundation (CHE-1362140), and Texas State University for their generous support.

Diamidocarbeneの合成（化合物1） <ol><li>オーブンで乾燥させた100ミリリットルのシュレンクフラスコは、高性能真空マニホールドに接続し、それを排気し、窒素でフラッシュ。ゴム隔膜を備えたフラスコおよびキャップに撹拌棒を追加します。 N、N&#39;-dimesitylformamidine 12（1.5グラム、5.35ミリモル）を秤量し、窒素をフラッシュしながら、フラスコに追加します。 <ol><li> （乾燥、脱酸素化シリンジを介して）ドライ30mlのを追加し、続いてトリエチルアミン、ジクロロメタン（DCM）を脱気（1.1ミリリットル、8.0ミリモル、1.5当量）。氷浴中で0℃に得られた溶液を冷却する。 </li><li>冷却した溶液にdimethylmalonylジクロリド（乾燥、脱酸素化シリンジを介して）（0.75ミリリットル、5.60ミリモル、1.05当量）を滴下して追加します。添加時に、溶液は窒素雰囲気下で1時間、0℃で撹拌することを可能にする。溶液を1時間撹拌した後、真空下で全ての揮発性物質を除去。 </li><li>乾燥、脱気したヘキサンの混合溶媒を追加します。DCM（2：1体積比、反応フラスコ中の残留物に24ミリリットルの合計容量）。 10分間の混合粉砕物をしましょう​​。 </li><li>一方、オーブン乾燥した100ミリリットルのシュレンクフラスコの上部に培地多孔性ガラスフリットを備えたフィルターチューブを取り付け（ 図1参照）。フィルターチューブには、約2インチの高フィルタープラグを作成するために十分なオーブン乾燥し、セライトを追加します。ゴム隔膜で濾過管を密封し、真空マニホールドにシュレンクフラスコを取り付けることで、システム上、真空を引く。 <img alt="図1" fo:content-width="2.5in" src="/files/ftp_upload/52149/52149fig1highres.jpg" width="250" /> カルベン前駆1-HClおよび2 -塩酸から[hNETを3] [Clを〕を除去するための、図1の濾過装置アセンブリ。この装置はまた、カルベン1および2の合成の間に形成されたNaClを除去するために使用される。 </li><li>カルベン前駆体1-HClおよび2 -塩酸から[hNETを3] [Clを]を除去するための濾過装置アセンブリ。この装置はまた、私たちですNaClを除去するためのedはカルベン1および2の合成の間に形成された。 </li><li>濾過装置を組み立て、そして真空下でされると、フィルタ管にカニューレを介して反応フラスコに、白色の懸濁液を移す。定期的にソリューションのすべてをセライトフィルタことを保証するために、収集したシュレンクフラスコを真空に引くようにしてください。 </li><li>乾燥、脱気ヘキサンの混合溶媒を添加することによって、セライトを洗浄：DCM（2：1、体積18 mlの総容積）をゴム隔膜を通してシリンジを使用して。繰り返しますが、定期的にソリューションのすべてをセライトフィルタことを保証するために、収集したシュレンクフラスコを真空に引く。 </li><li>その後ガラス栓でコレクションシュレンクフラスコをシール、窒素フラッシュ下フィルターチューブからコレクションシュレンクフラスコを外します。約92の空気/湿気に敏感白色粉末としてdiamidocarbene 1（1-HCl）のための前駆体を真空下で収集したシュレンクフラスコからの溶媒の全てを削除％の収率（2.04g）を得た。生成物を1 Hおよび13 C NMRスペクトル（CDCl 3中）13,14によって確認することができる。次のステップの前にストレージ用のグローブボックス内に化合物1塩酸を転送します。 </li></ol></li><li> diamidocarbene 1を調製するために、第一の攪拌棒及び窒素充填グローブボックス内にガラス栓を装備した、オーブン乾燥した100シュレンクフラスコに移す。 <ol><li>カルベン前​​駆体1 - 塩酸（0.600グラム、1.45 mmol）およびナトリウムヘキサメチルジシラザン（NaHMDS、0.267グラム、1.46ミリモル）を計量し、シュレンクフラスコ中に、両方の固体を配置します。 </li></ol></li><li>シュレンクフラスコ内の2つの固体に乾燥、脱気ベンゼン（25ml）に追加し、フラスコ栓。この時点で、シュレンクフラスコをグローブボックスから除去することができる。 </li><li>室温で30分間カルベンの溶液を撹拌した。反応を通して、溶液は濁った黄オレンジ色になります。この間、1からiを用いて上記1（に類似ろ過装置を設置1塩酸の合成のためのセライトのNCHプラグ）。 </li><li>前駆体1 - 塩酸について記載したように（沈殿したNaClを除去するために）カルベンソリューションをフィルタリングします。溶液を濾過された後、黄橙色粉末として粗カルベン1を得た真空を用いて揮発性物質をすべて削除。さらに約85％の収率（0.462グラム）の空気/水分に敏感な白色粉末として、分析的に純粋な化合物を得、冷ヘキサン（〜10ml）で固体を洗浄することによりカルベン1を精製する。 1 Hおよび13 C NMR分光法（C 6 D 6）13により生成物を確認してください。 </li></ol> Monoamidocarbene 2。合成（化合物2） <ol><li>オーブンで乾燥させた250ミリリットルのシュレンクフラスコは、高性能真空マニホールドに接続し、それを排気し、窒素でフラッシュ。ゴム隔膜を備えたフラスコおよびキャップに撹拌棒を追加します。 N、N&#39;-dimesitylformamidine（3.00グラム、10.70ミリモル）を秤量し、窒素をフラッシュしながら、フラスコに追加します。 <ol><li> viの（追加乾燥、脱酸素注射器）の乾燥の125ミリリットル、DCMはトリエチルアミン（2.25ミリリットル、16.05ミリモル、1.5当量に続いて脱気した。）。氷浴中で0℃に得られた溶液を冷却する。 </li><li>冷却した溶液に3 - クロロピクロリド（乾燥、脱酸素化シリンジを介して）（1.54ミリリットル、11.77ミリモル、1.1当量）を滴下して追加します。添加時に、溶液は窒素雰囲気下で30分間0℃で攪拌することを可能にする。その後、徐々RTに対する解決策を暖め、その後、真空下で全ての揮発性物質を除去。溶媒を除去した後、白色の固体残渣が残る。 </li><li>白色の固体にトルエン（200ml）に加え、この懸濁液を1時間粉砕することができます。その後、ブフナー漏斗をフリットメディア多孔性ガラスを用いてセライトの1インチのプラグを介して混合物をろ過する。 </li><li>攪拌棒を備えた500ml丸底フラスコにトルエン溶液を移す。フラスコに還流冷却器を接続し、16時間還流（110℃）に解決策を加熱する。 C以上で反応のラースを、白色の沈殿物を形成することになる。 </li><li> 16時間後、懸濁液を室温に冷却する。この間、より多くの固体が溶液から沈殿する。真空濾過によって固体を回収し、冷トルエン（3×20ml）で固体を洗浄。 </li><li>約91％の収率（3.32g g）に空気安定白色粉末としてmonoamidocarbene 2（2-HCl）のための前駆体を得、真空を使用して得られた白色固体を乾燥させる。生成物を1 Hおよび13 C NMRスペクトル（CDCl 3中）15によって確認することができる。次のステップの前にストレージ用のグローブボックス内に化合物2塩酸を転送します。 </li></ol></li><li> monoamidocarbene 2を準備するには、最初に窒素を充填したグローブボックス内に攪拌棒及びガラス栓を備えたオーブン乾燥した100ミリリットルのシュレンクフラスコを転送します。 <ol><li>カルベン前​​駆体2 - 塩酸（0.500グラム、1.25ミリモル）とのNaHMDS（0.241グラム、1.32ミリモル）を秤量し、シュレンクフラスコ中に、両方の固体を配置します。 </li><li>脱気し、乾燥した追加シュレンクフラスコ中に2つの固体をベンゼン（45ml）に溶解し、次いでフラスコ栓。この時点で、シュレンクフラスコをグローブボックスから除去することができる。 </li><li>室温で30分間カルベンの溶液を撹拌した。反応中、溶液は濁った黄色になります。一方、セライトの1インチのプラグを使用して、1 - 塩酸の合成について上記と同様のろ過装置を設置した。 </li><li>溶液を濾過された後、カルベン1について記載したように（沈殿したNaClを除去するために）カルベン溶液を濾過、黄褐色の粉末として粗カルベン2を得、真空を使用して揮発性物質をすべて削除。さらに約62％の収率（0.309グラム）の空気/水分に敏感な白色粉末として、分析的に純粋な化合物を得、ペンタンで繰り返し、固体を洗浄することによってカルベン2を精製する。 1 Hおよび13 C NMR分光法（C 6 D 6）15により生成物を確認してください。 </li></ol></li></ol> 3の合成トリス（phosphaalkenyl）ホスファン（化合物3）の注意書：白リンが非常に自然発火性だけでなく、毒性があり、可能な限り、グローブボックス内で慎重に処理する必要があります。 <ol><li>トリス（phosphaalkenyl）ホスファン（化合物3）を作成するには、窒素の内側diamidocarbene 1（0.100グラム、0.266ミリモル、3当量）および白リン（P 4、0.011グラム、0.089ミリモル、1当量）を秤量ライトで満たされたグローブボックスがオフになっています。 P 4は、光に敏感であるように、これらの最初の数ステップの間に、実験室のように多くのライトをオフにします。 </li><li>アルミホイルに包まれている20mlのガラスバイアルに2つの固体を追加する。固体に乾燥、脱気したジエチルエーテル（Et 2 O中、10ミリリットル）を追加し、バイアルにキャップを。 2時間、暗所でのスラリーを撹拌した。反応の過程で、鮮やかな赤橙色の沈殿物を形成することになる。 </li><li> 10ミリリットル培地多孔性ガラスを用いて濾過して赤色固体を分離ブフナー漏斗をフリット。ウォッシュ番目電子次いでEt 2 O（4×5ml）とを有する赤色固体が、約82％の収率で、分析的に純粋な空気に安定な化合物として0.092グラムの化合物3を真空下に乾燥（P 4に基づいて）。 1 Hおよび31 P NMR分光法（C 6 D 6）11により生成物を確認してください。 </li></ol>カルベンで安定化されたP 8同素体の4。合成（化合物4） <ol><li>方法A <ol><li>カルベンで安定化されたP 8同素体（化合物4）を作成するには、（0.100グラム、0.276ミリモル、3当量）monoamidocarbene 2を量るとP 4（11.4ミリグラム、0.092ミリモル、1当量）を窒素充填グローブの内側ライトが付いているボックスはオフになっています。 P 4は、光に敏感であるように、これらの最初の数ステップの間に、実験室のように多くのライトをオフにします。 </li><li>アルミホイルに包まれている20mlのガラスバイアルに2つの固体を追加する。固体に乾燥、脱気したジエチルエーテル（Et 2 O中、10ミリリットル）を追加し、バイアルにキャップを。上にエーテルの添加は、つかの間の濃い緑色が急速に明るいオレンジ色に変わります。 2時間、暗所でのスラリーを撹拌した。反応の過程で、明るいオレンジ色の沈殿物が形成される。 </li><li> 10ミリリットル培地多孔性ガラスを用いて濾過して、オレンジ色の固体を分離ブフナー漏斗をフリット。をEt 2 O（4×2ml）でオレンジ色の固体を洗浄した後、約51％の収率で39.5 mgのような化合物4と分析的に純粋な空気に安定な化合物を真空下に乾燥（P 4に基づいて）。 1 Hおよび31 P NMR分光法（THF-D8）11により生成物を確認してください。 </li></ol></li><li>方法B <ol><li>ライトがオフになって窒素を充填したグローブボックス内monoamidocarbene 2（0.100グラム、0.276ミリモル、2当量）を秤量し、P 4（17.1ミリグラム、0.138ミリモル、1当量）を加えた。 P 4は、光に敏感であるように、これらの最初の数ステップの間に、実験室のように多くのライトをオフにします。 </li><li>を介して20mlのガラスに2つの固体を追加アルミホイルに包まれているlである。固体に乾燥、脱気したヘキサン（10ml）に追加し、バイアルにキャップを。エーテルを添加すると、つかの間の濃い緑色が急速に明るいオレンジ色に変わります。 2時間、暗所でのスラリーを撹拌した。反応の過程で、明るいオレンジ色の沈殿物が形成される。 </li><li>メディア多孔性ガラスはブフナー漏斗のフリット10ミリリットルを使用して濾過して、オレンジ色の固体を分離し、その後、約75％の収率で87.7 mgのような化合物4と、分析的に純粋な空気安定な化合物を真空下で乾かした（P 4に基づく）。 1 Hおよび31 P NMR分光法（THF-D8）により生成物を確認してください。11 </li></ol></li></ol>化合物5の合成：5 [4 + 2]付加環経由過渡E -1,2 -ビス（phosphaalkenyl）diphospheneをトラップ<ol><li>化合物5を製造するために、monoamidocarbene 2（0.300グラム、0.828ミリモル、2当量）およびP 4（51.3ミリグラム、0.414ミリモル、1当量）を9月を量るaratelyライトが付いている窒素充填グローブボックスの内側はオフになっています。 P 4は、光に敏感であるように、これらの最初の数ステップの間に、実験室のように多くのライトをオフにします。 </li><li> 20mlのガラスバイアルに、P 4を追加し、バイアルに乾燥、脱気したヘキサン（18ml）に加える。次に、ヘキサン中、P 4懸濁液に2,3 -ジメチル-1,3 -ブタジエン（2 ml）を加える。 </li><li>ヘキサン/ P 4懸濁液が急速に撹拌している間、一度に固体としてカルベン2を追加します。懸濁液を瞬時に鮮やかな黄色になります。約10分間にわたって、固形物の全ては、鮮やかな黄色の固体の沈殿に続いて溶解する。この時点で、4時間のサスペンション騒ぎをしましょう​​。 </li><li> 4時間後、10ミリリットル培地多孔性ガラスを用いて濾過して、黄色の固体を分離するブフナー漏斗をフリット。この黄色固体を、化合物5（1 Hおよび31 P NMRの両方による純度&gt; 90％）である。乾燥するまで黄色の上澄み液を濃縮そして濾過し、黄色の固体と黄色残渣を兼ね備えています。 </li><li>グローブボックスのO / Nで℃の冷凍庫-30℃でヘキサン溶液（合計容積12ml）：3（体積比）のDCM：化合物5を精製するために、1から結合黄色固体を再結晶化。この手順は、（P 4に基づいて）約71％の収率で、0.301グラムで5として分析的に純粋な空気安定した黄色の結晶を与えるであろう。 1 Hおよび31 P NMR分光法（C 6 D 6）11により生成物を確認してください。 </li></ol>

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Commun. 46, 4288-4290 (2010).</li><li>Lugan, N., Lavigne, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reprogramming+of+a+Malonic+N-Heterocyclic+Carbene:+A+Simple+Backbone+Modification+with+Dramatic+Consequences+on+the+Ligand's+Donor+Properties.">Reprogramming of a Malonic N-Heterocyclic Carbene: A Simple Backbone Modification with Dramatic Consequences on the Ligand's Donor Properties.</a> Eur. J. Inorg. Chem. 3, 361-365 (2010).</li><li>Blake, G. A., Moerdyk, J. P., Bielawski, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+the+Electronic+Properties+of+Carbenes:+A+Systematic+Comparison+of+Neighboring+Amino+versus+Amido+Groups.">Tuning the Electronic Properties of Carbenes: A Systematic Comparison of Neighboring Amino versus Amido Groups.</a> Organometallics. 31, 3373-3378 (2012).</li><li>Martin, C. D., Weinstein, C. M., Moore, C. E., Rheingold, A. L., Bertrand, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+the+reactivity+of+white+phosphorus+with+electrophilic+carbenes:+synthesis+of+a+P4+cage+and+P8+clusters.">Exploring the reactivity of white phosphorus with electrophilic carbenes: synthesis of a P4 cage and P8 clusters.</a> Chem. Commun. 49, 4486-4488 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

白リンの活性化カルボニル装飾カルベンとそのアプリケーションを生成するための簡単​​な手順は、ここに提示されている。カルベンを合成するためのプロトコルでの重要なステップは、（a）（b）のホルムアミジンの酸塩化物の添加は、（c）は、非常にゆっくりと行われていることを確認し、すべての溶媒が適切に使用前に乾燥していることを確認し、セライトであれば180℃での12時間?...

安定したカルベンは均一系触媒1に遍在試薬、有機触媒2、材料科学3,4として浮上し、さらに最近の主基化学5-9ている。後者の文脈において、安定なカルベンは、最近、白リン（P 4）5-9の活性化および官能化に使用されている。直接有機リン化合物にP 4を変換する能力は、塩素化またはオキシ塩素リン前駆体の使用を回避「グリーンな」方法を開発する努力において局所研究目的となっている。彼らの広範な使用にもかかわらず、カルベンなど、P 4などの反応性化合物の製造及び取り扱いが困難な作業となることができ。このような理由から、私たちは、すべてのスキルレベルの合成化学者は二つの非常にユニークな、安定したCを合成し、操作することができます明確で簡潔なプロトコルを提供するために、この原稿を書いたarbenes。また、記載されカルベンを用いて、P 4の活性化が詳述されている。 ここで2つの電子欠乏性カルボニル装飾されたカルベンの合成のためのプロトコルの詳細を私たち。彼らは反応性にカルベンエレクトロニクスの効果を研究するために最適です、彼らの立体的なパラメータを、その求電子的性質が異なるだけではなくので、私たちは、これらのカルベンを選択しました。について反応性を有するカルベンエレクトロニクスの重要性は、バートランドとロビンソン5,8によって報告されている一般式カルベン-P 2カルベン二つの類似の化合物が例示される。ベルトランのP 2誘導体は、2環状アルキルアミノカルベン（CAAC）のリガンドでサポートされている、とされている構造的に、photophysically、および2つのN-複素環カルベン（NHCは）5,8によってサポートされ、P 2断片であるロビンソンの化合物よりも電気化学的に異なる。確かに、ベルトランのP 2 </ロビンソンによって報告された誘導体は、NHC→P供与結合を含むように固体の暗赤色であるのに対し、サブ&gt;複合体は、固体状態でカルベンツーリン二重結合を提供しています、その黄色の固体として特徴付けられる。この構造的差異はまた、ロビンソンの化合物は、単一の可逆的酸化10を受けることができるバートランドの化合物とは対照的に可逆的な1または2電子酸化を受けることができるより多くの電子が豊富なリン中心を含んでいることを電気化学的にそのような現れる。 上記の研究に基づいて、リンの新規カルベン-安定同素体を調製することができたかどうかを判断するために、高度に求電子diamido-とmonoamidoaminoカルベンを用いて、P 4の活性化を研究することに興味を持つようになった。私たちは、diamidocarbene（DAC）1に着目し、それぞれのelectrophilicitiesのみが異なるmonoamidoaminoカルベン（MAAC）2 interrogするカルベンエレクトロニクスは、P 4活性化にどのような役割を果たす食べた。興味深いことに以上の求電子DACを使用する場合に、トリス（phosphaalkenyl）MAACが使用される場合、カルベンで安定化されたP 8同素体（4）11を得ることができるのに対し、ホスファン（3）は 、排他的な生成物として単離することができた。また、形成（4）のためのメカニズムを尋問し、それは一過性diphospheneの[2 +2] cylcoaddition二量化反応を介して形成されることを見出した。このdiphospheneの存在は、[4 +2]環化付加物5を供給するために2,3 -ジメチル-1,3 -ブタジエンでそれを捕捉することにより確認した。これらカルボニル装飾カルベンおよびそれらの対応するP 4活性化化合物を合成するためのプロトコルは、本明細書に記載されている。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="580">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:171px;">2,4,6-trimethylaniline</td>
			<td style="width:92px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;">AAA13049-0E</td>
			<td style="width:195px;">98%</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:171px;">Triethylorthoformate</td>
			<td style="width:92px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;">AAA13587</td>
			<td style="width:195px;">98%</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:171px;">Dimethylmalonyl dichloride</td>
			<td style="width:92px;">TCI</td>
			<td style="width:123px;">D2723</td>
			<td style="width:195px;">&#62;98%</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:171px;">3-chloro-pivaloyl chloride</td>
			<td style="width:92px;">Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">225703-25G</td>
			<td style="width:195px;">98%</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:171px;">Triethylamine</td>
			<td style="width:92px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;">AAA12646</td>
			<td style="width:195px;">Stored over dried, activated 3 &#197; molecular sieves</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:171px;">Celite&#8482; 545</td>
			<td style="width:92px;">EMD</td>
			<td style="width:123px;">CX0574-3D</td>
			<td style="width:195px;">Oven-dried at 180 &#176;C for a minimum of 12 hrs</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:171px;">Sodium hexamethyldisilazide</td>
			<td style="width:92px;">Across</td>
			<td style="width:123px;">200014-462</td>
			<td style="width:195px;">95+%</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:171px;">2,3-dimethyl-1,3-butadiene</td>
			<td style="width:92px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;">AAAL04207-09</td>
			<td style="width:195px;">98%</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:171px;">dichloromethane</td>
			<td style="width:92px;">EMD</td>
			<td style="width:123px;">DX0835-5</td>
			<td style="width:195px;">Purified through solvent purification system, or standard methods</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:171px;">tetrahydrofuran</td>
			<td style="width:92px;">Mallinckrodt</td>
			<td style="width:123px;">8498-09</td>
			<td style="width:195px;">Purified through solvent purification system, or standard methods</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:171px;">Hexanes</td>
			<td style="width:92px;">EMD</td>
			<td style="width:123px;">HX0299-3</td>
			<td style="width:195px;">Purified through solvent purification system, or standard methods</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:171px;">Benzene</td>
			<td style="width:92px;">EMD</td>
			<td style="width:123px;">BX0220-5</td>
			<td style="width:195px;">Purified through solvent purification system, or standard methods</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:171px;">Toluene</td>
			<td style="width:92px;">BDH</td>
			<td style="width:123px;">1151-19L</td>
			<td style="width:195px;">Purified through solvent purification system, or standard methods</td>
		</tr>
		<tr height="127">
			<td height="127" style="height:127px;width:171px;">white phosphorus</td>
			<td style="width:92px;">Generously donated from the Texas A&#38;M chemistry store room.</td>
			<td style="width:123px;">NA</td>
			<td style="width:195px;">Purified through sublimation and transferred directly into a glovebox while under vacuum in the sublimator</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and use of carbonyl-decorated carbenes in the activation of white phosphorus

ここでは、二つの異なるカルボニル装飾カルベンの合成のためのプロトコルを提示する。両方のカルベンは、マルチグラム規模の量でほぼ同一の手順を用いて調製することができる。この原稿の目標は、あらゆるスキルレベルの合成化学者は彼らと働くことができるようにこれらのユニークなカルベンを処理し、準備する方法を明らかに細部にある。の二つのカルベンはdiamidocarbene（DAC、カルベン1）とmonoamidoaminocarbene（MAAC 2）である。これらのカルベンは、高度に電子不足や、より伝統的なN-複素環式カルベンの非定型である、このような表示の反応性プロファイルなどです。さらに、これら2カルベンはどのようにカルベンエレクトロニクス影響反応性を研究するために最適です、彼らの立体的なパラメータを自分の求電子文字が異なり、ではない。この現象を実証するために、私たちは、これらのカルベンを用いて、白リン（P 4）の活性化を記述している。 carbenに応じて、eが使用され、二つの非常に異なったリン含有化合物を単離することができる。 DAC 1が使用されるとき、トリス（phosphaalkenyl）ホスファンは、排他的生成物として単離することができる。 MAAC 2は 、同一の反応条件下でP 4に追加されたときに著しくしかし、リンの予想外のカルベン担持P 8同素体が排他的に単離される。機構研究は、2,3 -ジメチル-1,3 -ブタジエンで処理することによって捕捉された過渡diphospheneの[2 +2]環化二量化によってこのカルベン担持P 8同素体形いることを実証する。

白リンからこのような3などのトリス（phosphaalkenyl）ホスファンまたはP 8 -allotrope（4）を単離する能力は、P 4四面体11,16を活性化するための求電子性カルベンの使用に依存している。そのため、強化されたπ-酸性度カルベンを調製することが重要であり、延長求電子性による。 図2をカルベン前駆体1〜HClおよびd...

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Preparation and Use of Carbonyl-decorated Carbenes in the Activation of White Phosphorus

Here, we present a protocol for the synthesis of two carbonyl-decorated carbenes. The protocol makes these interesting compounds readily available to chemists of all skill levels. In addition to the synthesis of these two carbenes, their use in the activation of white phosphorus is also described.

白リンの活性化カルボニル装飾カルベンの調製および使用

Here we present a protocol for the synthesis of two distinct carbonyl-decorated carbenes. Both carbenes can be prepared using nearly identical procedures ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

13.5K ビュー.  Texas State University. Here, we present a protocol for the synthesis of two carbonyl-decorated carbenes. The protocol makes these interesting compounds readily available to chemists of all skill levels. In addition to the synthesis of these two carbenes, their use in the activation of white phosphorus is also described.

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Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of molecular iodine to samarium metal in THF.1,2-3 It is a mild and selective single electron reductant and its versatility is a result of its ability to initiate a wide range of reductions including C-C bond-forming and cascade or sequential reactions. SmI2 can reduce a variety of functional groups including sulfoxides and sulfones, phosphine oxides, epoxides, alkyl and aryl halides, carbonyls, and conjugated double bonds.2-12 One of the fascinating features of SmI-2-mediated reactions is the ability to manipulate the outcome of reactions through the selective use of cosolvents or additives. In most instances, additives are essential in controlling the rate of reduction and the chemo- or stereoselectivity of reactions.13-14 Additives commonly utilized to fine tune the reactivity of SmI2 can be classified into three major groups: (1) Lewis bases (HMPA, other electron-donor ligands, chelating ethers, etc.), (2) proton sources (alcohols, water etc.), and (3) inorganic additives (Ni(acac)2, FeCl3, etc).3
Understanding the mechanism of SmI2 reactions and the role of the additives enables utilization of the full potential of the reagent in organic synthesis. The Sm-Barbier reaction is chosen to illustrate the synthetic importance and mechanistic role of two common additives: HMPA and Ni(II) in this reaction. The Sm-Barbier reaction is similar to the traditional Grignard reaction with the only difference being that the alkyl halide, carbonyl, and Sm reductant are mixed simultaneously in one pot.1,15 Examples of Sm-mediated Barbier reactions with a range of coupling partners have been reported,1,3,7,10,12 and have been utilized in key steps of the synthesis of large natural products.16,17 Previous studies on the effect of additives on SmI2 reactions have shown that HMPA enhances the reduction potential of SmI2 by coordinating to the samarium metal center, producing a more powerful,13-14,18 sterically encumbered reductant19-21 and in some cases playing an integral role in post electron-transfer steps facilitating subsequent bond-forming events.22 In the Sm-Barbier reaction, HMPA has been shown to additionally activate the alkyl halide by forming a complex in a pre-equilibrium step.23
Ni(II) salts are a catalytic additive used frequently in Sm-mediated transformations.24-27 Though critical for success, the mechanistic role of Ni(II) was not known in these reactions. Recently it has been shown that SmI2 reduces Ni(II) to Ni(0), and the reaction is then carried out through organometallic Ni(0) chemistry.28
These mechanistic studies highlight that although the same Barbier product is obtained, the use of different additives in the SmI2 reaction drastically alters the mechanistic pathway of the reaction. The protocol for running these SmI2-initiated reactions is described.

Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction

A straightforward procedure for the preparation of samarium diiodide (SmI2) in THF is described. The role of two main additives namely hexamethylphosphoramide (HMPA) and Ni(acac)2 in Sm mediated reactions is demonstrated in the Sm-Barbier reaction.

二ヨウ化サマリウム（SMIの調製および使用<sub&gt; 2</sub&gt;）有機合成における：サマリウムバルビエ反応におけるHMPAとNi（II）塩の力学的役割

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of ...

化学

The Use of Gas Chromatography to Analyze Compositional Changes of Fatty Acids in Rat Liver Tissue during Pregnancy

Gas chromatography (GC) is a highly sensitive method used to identify and quantify the fatty acid content of lipids from tissues, cells, and plasma/serum, yielding results with high accuracy and high reproducibility. In metabolic and nutrition studies GC allows assessment of changes in fatty acid concentrations following interventions or during changes in physiological state such as pregnancy. Solid phase extraction (SPE) using aminopropyl silica cartridges allows separation of the major lipid classes including triacylglycerols, different phospholipids, and cholesteryl esters (CE). GC combined with SPE was used to analyze the changes in fatty acid composition of the CE fraction in the livers of virgin and pregnant rats that had been fed various high and low fat diets. There are significant diet/pregnancy interaction effects upon the omega-3 and omega-6 fatty acid content of liver CE, indicating that pregnant females have a different response to dietary manipulation than is seen among virgin females.

Pregnancy leads to significant changes to the fatty acid composition of maternal tissues. Lipid profiles can be obtained via gas chromatography to allow identification and quantification of fatty acids in individual lipid classes among rats fed various high and low fat diets during pregnancy.

妊娠中にラット肝組織中の脂肪酸の組成変化を分析するために、ガスクロマトグラフィーの使用

Gas chromatography (GC) is a highly sensitive method used to identify and quantify the fatty acid content of lipids from tissues, cells, and plasma/serum, ...

Use of Stopped-Flow Fluorescence and Labeled Nucleotides to Analyze the ATP Turnover Cycle of Kinesins

The kinesin superfamily of microtubule associated motor proteins share a characteristic motor domain which both hydrolyses ATP and binds microtubules. Kinesins display differences across the superfamily both in ATP turnover and in microtubule interaction. These differences tailor specific kinesins to various functions such as cargo transport, microtubule sliding, microtubule depolymerization and microtubule stabilization. To understand the mechanism of action of a kinesin it is important to understand how the chemical cycle of ATP turnover is coupled to the mechanical cycle of microtubule interaction. To dissect the ATP turnover cycle, one approach is to utilize fluorescently labeled nucleotides to visualize individual steps in the cycle. Determining the kinetics of each nucleotide transition in the ATP turnover cycle allows the rate-limiting step or steps for the complete cycle to be identified. For a kinesin, it is important to know the rate-limiting step, in the absence of microtubules, as this step is generally accelerated several thousand fold when the kinesin interacts with microtubules. The cycle in the absence of microtubules is then compared to that in the presence of microtubules to fully understand a kinesin&#8217;s ATP turnover cycle. The kinetics of individual nucleotide transitions are generally too fast to observe by manually mixing reactants, particularly in the presence of microtubules. A rapid mixing device, such as a stopped-flow fluorimeter, which allows kinetics to be observed on timescales of as little as a few milliseconds, can be used to monitor such transitions. Here, we describe protocols in which rapid mixing of reagents by stopped-flow is used in conjunction with fluorescently labeled nucleotides to dissect the ATP turnover cycle of a kinesin.

Kinesins are characterized by nucleotide-dependent interaction with microtubules: a cycle of ATP turnover coupled to a cycle of microtubule interaction. Here, we describe protocols to analyze the kinetics of individual nucleotide transitions in the ATP turnover cycle of a kinesin using fluorescently labeled nucleotides and stopped-flow fluorescence.

キネシンのATPターンオーバーサイクルを分析するためにストップトフロー蛍光および標識ヌクレオチドの使用

The kinesin superfamily of microtubule associated motor proteins share a characteristic motor domain which both hydrolyses ATP and binds microtubules. ...

HPLC Measurement of the DNA Oxidation Biomarker, 8-oxo-7,8-dihydro-2&#8217;-deoxyguanosine, in Cultured Cells and Animal Tissues

Oxidative stress is associated with many physiological and pathological processes, as well as xenobiotic metabolism, leading to the oxidation of biomacromolecules, including DNA. Therefore, efficient detection of DNA oxidation is important for a variety of research disciplines, including medicine and toxicology. A common biomarker of oxidatively damaged DNA is 8-oxo-7,8-dihydro-2&#39;-deoxyguanosine (8-oxo-dGuo; often erroneously referred to as 8-hydroxy-2&#39;-deoxyguanosine (8-OH-dGuo or 8-oxo-dG)). Several protocols for 8-oxo-dGuo measurement by high pressure liquid chromatography with electrochemical detection (HPLC-ED) have been described. However, these were mainly applied to purified DNA treated with pro-oxidants. In addition, due to methodological differences between laboratories, mainly due to differences in analytical equipment, the adoption of published methods for detection of 8-oxo-dGuo by HPLC-ED requires careful optimization by each laboratory. A comprehensive protocol, describing such an optimization process, is lacking. Here, a detailed protocol is described for the detection of 8-oxo-dGuo by HPLC-ED, in DNA from cultured cells or animal tissues. It illustrates how DNA sample preparation can be easily and rapidly optimized to minimize undesirable DNA oxidation that can occur during sample preparation. This protocol shows how to detect 8-oxo-dGuo in cultured human alveolar adenocarcinoma cells (i.e., A549 cells) treated with the oxidizing agent KBrO3, and from the spleen of mice exposed to the polycyclic aromatic hydrocarbon dibenzo(def,p)chrysene (DBC, formerly known as dibenzo(a,l)pyrene, DalP). Overall, this work illustrates how an HPLC-ED methodology can be readily optimized for the detection of 8-oxo-dGuo in biological samples.

HPLC Measurement of the DNA Oxidation Biomarker, 8-oxo-7,8-dihydro-2&amp;#8217;-deoxyguanosine, in Cultured Cells and Animal Tissues

The goal of this protocol is the detection of the DNA oxidation marker, 8-oxo-7,8-dihydro-2&#39;-deoxyguanosine (8-oxo-dGuo) by HPLC-ED, in DNA from cultured cells or animal tissues.

培養細胞および動物組織中のDNAの酸化バイオマーカー、8-オキソ-7,8-ジヒドロ-2&#39;-デオキシグアノシンのHPLC測定、

Oxidative stress is associated with many physiological and pathological processes, as well as xenobiotic metabolism, leading to the oxidation of ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the development of antibody drug conjugates (ADCs) and nanomedicine, fluorescent microscopy and systems chemistry. For many of these applications, specificity of the bioconjugation method used is of prime concern. The Michael addition of maleimides with cysteine(s) on the target proteins is highly selective and proceeds rapidly under mild conditions, making it one of the most popular methods for protein bioconjugation.
We demonstrate here the modification of the only surface-accessible cysteine residue on yeast cytochrome c with a ruthenium(II) bisterpyridine maleimide. The protein bioconjugation is verified by gel electrophoresis and purified by aqueous-based fast protein liquid chromatography in 27% yield of isolated protein material. Structural characterization with MALDI-TOF MS and UV-Vis is then used to verify that the bioconjugation is successful. The protocol shown here is easily applicable to other cysteine - maleimide coupling of proteins to other proteins, dyes, drugs or polymers.

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

This protocol details the important steps required for the bioconjugation of a cysteine containing protein to a maleimide, including reagent purification, reaction conditions, bioconjugate purification and bioconjugate characterization.

タンパク質のバイオコンジュゲートの合成<em&gt;経由で</em&gt;システイン - マレイミドケミストリー

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass spectrometer, it is necessary to characterize and understand the physical principles of the source. Most commercial ambient ionization sources utilize jets of nitrogen, helium, or atmospheric air to facilitate the ionization of the analyte. As a consequence, schlieren photography can be used to visualize the gas streams by exploiting the differences in refractive index between the streams and ambient air for visualization in real time. The basic setup requires a camera, mirror, flashlight, and razor blade. When properly configured, a real time image of the source is observed by watching its reflection. This allows for insight into the mechanism of action in the source, and pathways to its optimization can be elucidated. Light is shed on an otherwise invisible situation.

This paper presents a protocol for the visualization of gaseous streams of an ambient ionization source using schlieren photography and mass spectrometry.

シュリーレン写真の使用とアンビエント質量分析の可視化

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

Preparation and Reactivity of a Triphosphenium Bromide Salt: A Convenient and Stable Source of Phosphorus(I)

We present herein the optimized synthesis of a triphosphenium bromide salt. Apart from being a versatile metathesis reagent, this unusually stable low-valent-phosphorus-containing compound acts as a useful P+ transfer agent. Unlike traditional methods employed to access low-coordinate phosphorus species which usually require pyrophoric phosphorus-containing precursors (white phosphorus, Tris(trimethylsilyl)phosphine, etc.), or harsh reducing agents (alkali metals, potassium graphite, etc.), the current approach does not involve pyrophoric or explosive reagents and can be done on large scales (&#62;20 g) in excellent yields by undergraduates with basic air-free synthetic training. The bromide counter ion is readily exchanged with other anions such as tetraphenyl borate (described herein) using typical salt metathesis reagents to obtain materials with desired properties and reactivities. The versatility of this P+ transfer approach is exemplified by the reactions of these triphosphenium precursors with an N-heterocyclic carbene and an anionic bisphosphine, each of which readily displace the neutral bisphosphine to give an NHC-stabilized phosphorus(I) cation and a phosphorus(I) containing zwitterion, respectively.

Preparation and Reactivity of a Triphosphenium Bromide Salt: A Convenient and Stable Source of PhosphorusI

The synthesis of a triphosphenium bromide salt is described and its use as a P+ transfer agent is outlined by reactions with an N-heterocyclic carbene and an anionic bisphosphine, yielding an NHC-stabilized P(I) cation and a P(I) containing zwitterion, respectively.

Triphosphenium臭化物塩の調製と反応性：リンの便利で安定したソース（I）

We present herein the optimized synthesis of a triphosphenium bromide salt. Apart from being a versatile metathesis reagent, this unusually stable ...

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is prepared by mixing solutions of glycol chitosan with a synthesized benzaldehyde terminated polymer gelator, and hydrogels are efficiently obtained in several minutes at room temperature. By varying ratios between glycol chitosan, polymer gelator, and water contents, versatile hydrogels with different gelation times and stiffness are obtained. When damaged, the hydrogel can recover its appearances and modulus, due to the reversibility of the dynamic imine bonds as crosslinkages. This self-healable property enables the hydrogel to be injectable since it can be self-healed from squeezed pieces to an integral bulk hydrogel after the injection process. The hydrogel is also multi-responsive to many bio-active stimuli due to different equilibration statuses of the dynamic imine bonds. This hydrogel was confirmed as bio-compatible, and L929 mouse fibroblast cells were embedded following standard procedures and the cell proliferation was easily assessed by a 3D cell cultivation process. The hydrogel can offer an adjustable platform for different research where a physiological mimic of a 3D environment for cells is profited. Along with its multi-responsive, self-healable, and injectable properties, the hydrogels can potentially be applied as multiple carriers for drugs and cells in future bio-medical applications.

Here we describe a facile preparation of chitosan-based injectable hydrogels using dynamic imine chemistry. Methods to adjust the hydrogel&#8217;s mechanical strength and its application in 3D cell culture are presented.

キトサンを用いた注射ゲルおよび 3 D 細胞培養への応用の準備

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

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.

マルチ弔土壌試料の分析のための MPLEx プロトコル

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

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.