Retropinacol / Çapraz pinakol Kavrama Reaksiyonları - 1,2-Asimetrik Diollerin A Katalitik Erişim

Özet

A retropinacol / çapraz bağlama mekanizmasına pinakol göre simetrik olmayan 1,2-diollerin sentezi için yeni bir hesap tarif edilmektedir. Nedeniyle, geleneksel çapraz pinakol kavrama göre bu reaksiyon bir gelişme katalitik çalıştırılmasına elde edilir.

Özet

Simetrik olmayan 1,2-diyollerin indirgeyici pinakol bağlantı yöntemlerine göre pek erişilebilir. Böyle bir dönüşümün başarılı bir şekilde yürütme net bir tanıma ve benzer iki karbonil bileşikleri (tersiyer 1,2-diollere → ikincil 1,2-diol veya ketonların → aldehitler) sıkı farklılaşma bağlıdır. Bu ince ayar, hala organik kimyacılar için bir meydan okuma ve çözülmemiş bir sorundur. Orada bu dönüşümün başarılı bir şekilde yürütülmesi ile ilgili çeşitli raporlar var ama onlar genelleştirilmiş olamaz. Burada bir retropinacol / çapraz pinakol bağlama dizisi yoluyla ilerlemektedir katalitik bir doğrudan pinakol birleştirme işlemi açıklar. Böylece, simetrik olmayan ikame 1,2 diyollerin çok yumuşak koşullarda işlevsel, basit bir performans vasıtasıyla hemen hemen kantitatif verimleri ile ulaşılabilir. Örneğin şırınga pompası teknikleri ya da reaksiyona giren maddelerin gecikmeli eklemeler gibi yapay teknikleri gerekli değildir. Biz tarif prosedürü çok hızlı erişim sağlarÇapraz pinakol ürünleri (1,2-dioller, visinal diol). Enantiyoseçici bir performans örneğin, bu yeni işlemin bir başka uzantısı, simetrik olmayan kiral 1,2-dioller sentezi için çok yararlı bir araç sağlayabilir.

Giriş

Pinakol birleştirme reaksiyonu simetrik bitişik diollerin (1,2-dioller pinacols) hazırlanması için genel ve yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu alanda kapsamlı değerlendirmeleri için başvurular Hirao ^1, Chatterjee ve Joshi ^2, Ladipo ³ ve Gansäuer ve Bluhm ^4'e bakınız. Bunun aksine, sadece çok az sayıda rapor mukabil simetrik olmayan 1,2-dioller (titanyum (IV) klorür / manganez ^5, samaryum-(II) iyodür ^6, magnezyum elde etmek üzere çapraz pinakol birleştirme reaksiyonları etkili bir gerçekleştirme başvurmak yayınlandı / trimetilklorosilan (II) ^8, zirkonyum / kalay ^{9 7,} vanadyum, iterbiyum ve ^10). Bu durumda, moleküller arası çapraz bağlama reaksiyonu pinakol yine, organik kimyada bu dönüşümün, özellikle katalitik yürütme büyük bir sorun olmaya devam etmektedir.

Çapraz bağlama ürün oluşumu, kinetik rağbet edilmeyen birklasik bir pinakol bağlama koşulları altında. Simetrik olmayan ürün elde etmek için yeterli bir miktarda, bir karbonil bileşiğinin eklenmesi mümkün olup gecikmeli. Orada bu kavram gelişmekte olan bir kaç örnek var, ama onlar birkaç özel deneysel manipülasyonlar dayalı ve dolayısıyla yaygın olamaz. Buna ek olarak, bu dönüşümlerin bir karbonil bileşiğinin gerekli fazla karmaşık bir ürün karışımının ¹¹ zahmetli bir ayrılması ile sonuçlanmıştır. Bu amaç için gerekli olan alternatif bir ek maddesi eşdeğer molar miktarlar veren bir reaktifin precomplexation ile temsil edilmektedir.

Bir tersinir pinakol reaksiyon çeşitli örnekleri, ¹² tarif edilmiştir. Bu gibi durumlar, çapraz bağlama ürünlerin seçici sentezi için uygun bir başlangıç ​​noktası olabilir dikkate yol açar. Düşük değerli metal olarak yana bir reaktif radikal türü yerinde aynı anda oluşturulur, Simetrik olmayan dioller uygun bir karbonil reaktifinin varlığında özel olarak da oluşturulabilir. (Porta ve ark. Oluşturmak için AIBN stoikiometrik miktarlarda ilave dağıtım (2,2 '-azo-bis-izobütironitril) ile karşılaştırılabilir bir pinakol bölünmesini ve daha sonra tarif edilen kuplaj önce bilgimize için böyle bir yöntem bildirilmemiştir Gerekli radikalleri) ^13.

Burada bir protokol asimetrik 1,2-diollerine hızlı ve operasyonel kolay erişim sağlayan görüntülenmiştir. Bu buluşun simetrik olmayan pinakol ürünleri (>% 95) çok iyi verimlerle daha çok erişilebilir. İstenmeyen simetrik pınakol ürünler gözlenmez. Bu yeni çapraz pinakol metodolojisi retropinacol / çapraz pinakol bağlama sekansına dayanır. Bu benzopinacole temsili reaksiyonları (1,1,2,2-tetrafenil-1 ,2-etandiol, 1) 2-ethylbutyraldehyde (aldehit serisi) ve w ile aşağıda gösterilecektir(keton seri) ith dietilketon.

Protokol

1.. Titanyum (IV) tert -butoxide/Triethylchlorosilane solüsyonunun hazırlanması

1. Titanyum (IV), tert-bütoksit (1 mmol) kuru diklorometan içinde, 10 ml içinde 400 mg (400 | il) çözülür. Oda sıcaklığında bu çözeltiye, 150 mg (170 | il) trietilklorosilan (1 mmol) ilave edin. Bu diklorometan solüsyonu 1 ml 0.1 mmol titanyum içeren (IV) tert-butoksit ve 0.1 mmol trietilklorosilan.

2. Tetrafenil-1 ,2-etandiol-pinakol reaksiyonu (1) 2-Ethylbutyraldehyde ile

1. Tetrafenil-1 ,2-etandiol (1, 1 mmol) ve 3 ml kuru diklorometan içinde taze damıtılmış 2-ethylbutyraldehyde (3 mmol) 300 mg (370 ul) 366 mg çözün.
2. Ayrı ayrı hazırlanmış titanyum 0,5 ml ilave edilir (IV) tert -butoxide/triethylchlorosilane çözeltisi (0.05 mmol) eklenmiştir.
3. Reaksiyon bir sızdırmaz kılınmış tüp içinde oda sıcaklığında elde edilen karışım karıştırılır.
4. Özgüvensilis jel plakaları üzerinde TLC (60 F254) -: (9/1 heksan / aseton yıkama sıvısı) rm reaksiyon ince tabaka kromatografisi ile tamamlanır. Reaksiyonun sonu tetrafenil-1 ,2-etandiol 1 artık (~ 12 saat) tespit edilebilir anda ulaşılır. Ürünün Rf değeri 0.3 ^14'tür.
5. 50 ml diklorometan ile elde edilen reaksiyon karışımı seyreltin.
6. Bir ayırma hunisi içinde, sulu amonyum klorür ve sodyum hidrojen karbonat çözeltisi, doymuş, 20 ml ile art arda seyreltilmiş reaksiyon karışımı yıkayın.
7. Bir ayırma hunisi ile organik tabaka izole edin.
8. , Kuru magnezyum sülfat üzerinde karıştırılmıştır Organik tabakayı kurutun.
9. Bir yivli kağıt filtre ile süzülen madde süspansiyonu ve süzülen toplamak.
10. Bir dönen buharlaştıncı (10-30 mmHg) kullanılarak 40 ° C'de vakum içinde süzülen maddeden diklorometan çıkarın. Çözücülerin buharlaştırılması 20 dakika gerektirir.
11. Geri kalan artığı arıtın1,2-diol 2f 280 mg elde etmek için heksan / aseton gradyanı (başlangıç ​​19:01 ve 16:04 aşağı giderek) ile bir silis jel kolonu (0,035-0,070 mm, ACROS) üzerinden flaş kolon kromatografisi ile (0.99 mmol) eklenmiştir.
12. Çözücü olarak _CDCI3 kullanılarak ¹ H nükleer manyetik rezonans spektroskopi (NMR) ile 1,2-diol 2f kimliğini teyit edin. Aşağıdaki gibi, bir 300 MHz NMR spektrometresi için, diolün ¹ H NMR spektrumudur: δ = 0.78 (t, 3H, J = 7.4 Hz), 0.87 (t, 3H, J = 7.3 Hz), 1,18-1,40 (m , 4H), 1,75-1,81 (m, 1 H), 1.91 (s, 1 H, OH), 3.12 (s, 1 H, OH), 4.68 (d, 1H, J = 1.2 Hz), 7.19-7.37 (m, 6H ), 7.44-7.46 (m, 2H), 7.61-7.63 (m, 2H).

3. Tetrafenil-1 ,2-etandiol-pinakol reaksiyonu (1) ile dietil keton

1. Tetrafenil-1 ,2-etandiol (1, 1 mmol) ve 3 345 mg dietil keton (423 ul) (4 mmol), 366 mg çözmekkuru diklorometan ml.
2. Ayrı ayrı hazırlanmış titanyum (IV) tert -butoxide/triethylchloro-silane çözeltisi (0.1 mmol) 1 ml ilave edilir.
3. Reaksiyon bir sızdırmaz kılınmış tüp içinde oda sıcaklığında elde edilen karışım karıştırılır.
4. Silis jel TLC plakaları (60 F254) hakkında: (heksan / aseton, 09:01 yıkama sıvısı), reaksiyon ince tabaka kromatografisi yolu ile tamamlandı teyit edin. Tetrafenil-1 ,2-etandiol 1 (~ 12 saat) tespit edilemeyen Reaksiyonun sonunda, zamanında ulaşılır. Ürünün Rf 0.3 ^14'tür.
5. 50 ml diklorometan ile elde edilen reaksiyon karışımı seyreltin.
6. Bir ayırma hunisi içinde, sulu amonyum klorür ve sodyum karbonat çözeltisi, 20 ml doymuş ile art arda seyreltilmiş reaksiyon karışımı yıkayın.
7. Bir ayırma hunisi ile organik tabaka izole edin.
8. , Kuru magnezyum sülfat üzerinde karıştırılmıştır Organik tabakayı kurutun.
9. Bir oluklu kağıt fil tarafından süspansiyonu süzünter ve süzüntüleri toplamak.
10. Bir dönen buharlaştıncı (10-30 mmHg) kullanılarak 40 ° C'de vakum altında diklorometan çıkarın. Uçucu bileşenlerinin buharlaştırılması 30 dakika gerektirir.
11. 1, 250 mg elde etmek için (19:01 başlayarak ve 16:04 aşağı giderek) heksan / aseton gradyanı ile bir silika jel kolonu (0,035-0,070 mm, ACROS) üzerinden flaş kolon kromatografi ile kalan artığı arıtın 2-diol 4f (0.93 mmol) eklenmiştir.
12. Çözücü olarak _CDCI3 kullanılarak ¹ H nükleer manyetik rezonans spektroskopi (NMR) ile ürünün kimliğini teyit edin. Aşağıdaki gibi, bir 300 MHz NMR spektrometresi için, diol 4f ¹ H NMR spektrumudur: δ = 0.92 (t, 6H, J = 7.6 Hz), 1.78 (m, 4H), 2.03 (s, 1 H, OH), 2.83 (s, 1 H, OH), 7.26-7.35 (m, 6H), 7,69-7,71 (m, 4H).

Sonuçlar

Titanyum katalitik miktarda biz ,2-diol 4a 1,1-difenil-1 oluşumunu gözlenen (IV)-alkoksitler ve aynı zamanda oluşumu da mevcudiyetinde tetrafenil-1 ,2-etandiol 1 ve aseton tepkimelerinde benzofenon 3 (Şema 1). Aseton rekabetçi bir pinakol bağlantısı ile oluşturulan karşılık gelen simetrik 1,2-diol algılanmadı. Bununla birlikte, sayısal dönüşümler elde etmek için çok uzun reaksiyon süreleri, kabul edilemez ve bu koşullar altında gerekmiştir. Rea...

Tartışmalar

Tepki süreleri ve daha yüksek verimleri genel bir azalma elektron-zengin karbonil bileşiklerinin dağıtım (13, Tablo 2 ile 17, Tablo 1 veya giriş 19 ile giriş 3 karşılaştırın) tarafından görülmektedir. Buna ek olarak, büyük ikame ile ketonların reaksiyonlarda verimde bir azalma (11, Tablo 2 ile giriş 12 karşılaştırın), karşılaştırılabilir koşullar altında görülmektedir.

Karbonil bi...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.2-Dichloromethane	Sigma-Aldrich	319929
Titanium(IV)tert-butoxide	VWR International	200014-852
2-Ethylbutyraldehyde	Sigma-Aldrich	110094
Benzopinacol	Aldrich	B9807
Triethylchlorosilane	Aldrich	235067
hexane, certified ACS	Fisher scientific	H29220
acetone, certified ACS	ACROS	42324
Ammonium chloride	ACROS	19997
Sodium hydrogen carbonate	ACROS	12336
Magnesium sulphate	ACROS	41348
silica gel 60 F254 TLC plates	VWR International	1,057,140,001
silica gel, 0.035-0.070 for flash-chromatography	ACROS	240360300