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.

1 Síntese de Diamidocarbene (Composto 1) <ol><li> Conectar um balão de Schlenk de 100 mL, seco no forno a uma tubagem de vácuo de alto desempenho, que evacuar e sob corrente de azoto. Adicionar uma barra de agitação ao frasco e tampa com um septo de borracha. Pesar N, N&#39;-dimesitylformamidine 12 (1,5 g, 5,35 mmol) e adiciona-se ao balão, enquanto a lavagem com azoto. <ol><li> Adicionar (através de seringas, desoxigenados seco) de 30 ml seco, desgaseificado diclorometano (DCM) seguido por trietilamina (1,1 ml, 8,0 mmol, 1,5 equiv.). Arrefece-se a solução resultante para 0 ° C num banho de gelo. </li><li> Adicionar gota a gota (via um desoxigenado seringa seca) dicloreto dimethylmalonyl (0,75 ml, 5,60 mmol, 1,05 equiv.) À solução arrefecida. Após a adição, deixar a solução a agitar a 0 ° C durante 1 hora sob uma atmosfera de azoto. Uma vez que a solução foi agitada durante 1 h, remover todos os materiais voláteis sob vácuo. </li><li> Adicionar uma mistura de solventes de hexano seco, desgaseificados: DCM (2: 1 em volume,24 ml de volume total), com o resíduo no balão de reacção. Deixe a mistura triturado durante 10 min. </li><li> Enquanto isso, fixar um tubo de filtro equipado com uma frita de vidro de porosidade média para o topo de um frasco de Schlenk de 100 mL, seco no forno (ver figura 1). Para o tubo de filtro, adicionar suficiente seco no forno de Celite para criar um tampão de filtro de cerca de 2 polegadas de altura. Veda-se o tubo de filtro com um septo de borracha, e puxar vácuo no sistema, anexando o balão de Schlenk com o distribuidor de vácuo. <img alt="Figura 1" fo:content-width="2.5in" src="/files/ftp_upload/52149/52149fig1highres.jpg" width="250" /> Figura 1 unidade de aparelho de filtração para a remoção de [hNET 3] [Cl] a partir dos precursores 1 carbeno-HCl e 2-HCl. Este aparelho também é utilizado para remover o NaCl formado durante a síntese de carbenos 1 e 2. </li><li> Montagem de aparelho de filtração para a remoção de [hNET 3] [Cl] a partir dos precursores 1 carbeno-HCl e 2-HCl. Este aparelho é também nósed para remover NaCl formado durante a síntese de carbenos 1 e 2. </li><li> Uma vez que o aparelho de filtração foi montada e está sob vácuo, a transferência da suspensão branca no balão de reacção através de uma cânula para dentro do tubo de filtro. Certifique-se de puxar periodicamente vácuo no frasco Schlenk de recolha para garantir que toda a solução filtra da através de Celite. </li><li> Lava-se a Celite com a adição de uma mistura de solventes de hexano seco, desgaseificados: DCM (2: 1, o volume, o volume total de 18 ml) usando uma seringa através do septo de borracha. Mais uma vez, periodicamente puxar vácuo no frasco Schlenk de recolha para garantir que toda a solução filtra da através de Celite. </li><li> Desligue a coleção Schlenk balão do tubo de filtro sob uma onda de nitrogênio, em seguida, selar a coleção Schlenk frasco com tampa de vidro. Remover todo o solvente a partir da recolha num frasco Schlenk, sob vácuo, para se obter o precursor para diamidocarbene 1 (1-HCl) na forma de um pó branco sensível do ar / de humidade em aproximadamente 92% De rendimento (2,04 g). O produto pode ser verificada por meio de 1 H e 13 C RMN espectroscopia (CDCl3) 13,14. Transferência composto 1-HCl em uma caixa de luvas para armazenamento antes da etapa seguinte. </li></ol></li><li> Para preparar o diamidocarbene 1, primeiro 100 ml de transferir um balão de Schlenk, seco no forno equipado com uma barra de agitação e uma rolha de vidro numa caixa de luvas cheia de azoto. <ol><li> Pesar carbeno precursora 1-HCl (0,600 g, 1,45 mmol) e hexametildisilazida de sódio (NaHMDS, 0,267 g, 1,46 mmol) e colocar ambos os sólidos no balão de Schlenk. </li></ol></li><li> Adicionar benzeno seco, desgaseif içado (25 ml) para os dois sólidos no balão de Schlenk e depois tapar. Neste ponto, o balão de Schlenk pode ser removido da caixa de luvas. </li><li> Agita-se a solução do carbeno a TA durante 30 min. Durante toda a reacção, a solução torna-se uma cor amarela-laranja turvo. Durante este tempo, definir-se um aparelho de filtragem semelhante ao descrito acima (usando um 1 inch camada de Celite) para a síntese de 1-HCl. </li><li> Filtra-se a solução de carbeno (para remover o precipitado de NaCl) como descrito para o precursor de 1-HCl. Uma vez que a solução foi filtrada, remover todos os produtos voláteis, utilizando vácuo, para proporcionar o carbeno bruto 1 como um pó amarelo-alaranjado. Purificar carbeno 1 lavando o sólido com hexanos frios (~ 10 ml) para dar o composto analiticamente puro como uma humidade / pó branco sensível do ar em cerca de 85% de rendimento (0,462 g). Verificar se o produto por 1 H e 13 C RMN espectroscopia (C 6 D 6) 13. </li></ol> 2 Síntese de Monoamidocarbene (Composto 2) <ol><li> Conectar um balão de Schlenk de 250 mL, seco no forno a uma tubagem de vácuo de alto desempenho, que evacuar e sob corrente de azoto. Adicionar uma barra de agitação ao frasco e tampa com um septo de borracha. Pesar N, N&#39;-dimesitylformamidine (3,00 g, 10,70 mmol) e adiciona-se ao balão, enquanto a lavagem com azoto. <ol><li> Adicionar (viuma seca, seringas desoxigenadas) 125 ml de seca, desgaseif icou-se DCM seguido de trietilamina (2,25 ml, 16,05 mmol, 1,5 equiv.). Arrefece-se a solução resultante para 0 ° C num banho de gelo. </li><li> Adicionar gota a gota (via, uma seringa desoxigenado seco) de cloreto de 3-chloropivaloyl (1,54 mL, 11,77 mmol, 1,1 equiv.) À solução arrefecida. Após a adição, deixar a solução a agitar a 0 ° C durante 30 min sob uma atmosfera de azoto. Em seguida, aquecer gradualmente a solução para RT e remova todos os materiais voláteis sob vácuo. Após o solvente ser removido, um resíduo sólido de cor branca permanecerá. </li><li> Adicionar tolueno (200 ml) ao sólido branco e permitir a suspensão de triturar durante 1 hora. Depois filtra-se a mistura sobre um tampão de 1 polegada de Celite utilizando um vidro sinterizado de porosidade média de Buchner funil. </li><li> Transferir a solução de tolueno para um balão de fundo redondo de 500 ml equipado com uma barra de agitação. Conectar um condensador de refluxo ao frasco e aquecer a solução ao refluxo (110 ° C) durante 16 horas. Durante o course da reacção, um precipitado branco se formará. </li><li> Depois de 16 horas permite a suspensão arrefecer até à temperatura ambiente. Durante este tempo, mais sólido que precipita a partir da solução. Recolher o sólido através de filtração sob vácuo e lava-se o sólido com tolueno frio (3 x 20 ml). </li><li> Seca-se o sólido branco obtido usando vácuo para se obter o precursor para monoamidocarbene 2 (2-HCl) na forma de um pó branco estável de ar em cerca de 91% de rendimento (3,32 g). O produto pode ser verificada por meio de 1 H e 13 C RMN espectroscopia (CDCl3) 15. Transferência composto 2-HCl para uma caixa de luvas para armazenamento antes da etapa seguinte. </li></ol></li><li> Para preparar o monoamidocarbene 2, primeiro de 100 ml de transferir um balão de Schlenk, seco no forno equipado com uma barra de agitação e uma rolha de vidro numa caixa de luvas cheia de azoto. <ol><li> Pesar carbeno precursor 2-HCl (0,500 g, 1,25 mmol) e NaHMDS (0,241 g, 1,32 mmol) e colocar os dois sólidos no balão de Schlenk. </li><li> Adicionar seco, desgaseificadobenzeno (45 ml) para os dois sólidos no balão de Schlenk e depois tapar. Neste ponto, o balão de Schlenk pode ser removido da caixa de luvas. </li><li> Agita-se a solução do carbeno a TA durante 30 min. Durante a reacção, a solução torna-se uma cor amarela turva. Enquanto isso, criar um aparelho de filtragem semelhante ao acima descrito para a síntese de 1-HCl usando um tampão de Celite 1 polegada. </li><li> Filtra-se a solução de carbeno (para remover o precipitado de NaCl) como descrito para o carbeno 1 Uma vez que a solução foi filtrada, remover todos os produtos voláteis, utilizando vácuo, para proporcionar o carbeno bruto 2 como um pó castanho-amarelado. Purificar carbeno 2 lavando o sólido várias vezes com pentano para originar o composto analiticamente puro como uma humidade / pó branco sensível do ar em cerca de 62% de rendimento (0,309 g). Verificar se o produto por 1 H e 13 C RMN espectroscopia (C 6 D 6) 15. </li></ol></li></ol> 3. Síntesede tampão Tris (phosphaalkenyl) fosfano (Composto 3) Declaração Atenção: O fósforo branco é extremamente pyrophoric bem como tóxico e deve ser manuseado com cuidado numa caixa de luvas sempre que possível. <ol><li> Para fazer um tris (phosphaalkenyl) fosfano (composto 3), pesar diamidocarbene 1 (0,100 g, 0,266 mmol, 3 equiv.) E fósforo branco (P 4, 0,011 g, 0,089 mmol, 1 equiv.) Dentro de um azoto caixa de luva cheia com as luzes apagadas. Desligue como muitas luzes no laboratório durante estes primeiros passos como P 4 é sensível à luz. </li><li> Adicione os dois sólidos para um frasco de vidro de 20 ml, que é envolto em folha de alumínio. Adicionar seco, desgaseificado éter dietílico (Et2O, 10 ml) para os sólidos e, em seguida, a tampa do frasco. Agita-se a suspensão no escuro durante 2 horas. Durante o curso da reacção, um precipitado vermelho-alaranjado brilhante vai formar. </li><li> Isolar-se o sólido vermelho por via da filtração utilizando um 10 ml de vidro sinterizado de porosidade média de Buchner funil. Lave ªe sólido vermelho com Et 2 O (4 x 5 ml) e em seguida secá-lo sob vácuo para se obter o composto 3 como um composto estável ar analiticamente puro em cerca de 82% de rendimento, 0,092 g (com base em P 4). Verifique se o produto por 1 H e 31 de espectroscopia de RMN P (C 6 D 6) 11. </li></ol> 4. Síntese de um Carbene estabilizado P 8 alótropo (Composto 4) <ol><li> Um método <ol><li> Para fazer uma estabilizado carbeno-P 8 alótropo (composto 4), pesar monoamidocarbene 2 (0,100 g, 0,276 mmol, 3 equiv.) E P 4 (11,4 mg, 0,092 mmol, 1 equiv.) Dentro de uma luva cheio com azoto caixa com as luzes apagadas. Desligue como muitas luzes no laboratório durante estes primeiros passos como P 4 é sensível à luz. </li><li> Adicione os dois sólidos para um frasco de vidro de 20 ml, que é envolto em folha de alumínio. Adicionar seco, desgaseificado éter dietílico (Et2O, 10 ml) para os sólidos e, em seguida, a tampa do frasco. Após aadição de éter, a cor verde escuro fugaz muda rapidamente para laranja brilhante. Agita-se a suspensão no escuro durante 2 horas. Durante o curso da reacção, um precipitado cor de laranja brilhante vai formar. </li><li> Isolar o sólido cor de laranja por filtração usando um 10 ml de vidro sinterizado de porosidade média de Buchner funil. Lavar o sólido cor de laranja com Et 2 O (4 x 2 ml) e em seguida secá-lo sob vácuo para se obter o composto 4, como composto estável e ar analiticamente puro em cerca de 51% de rendimento, 39,5 mg (com base em P 4). Verifique se o produto por 1 H e 31 P espectroscopia de RMN (THF-D8) 11. </li></ol></li><li> Método B <ol><li> Pesar monoamidocarbene 2 (0,100 g, 0,276 mmol, 2 equiv.) E P 4 (17,1 mg, 0,138 mmol, 1 equiv.) Dentro de uma caixa de luvas cheia de azoto, com as luzes apagadas. Desligue como muitas luzes no laboratório durante estes primeiros passos como P 4 é sensível à luz. </li><li> Adicionar os dois sólidos para um copo de 20 ml atravésl que é envolto em folha de alumínio. Adicionar, hexano seco desgaseificados (10 ml) para os sólidos e depois tampar o frasco. Após a adição de éter, a cor verde escuro fugaz muda rapidamente para laranja brilhante. Agita-se a suspensão no escuro durante 2 horas. Durante o curso da reacção, um precipitado cor de laranja brilhante vai formar. </li><li> Isolar o sólido cor de laranja por filtração através de 10 ml de vidro de porosidade média de frita de Buchner funil, e depois secá-lo sob vácuo para se obter o composto 4, como composto estável e ar analiticamente puro em cerca de 75% de rendimento, 87,7 mg (com base em P 4). Verifique se o produto por 1 H e 31 P espectroscopia de RMN (THF-D8). 11 </li></ol></li></ol> 5. Trapping um diphosphene transiente E -1,2-bis (phosphaalkenyl) através [4 + 2] Cycloaddition: Síntese do Composto 5 <ol><li> Para preparar o composto 5, pesar monoamidocarbene 2 (0,300 g, 0,828 mmol, 2 equiv.) E P 4 (51,3 mg, 0,414 mmol, 1 equiv.) Setembroarately dentro de uma caixa de luva cheia de nitrogênio com as luzes apagadas. Desligue como muitas luzes no laboratório durante estes primeiros passos como P 4 é sensível à luz. </li><li> Adicionar o P 4 de um frasco de vidro de 20 ml, e, em seguida, adicionar, secos desgaseificados hexanos (18 mL) para o frasco. Em seguida, adicionar 2,3-dimetil-1,3-butadieno (2 ml) à suspensão P 4 em hexanos. </li><li> Enquanto a suspensão de hexano / P 4 é rapidamente agitada, adiciona o carbeno 2 como um sólido numa porção. A suspensão será imediatamente amarelo brilhante. Ao longo de um período de cerca de 10 minutos, todos os sólidos se dissolvem seguida pela precipitação de um sólido amarelo brilhante. Neste ponto, deixou a agitar a suspensão por 4 h. </li><li> Após 4 horas, isolar o sólido amarelo por filtração usando um vidro de 10 ml porosidade média Fritas Büchner funil. Este sólido amarelo é o composto 5 (&gt; 90% de pureza por ambos 1 H e 31 P RMN). Concentra-se a solução amarela até à secura o sobrenadantee combinar o resíduo amarelo com o sólido amarelo filtrado. </li><li> Para purificar o composto 5, recristaliza-se os sólidos amarelos combinados de uma mistura 1: 3 de DCM (em volume): hexanos (12 ml de volume total) em um congelador de -30 ° C na caixa de luvas S / N. Este procedimento irá pagar 5 cristais como analiticamente puro ar estável amarelas em cerca de 71% de rendimento, 0,301 gramas (com base em P 4). Verifique se o produto por 1 H e 31 de espectroscopia de RMN P (C 6 D 6) 11. </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. 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The authors have nothing to disclose.

Um procedimento simples para gerar carbenos decorados à carbonila e sua aplicação na ativação de fósforo branco é apresentado aqui. As etapas críticas do protocolo para sintetizar os carbenos são: (a) garantir que todos os solventes são bem seco antes do uso, (b) certificar-se da adição de cloretos de ácido à -formamidina é feito muito lentamente, (c) se a Celite é não seco em estufa por um período mínimo de 12 horas a 180 ° C, hidrólise do 1-HCI, assim como carbenos 1</stro...

Carbenos estáveis ​​surgiram como reagentes onipresentes em catálise homogênea 1, organocatálise 2, ciência dos materiais 3,4 e, mais recentemente química principal grupo 5-9. No âmbito deste último, carbenos estáveis ​​têm sido recentemente utilizadas na activação e funcionalização de fósforo branco (P 4) 5-9. A capacidade de converter diretamente P 4 em compostos organofosforados tornou-se um objetivo da pesquisa tópico em um esforço para desenvolver métodos &quot;mais verdes&quot; que contornam o uso de precursores de fósforo clorados ou oxychlorinated. Apesar do seu uso generalizado, a preparação e manuseamento de carbenos e compostos reativos como P 4 pode ser uma tarefa assustadora. Por esta razão, nós escrevemos este manuscrito para fornecer um protocolo clara e concisa que permitirá que os químicos sintéticos de todos os níveis de habilidade de sintetizar e manipular dois muito original c estávelarbenes. Além disso, a ativação de P 4, usando os carbenos descritos é detalhado. Aqui detalhamos um protocolo para a síntese de duas carbonila carbenos decorados elétron-deficiente. Nós escolhemos estes carbenos porque eles diferem apenas em suas propriedades eletrofílicas, e não os seus parâmetros estéricos, tornando-os ideais para estudar os efeitos da eletrônica carbeno na reatividade. A importância da electrónica de carbeno com respeito reactividade é exemplificada por dois compostos semelhantes com a fórmula geral P-2 carbeno -carbene que foram descritos por Robinson Bertrand e 5,8. P 2 derivado de Bertrand é suportado por dois (CAAC) ligandos carbeno amino cíclico alquilo, e é estruturalmente, photophysically, e electroquimicamente diferente do que o composto de Robinson que é um fragmento de P 2 suportado por dois carbenos heterocíclicos N-(5,8 NHCS). Na verdade, P de Bertrand 2 </sub&gt; complexo é caracterizado como um sólido amarelo que possui carbeno-a-fósforo ligações duplas no estado sólido, ao passo que o derivado relatado por Robinson é um sólido vermelho escuro que contém NHC → P ligações dativas. Esta diferença estrutural manifesta-se também electroquimicamente tal que o composto contém mais de Robinson fósforo centros ricos em electrões que podem sofrer oxidações reversíveis de 1 ou 2 electrões em contraste com o composto de Bertrand, que só podem sofrer uma única oxidação reversível 10. Com base nos estudos descritos acima, tornou-se interessado em estudar a ativação de P 4, usando os diamido- e monoamidoamino carbenos altamente eletrofílicos para determinar se novas allotropes estabilizou-carbeno de fósforo pode ser preparada. Estamos focados em diamidocarbene (DAC) 1, e carbene monoamidoamino (MAAC) 2, que diferem apenas em seus respectivos electrophilicities para interrogComeram o papel eletrônica carbeno jogar em P 4 de ativação. Curiosamente, quando o DAC mais electrófila é usado, um fosfano tris (phosphaalkenyl) (3) pode ser isolado como um produto exclusivo, enquanto que quando é usado um CCAM, um P-8 alótropo estabilizado carbeno (4) pode ser obtido 11. Também interrogado o mecanismo para a formação (4), e verificaram que ele é formado por meio de uma [2 +2] de reacção cylcoaddition dimerização de um diphosphene transiente. A existência deste diphosphene foi confirmada por prendendo-o com 2,3-dimetil-1,3-butadieno para proporcionar o [4 +2] cicloadição aduto 5. O protocolo para a síntese de carbenos estes decorado-carbonilo e os seus correspondentes compostos activados P 4 é aqui descrita.

<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

Aqui é apresentado um protocolo para a síntese de dois carbenos decorado-carbonilo distintas. Ambos os carbenos podem ser preparados utilizando os procedimentos praticamente idênticos em quantidades à escala de multi-grama. O objetivo deste artigo é claramente detalhes como manusear e preparar estes carbenos únicas, que um químico sintético qualquer nível de habilidade podem trabalhar com eles. Os dois carbenos são descritos um diamidocarbene (DAC, carbeno 1) e um monoamidoaminocarbene (CCAM 2). Estes carbenos são altamente elétron-deficiente e como tais perfis exibição reactividade atípicas de mais carbenos N-heterocíclicos tradicionais. Além disso, estes dois carbenos diferem apenas em seu caráter eletrofílico e não os seus parâmetros estéricos, tornando-os ideais para estudar como carbene influência eletrônica reatividade. Para demonstrar este fenômeno, também estamos descrevendo a ativação de fósforo branco (P 4) usando estes carbenos. Dependendo da Carbene utilizados, dois compostos contendo fósforo muito diferentes podem ser isoladas. Quando o DAC 1 é usado, um tris (phosphaalkenyl) fosfano pode ser isolado como um produto exclusivo. Surpreendentemente no entanto, quando CCAM 2 é adicionada à P 4 sob condições de reacção idênticas, uma suportada por carbeno inesperado P 8 alótropo de fósforo é isolado exclusivamente. Estudos do mecanismo de demonstrar que esta apoiada carbeno-P 8 formas alótropo via uma [2 +2] cicloadição dimerização de um diphosphene transiente que foi preso por meio de tratamento com 2,3-dimetil-1,3-butadieno.

A capacidade de isolar um tris (phosphaalkenyl) fosfano como 3 ou o -allotrope P 8 (4) a partir de fósforo branco baseia-se na utilização de um carbeno electrofílico para activar o P 4 tetraedro 11,16. Portanto, é essencial para preparar carbenos com melhor π acidez, e, por extensão eletrofilicidade. Figura 2 ilustra a síntese do precursor de carbeno 1- HCl e desprotonação subsequente para se obter o diamidocar...

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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.

Preparação e Utilização de carbenos Carbonyl decorados na ativação de fósforo branco

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

13.6K visualizações.  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.

Preparação e Uso de Samário diiodeto (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) Em Organic Synthesis: The Role mecanístico de HMPA e (II) de Ni Sais na Reacção Barbier Samário

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

Química

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.

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.

A medição por HPLC do ADN Oxidação de biomarcador, 8-oxo-7,8-di-hidro-2&#39;-desoxiguanosina, e em células em cultura de tecidos animais

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

Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous polymer monoliths. The developed approach is based on the preparation of a macroporous polymer containing carboxylic acid functional groups and the subsequent step-by-step solution-based controlled growth of a layer of a porous coordination polymer on the surface of the pores of the polymer monolith. The prepared metal-organic polymer hybrid has a high specific micropore surface area. The amount of iron(III) sites is enhanced through metal-organic coordination on the surface of the pores of the functional polymer support. The increase of metal sites is related to the number of iterations of the coating process.
The developed preparation scheme is easily adapted to a capillary column format. The functional porous polymer is prepared as a self-contained single-block porous monolith within the capillary, yielding a flow-through separation device with excellent flow permeability and modest back-pressure. The metal-organic polymer hybrid column showed excellent performance for the enrichment of phosphopeptides from digested proteins and their subsequent detection using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. The presented experimental protocol is highly versatile, and can be easily implemented to different organic polymer supports and coatings with a plethora of porous coordination polymers and metal-organic frameworks for multiple purification and/or separation applications.

A procedure for the preparation of porous hybrid separation media composed of a macroporous polymer monolith internally coated by a high surface area microporous coordination polymer is presented.

Preparação de altamente poroso Coordenação Polymer Revestimentos em macroporosas Polymer Monólitos para o enriquecimento avançado de Fosfopeptídeos

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous ...

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.

Síntese de Bioconjugados de proteínas<em&gt; via</em&gt; Química cisteína-maleimida

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.

Visualização de ambiente Espectrometria de Massa com o uso da fotografia Schlieren

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.

Preparação e Reatividade de uma Triphosphenium Brometo Sal: Uma fonte adequada e estável de fósforo (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.

Preparação do hidrogel injetável à base de quitosana e sua aplicação em cultura de células 3D

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.

O protocolo de mplexas para Multi-omic análises de amostras de solo

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.

Aplicação de lantanídeos elementares na ativação seletiva de Benzofulvenes de Trifluoromethylated, fornecendo acesso a vários Difluoroalkenes C-F

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

Preparation of Polyoxometalate-based Photo-responsive Membranes for the Photo-activation of Manganese Oxide Catalysts

This paper presents a method to prepare charge-transfer chromophores using polyoxotungstate (PW12O403-), transition metal ions (Ce3+ or Co2+), and organic polymers, with the aim of photo-activating oxygen-evolving manganese oxide catalysts, which are important components in artificial photosynthesis. The cross-linking technique was applied to obtain a self-standing membrane with a high PW12O403- content. Incorporation and structure retention of PW12O403- within the polymer matrix were confirmed by FT-IR and micro-Raman spectroscopy, and optical characteristics were investigated by UV-Vis spectroscopy, which revealed successful construction of the metal-to-metal charge transfer (MMCT) unit. After deposition of MnOx oxygen evolving catalysts, photocurrent measurements under visible light irradiation verified the sequential charge transfer, Mn &#8594; MMCT unit &#8594; electrode, and&#160;the photocurrent intensity was consistent with the redox potential of the donor metal (Ce or Co). This method provides a new strategy for preparing integrated systems involving catalysts and photon-absorption parts for use with photo-functional materials.

Here, we present a protocol to prepare charge transfer chromophores based on a polyoxometalate/polymer composite membrane.

Preparação de membranas de foto-sensível com base em germânio para a foto-ativação de catalisadores de óxido de manganês

This paper presents a method to prepare charge-transfer chromophores using polyoxotungstate (PW12O403-), transition metal ions (Ce3+ or Co2+), and organic ...

Preparação e Utilização de carbenos Carbonyl decorados na ativação de fósforo branco

Resumo

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Preparação e Uso de Samário diiodeto (SMI

A medição por HPLC do ADN Oxidação de biomarcador, 8-oxo-7,8-di-hidro-2'-desoxiguanosina, e em células em cultura de tecidos animais