JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bu iletişim kuralı elemental lantanit inert atmosfer altında hazırlanması ve bunların uygulama trifluoromethylated benzofulvenes içeren seçmeli bir C-F etkinleştirme işlemini açıklar.

Özet

Bir karbon-Flor bond polyfluorinated aromatik molekül veya trifluoromethyl içeren yüzeylerde seçici aktivasyonu benzersiz flor içeren moleküller diğer tarafından elde etmek zordur erişme imkanı sunuyor Sentetik yollar. Onlar güçlü Ln-F bağlar biçimi olarak C-F harekete geçirmek için çeşitli Metaller arasında lantanit (Ln) iyi adaylar bulunmaktadır. Lanthanide metaller Mg2 +/Mg redoks çift değerine benzer bir redoks potansiyeli Ln3 +olması, yaklaşık-2.3 V, güçlü azalan bakiyeli ajanlarla vardır. Ayrıca, gelecek vaat eden bir işlevsel grubuna tolerans lanthanide metaller görüntülemek ve onların reaktivite reaksiyon koşullarında organik ve organometalik dönüşümleri ince ayar yapmak için uygun reaktifler geliştirmelerde lanthanide Serisi boyunca değişebilir. Ancak, onların oxophilicity nedeniyle lantanit oksijen ve su ile kolayca tepki ve bu nedenle depolama, işleme, hazırlama ve harekete geçirmek için özel koşullar gerektirir. Bu faktörler organik sentez daha yaygın kullanımda sınırlıdır. Biz burada nasıl disprosiyum metal - ve kıyasen tüm lanthanide metaller - taze hazırlanmış torpidoda ve Schlenk teknikleri kullanarak susuz koşullar altında mevcut. Taze dosyalanmış metal alüminyum klorür ile birlikte seçici C-F harekete geçirmek trifluoromethylated benzofulvenes içinde başlatır. Sonuçta ortaya çıkan tepki ara ürün nitroalkenes ile difluoroalkenes yeni bir aile edinmek için tepki.

Giriş

Lanthanide metaller düzensiz organik sentezinde geç 1970'lerde1beri kullanılmaktadır. Başlangıçta, bu güçlü azalan bakiyeli ajanlarla, bir redoks potansiyeli Ln3 +olması, yaklaşık-2.3 V, esas olarak huş türü indirimleri aromatik bileşikler ve pinacol reaksiyonlar kaplin istihdam edildi. Bir Artırılmış kullanılabilirlik ve saflık üzerinde 1980'lerden itibaren lanthanide metallerin yanı sıra geliştirme metodolojileri ve hava ve nem duyarlı bileşikleri işlemek için ekipman lanthanide metallerin yeni uygulamalara yol açtı. Doğrudan doğruya--dan Sm metal ve diiodoethane veya iyot yaygın olarak kullanılan SMI2 hazırlanması lanthanide Kimya2' deki bir adımdı. Son yıllarda yeni reaktivite desenleri lanthanide metallerin tarif var, örneğin, karbonil ile allylic halojenürlerden Barbier tipi reaksiyon diaryl Ketonlar4 ya da asil içeren indirgeyici kaplin reaksiyonlar3, bileşikler klorür5, seçici cyclopropanation reaksiyonlar6ve lanthanide metaller grubu 4 metallocenes7,8ile kombinasyonu. Bu çalışmalar lanthanide metaller gelecek vaat eden bir işlevsel grubuna tolerans göstermek ve onların reaktivite reaksiyon koşullarında organik dönüşümleri ince ayar yapmak için uygun reaktifler geliştirmelerde lanthanide Serisi boyunca değişebilir gösterdi.

Organolanthanide kompleksleri ve inorganik lanthanide tuzları ile aromatik ve alifatik karbon-Flor bağları 40 yıl9,10,11C-F harekete geçirmek reaksiyonlarda okudu. 2014 yılında12C-F harekete geçirmek istimal elemental iterbiyum metal ilk raporda ortaya çıktı. Yb regioselective reaksiyon ile p- tetrafluorobenzene ve YbF2göze pentafluorobenzene gösterdi. Daha yakın zamanlarda, çeşitli lanthanide metaller trifluoromethylated benzofulvenes huzurunda ε, seçmeli olarak geniş bir yelpazede aldehitler için yeni tepki ε-difluoropentadienylmetal kompleksler elde etmek için alüminyum klorür ile tepki verebilir göstermiştir difluoroalkenes (Şekil 1)13. Disprosiyum metal kombinasyonu ortaya çıktı ve alüminyum klorür en yüksek verimleri ve en iyi selectivities verdi. Biz burada bir uzantısı electrophiles14, nitroalkenes kullanarak bu eserin regioselectively difluoroalkenes15yeni bir sınıf için önde gelen mevcut.

Protokol

1. hazırlık malzeme torpidoda dışında başlayan

  1. Gerekli donanımları hazırlamak: fırın kurutulmuş Schlenk tüp manyetik heyecan bar, vakum/inert gaz borusu (argon veya azot) ve manyetik karıştırıcı ile.
  2. Trifluoromethylated benzofulvene edebiyat13göre hazırlayın.
  3. Trifluoromethylated benzofulvene (177 mg, 0.65 mmol) tartmak ve manyetik heyecan bar ile donatılmış fırın kurutulmuş Schlenk tüp içine ekleyin.
  4. Schlenk tüp PTFE liner ile plastik vida kapaklı kapatın ve vakum hattýna baðlayýn.
  5. Karıştırarak başlatmak ve kuru benzofulvene 10 dk için vakum uygulanır. Sonra vakum argon/azot ile serbest bırakmak ve tekrar vakum uygulayabilirsiniz. Bu işlem 3 kez tekrarlayın. Son olarak, Schlenk tüp argon/azot ile doldurun ve sıkıca kapatın.
  6. Schlenk tüp argon/azot altında torpido için al.

2. taze Filed disprosiyum Metal torpidoda içinde hazırlanması

  1. Gerekli donanımları hazırlamak: torpido argon/Azot dengesi, metal dosya, pense, alüminyum folyo, forseps, spatula, tüp bebek ve 2 lastik septa Tartı ile altında.
  2. Kimyasallar hazırlamak: disprosiyum metal ve susuz AlCl3
  3. Benzofulvene ile INSERT Schlenk Tüp, tüp bebek ve 2 lastik septa grubunuzun genel uygulama torpidoda işleme göre torpido içine, Örneğin, küçük bir oda için üç kez 1 dk sonra argon/azot ile serbest bırakmak için vakum uygulanır.
  4. Doldurmak için torpidoyu katta tartı denge ve bir tabak üzerine üzerine alüminyum folyo bir parça koy.
  5. Sıkıca disprosiyum metal pense yardımıyla tutun ve onun üst etkin olmayan katman dosyalama tarafından parlak metal yüzey elde etmek için metal bir dosyası ile kaldırın. Bu dosyalanmış metal atmak.
    Not: kullanın (1) büyük metal parçalar için dosyalama ve pense ve disprosiyum metal diğer metaller ile kontamine değil sırayla Dosya arasında temas kaçının. (2) çapraz bulaşma önlemek için her lanthanide metal için farklı bir metal dosya kullanın. (3) atılan metal tozu ayrı ayrı torpido dışında d. aq HCl çözüm kullanarak su.
    Dikkat: Disprosiyum aq HCl ile reaksiyon ekzotermik ve hidrojen gazı üretir, bu nedenle açık bir şişe buz banyosu tarafından çevrili disprosiyum gidermek.
  6. Taze filed disprosiyum metal (82 mg, 0.50 mmol) hazırlamak, Schlenk tüp ekleyin ve bir lastik septum ile tüp kapatın.
  7. Bir test tüpüne susuz AlCl3 (200 mg, 1,5 mmol) tartmak ve kauçuk septum ile tüp kapatın.
  8. Schlenk tüp ve test tüpü eldiven kutusundan kaldırın.

3. başlangıç C-F harekete geçirmek tepki torpidoda dışında

  1. Gerekli donanımları hazırlamak: Vakum/inert gaz hattı (argon veya azot), manyetik karıştırıcı ve kuru 2 mL şırınga iğne ile.
  2. Kimyasallar hazırlamak: taze kuru THF ve iyot distile.
  3. Bir duman başlıklı bir manyetik karıştırıcı yukarıda Schlenk tüp klamp ve vakum hattýna baðlayýn. Üç devir vakum/inert gaz argon/azot olumlu bir akış altında Schlenk tüp açmadan önce gerçekleştirin. Manyetik karıştırıcı başlatın.
  4. Bir duman mahallede AlCl3 test tüpü kelepçe ve inert gaz hattı argon/azot olumlu bir akış altında bir iğne ile bağlanın.
  5. İyot (10-12 mg) katalitik bir miktar pozitif argon/azot akış altında Schlenk tüp ekleyin.
  6. Argon/azot altında iğne ile Kuru 2 mL şırınga temizle
  7. 1.5 mL taze distile kuru THF tasfiye Ģırınga kullanarak tutup derin kahverengi çözüm (THF iyot rengini) elde etmek için Schlenk tüp 0.5 mL ekleyin.
  8. THF kalan 1.0 mL tüp AlCl3biraz sarı bir çözüm için yol açacaktır, dropwise ekleyin.
    Not: AlCl3kalitesine bağlı olarak THF ek daha fazla veya daha az ekzotermik olabilir.
  9. Hala sıcak iken, bu AlCl3 çözüm şırınga kullanarak Schlenk tüp test tüpünden aktarın.
  10. Benzofulvene tam tüketimi kadar karıştırmaya tepki sağlar. Başlangıçta, derin kahverengi renk zamanla koyu yeşil bulanık çözüm dönecek sarı bir çözüm vermek için kaybolur.
  11. Reaksiyon 1s sonra argon/azot olumlu bir akış altında bir kılcal reaksiyon karışımla örneği alarak ince katmanlı Kromatografi (TLC) tarafından kontrol edin. Petrol eter eluent kullanın.
    Not: Başlangıç benzofulvene TLC plaka üzerinde parlak sarı ve onun ortadan kalkması kolayca görülebilir.

4. Nitroalkene ilavesi

  1. 4-methoxyphenylnitroalkene edebiyat16göre hazırlayın.
  2. Bir test tüpünde 4-methoxyphenylnitroalkene (90 mg, 0.50 mmol) tartmak, kauçuk tıpa ile tüp kapatın ve iğne bağlantısı üzerinden vakum satırındaki kuru.
  3. Benzofulvene (TLC analiz tarafından teyit) tepki karışımı kayboluşundansonra Schlenk tüp argon/azot olumlu bir akış altında Kuru nitroalkene ekleyin. Reaksiyon karışım rengi sarı-yeşil için değiştirilir.
  4. Reaksiyon TLC analiz, nitroalkene (genellikle 1 saat) tam tüketimi kadar izlemek. Petrol eter/etil asetat 95/5 eluent kullanın.

5. iş ve arıtma

  1. 20 mL dietil eter ile reaksiyon karışımı sulandırmak ve 5 mL 1 molar sulu çözüm açık bir Schlenk tüp hidroklorik asit ile gidermek.
    Dikkat: Aq HCl ile kalan disprosiyum reaksiyon ekzotermik ve basınç inşa içinde Schlenk neden olabilir hidrojen gazı üretir. Bu nedenle, iyi duman başlık altında açık Schlenk tepki gidermek.
  2. Reaksiyon Şoklama sonra HCI'yi bir huni aktarın.
  3. Organik faz konik bir şişeye toplamak. Sulu faz 2 kez 10 mL dietil eter ile yıkama ve Organik faz konik şişeye toplamak.
  4. MgSO4, filtre içine önceden asılı bir şişesi üzerinde Organik faz kuru ve ham ürün bir turuncu-kahverengi yağ olarak almak için bir rotary Evaporatör üzerinde düşük basınç altında konsantre.
  5. Silika jel sütun Kromatografi eluent-polar olmayan hidrolize ürün kaldırmak için petrol eter ile başlayan tarafından ham ürün arındırmak. Polarizasyonu en fazla artan 10/1 petrol eter/etil asetat yeni nitro içeren difluoroalkenes verir.
    Not: sütun Kromatografi uzun bir sütunda ve polarite ve yavaş yavaş artan tarafından gerçekleştirilirken, çözümleme amacıyla diastereoisomers ayırmak zor.

Sonuçlar

Nitroalkenes ile reaksiyonu ardından bu lanthanide-aracılı C-F etkinleştirme yordamı kolayca yeni difluoroalkenes nitro grubu içeren erişim sağlar. Makul tepki mekanizması Şekil 2' de tasvir edilir. Aldehitler electrophiles (Şekil 1)13kullanarak önceki çalışmalarımız aksine nitroalkenes 1,3-disubstituted inden ürünleri regioselectively satın almaya gücü yetmek. Bu nitroalkene grup bü...

Tartışmalar

Bu iletişim kuralı büyük ölçüde reaktif hava ve nem duyarlı lanthanide metaller ile çalışma gerektirir. Bu nedenle, tüm reaksiyon yordamı kuru inert gaz altında yapılacak ve solventler, dahil olmak üzere tüm başlangıç malzemeler çok temiz ve kuru kullanmadan önce olması gerekir.

Zaten dosyalanmış metaller alımı üzerinde taze dosyalanmış metaller hazırlanması için iki avantajı vardır: (i) adet veya külçe alımı önemli ölçüde daha ekonomik ve (ii) taze d...

Açıklamalar

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

Mali anıyoruz destek ANR (ANR-15-CE29-0020-01, ACTIV-CF-LAN), CNRS, ICMR, Université de Reims Champagne Ardenne, ENSCM ve ICGM. Carine Machado ve Anthony Robert EI-MS ve NMR analizi ile yardım için teşekkür.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Dysprosium ingotStrem93-6637Store under nitrogen/argon
Anhydrous aluminum chlorideAlfa Aesar88488Store under nitrogen/argon
Iodine 99.5% for analysisAcross Organics212491000
THF GPR RectapurVWR Chemicals28552.324Dried and distilled over Na/benzophenone before use
GloveboxMBraunUnder nitrogen atmosphere

Referanslar

  1. Molander, G. A. Application of Lanthanide Reagents in Organic Synthesis. Chem. Rev. 92 (1), 29-68 (1992).
  2. Girard, P., Namy, J. L., Kagan, H. B. Divalent Lanthanide Derivatives in Organic Synthesis. 1. Mild Preparation of SmI2 and YbI2 and Their Use as Reducing or Coupling Agents. J. Am. Chem. Soc. 102 (8), 2693-2698 (1980).
  3. Wu, S., Li, Y., Zhang, S. α-Regioselective Barbier Reaction of Carbonyl Compounds and Allyl Halides Mediated by Praseodymium. J. Org. Chem. 81 (17), 8070-8076 (2016).
  4. Umeda, R., Ninomiya, M., Nishino, T., Kishida, M., Toiya, S., Saito, T., Nishiyama, Y., Sonoda, N. A Novel Lanthanum Metal-assisted Reaction of Diaryl Ketones and Electrophiles. Tetrahedron. 71 (8), 1287-1291 (2015).
  5. Chen, W., Li, K., Hu, Z., Wang, L., Lai, G., Li, Z. Utility of Dysprosium as a Reductant in Coupling Reactions of Acyl Chlorides: The Synthesis of Amides and Diaryl-Substituted Acetylenes. Organometallics. 30 (7), 2026-2030 (2011).
  6. Concellón, J. M., Rodríguez-Solla, H., Concellón, C., del Amo, V. Stereospecific and Highly Stereoselective Cyclopropanation Reactions Promoted by Samarium. Chem. Soc. Rev. 39 (11), 4103-4113 (2010).
  7. Bousrez, G., Dechamps, I., Vasse, J. -. L., Jaroschik, F. Reduction of Titanocene Dichloride with Dysprosium: Access to a Stable Titanocene(II) Equivalent for Phosphite-free Takeda Carbonyl Olefination. Dalton. Trans. 44 (20), 9359-9362 (2015).
  8. Bousrez, G., Jaroschik, F., Martinez, A., Harakat, D., Nicolas, E., Le Goff, X. F., Szymoniak, J. Reactivity Differences Between 2,4- and 2,5-Disubstituted Zirconacyclopentadienes: A Highly Selective and General Approach to 2,4-Disubstituted Phospholes. Dalton. Trans. 42 (30), 10997-11004 (2013).
  9. Klahn, M., Rosenthal, U. An Update on Recent Stoichiometric and Catalytic C-F Bond Cleavage Reactions by Lanthanide and Group 4 Transition-Metal Complexes. Organometallics. 31 (4), 1235-1244 (2012).
  10. Deacon, G. B., Junk, P. C., Kelly, R. P., Wang, J. Exploring the Effect of the Ln(III)/Ln(II) Redox Potential on C-F Activation and on Oxidation of Some Lanthanoid Organoamides. Dalton Trans. 45 (4), 1422-1435 (2016).
  11. Träff, A. M., Janjetovic, M., Ta, L., Hilmersson, G. Selective C-F Bond Activation: Substitution of Unactivated Alkyl Fluorides using YbI3. Angew. Chem. Int. Ed. 52 (46), 12073-12076 (2013).
  12. Deacon, G. B., Jaroschik, F., Junk, P. C., Kelly, R. P. A Divalent Heteroleptic Lanthanoid Fluoride Complex Stabilised by the Tetraphenylcyclopentadienyl Ligand, Arising From C-F Activation of Pentafluorobenzene. Chem. Commun. 50 (73), 10655-10657 (2014).
  13. Kumar, T., Massicot, F., Harakat, D., Chevreux, S., Martinez, A., Bordolinska, K., Preethanuj, P., Kokkuvayil Vasu, R., Behr, J. -. B., Vasse, J. -. L., Jaroschik, F. Generation of ε,ε-Difluorinated Metal-Pentadienyl Species through Lanthanide-Mediated C-F Activation. Chem. Eur. J. 23 (65), 16460-16465 (2017).
  14. Philips, F., Maria, A. Organocatalytic Asymmetric Nitro-Michael Reactions. Curr. Org. Synth. 13 (5), 687-725 (2016).
  15. Zhang, X., Cao, S. Recent Advances in the Synthesis and CF Functionalization of Gem-difluoroalkenes. Tetrahedron Lett. 58 (5), 375-392 (2017).
  16. Kodukulla, R. P. K., Trivedi, G. K., Vora, J. D., Mathur, H. H. Synthesis, Chemical Transformation and Antimicrobial Activity of a Novel Class of Nitroolefins: 1,3-Diaryl-2-nitroprop-1-enes. Synth. Commun. 24 (6), 819-832 (1994).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

Kimyasay 137lantanitlernadir toprak elementleriC F harekete ge irmekbenzofulvenesdifluoroalkenesnitroalkenesal minyumhava dienes

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır