Name: preparation and use of samarium diiodide (smi2) in organic synthesis: the mechanistic role of hmpa and ni(ii) salts in the samarium barbier reaction
Uploaded: 2013-02-04T09:52:00
Duration: 12 min 22 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction at JoVE.com

חיל אוויר מלכותי מודה לקרן הלאומית למדע (מל&quot;ג 0844946) על תמיכתה של עבודה זו.

1. סינתזה של SMI 2 (0.1 מ &#39;) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להבה לייבש בקבוק תחתית מ&quot;ל עגול 50 ולשטוף אותו עם ארגון. הוסף בר מערבבים ומכסים את הבקבוק עם SEPTA. תשקול את סמריום המתכת (0.2 גר &#39;, 1.3 mmol) ולהוסיף לבקבוק, שוב שטיפת הבקבוק עם ארגון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 10 מ&quot;ל יבש, tetrahydrofuran degassed יסודיות (THF) ואחריו גבישי יוד (0.254 גרם, 2.0 mmol). הוסף בלון ארגון דרך המחיצה; זה שומר על לחץ חיובי של אווירת אר בתגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבב נמרצות הפתרון בטמפרטורת חדר במשך 3 שעות. כSMI 2 נוצר הפתרון עובר דרך מגוון של שינויי צבע; כתום ואחריו צהוב (45 דקות), וירוק (1 שעה) שבסופו הופך לכחולים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צבע כחול הצי הסופי הוא אינדיקציה לכך שסמריום המיונן ביחידים כבר נוצר. על מנת להבטיח גיור מלא, מערבבי הפתרון לפחות 3 שעות לפני שימוש SMI 2 בסינתזה. </li></ol> 2. Saתגובה-hexamethylphosphoramide תוספת Barbier marium (HMPA) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להפוך 2-SMI HMPA המורכב, לקחת SMI המוכן טרי 2 תחת ארגון (10 מ&quot;ל, 0.1 מ &#39;, 1.0 mmol) ולהוסיף 1.75 מ&quot;ל של HMPA (10 EQUIV., 10 mmol) באמצעות מזרק, dropwise, תחת ארגון. A צורות צבע סגול עמוקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד בבקבוקון נקי ויבש תחת ארגון, תוספת iodododecane (0.45 mmol, 110 μl), 3-pentanone (0.45 mmol, 48 μl) ו2 מ&quot;ל של THF המיובש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף את תערובת פתרון מצע dropwise למתחם SMI 2 / HMPA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוך 5 דקות של ערבוב, הצבע הסגול יתחיל להיראות עכור, המציין את סוף התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר התגובה היא מלאה, לחשוף את הפתרון לאוויר כדי להרוות אותו; על ערבוב שינויי הצבע הנוספים לצהובים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אז התגובה היא עבד למעלה על ידי שטיפה עם אמוניום כלוריד המימי רווי. הוסף הפתרון למשפך separatory ולהוסיף diethylether (5 מ&quot;ל). לאחר טלטולים נמרצים להסירהשכבה האורגנית העליונה, להוסיף דיאתיל אתר יותר. לחלץ מהשכבה המימית עוד פעמים ולאחר מכן לשלב את כל השכבות האורגניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את השכבה האורגנית בתמיסה רוויה של נתרן תיוסולפט המימי. הסר את השכבה המימית התחתונה, ואחרי שטיפה במים ולאחר מכן לשטוף סופי עם מי מלח. השג את השכבה האורגנית העליונה ולהוסיף מגנזיום סולפט כדי לספוג את כל סכום שעבר ממים נוכחיים בפתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את הפתרון באמצעות תוספת של Florisil כדי להסיר HMPA העודף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכז את הפתרון במאייד סיבובי כדי להשיג מוצר ברבייה. המוצר זוהה על ידי GCMS וH NMR 1. 23 </li></ol> 3. סמריום Barbier תגובה-Ni (acac) 2 Catalyst <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תשקול את Ni (acac) 2 (1% mol, 0.01 mmol, 0.0026 ז) ומוסיף לבקבוקון נקי ויבש המכיל 3 מ&quot;ל של THF degassed, תחת ארגון. הוסף ניקל (acac) 2 הפתרון באמצעות מזרק לים מוכן טריolution של 0.1 מ &#39;SMI 2 (1.0 mmol, 10 מ&quot;ל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד בבקבוקון נקי ויבש תחת ארגון, תוספת iodododecane (0.45 mmol, 110 μl), 3-pentanone (0.45 mmol, 48 μl) ו2 מ&quot;ל של THF המיובש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף פתרון המצע dropwise לSMI 2 / תערובת ניקל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך 15 דקות של ערבוב הצבע הכחול ייעלם כדי ליצור צבע צהוב ירוק יציין את סוף התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר התגובה היא מלאה, לחשוף את הפתרון לאוויר כדי להרוות אותו; על ערבוב שינויי הצבע הנוספים לצהובים. עבוד את התגובה על ידי שטיפה עם 0.1 מ &#39;aq. חומצה הידרוכלורית (3 מ&quot;ל). הוסף הפתרון למשפך separatory ולהוסיף diethylether (5 מ&quot;ל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את השכבה האורגנית באמצעות הפרוטוקול שתואר קודם לכן עם תמיסה מימית של נתרן תיוסולפט, מים ומלח, ולאחר מכן יבש מעל מגנזיום סולפט. לרכז את הפתרון להשגת מוצר ברבייה. המוצר יכול להיות מזוהה על ידי GCMS וH NMR 1. 28 </sעד&gt; </li></ol>

<ol>
	<li>Girard, P., Namy, J. L., Kagan, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Divalent+lanthanide+derivatives+in+organic+synthesis.+1.+Mild+preparation+of+samarium+iodide+and+ytterbium+iodide+and+their+use+as+reducing+or+coupling+agents.">Divalent lanthanide derivatives in organic synthesis. 1. Mild preparation of samarium iodide and ytterbium iodide and their use as reducing or coupling agents.</a> J. Am. Chem. Soc. 102, 2693-2698 (1980).</li><li>Szostak, M., Spain, M., Procter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+samarium(II)+iodide:+quantitative+evaluation+of+the+effect+of+water,+oxygen,+and+peroxide+content,+preparative+methods,+and+activation+of+samarium+metal.">Preparation of samarium(II) iodide: quantitative evaluation of the effect of water, oxygen, and peroxide content, preparative methods, and activation of samarium metal.</a> J. Org. Chem. 77, 3049-3053 (2012).</li><li>Procter, D. J., Flowers, R. A., Skrydstrup, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Organic synthesis using samarium diiodide: a practical guide. , (2010).</li><li>Nicolaou, K. C., Ellery, S. P., Chen, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Samarium+diiodide+mediated+reactions+in+total+synthesis.">Samarium diiodide mediated reactions in total synthesis.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48, 7140-7165 (2009).</li><li>Flowers, R. A., Prasad, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook on the physics and chemistry of rare earths. 36, 393-473 (2006).</li><li>Edmonds, D. J., Johnston, D., Procter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Samarium(II)-iodide-mediated+cyclizations+in+natural+product+synthesis.">Samarium(II)-iodide-mediated cyclizations in natural product synthesis.</a> Chem. Rev. 104, 3371-3403 (2004).</li><li>Kagan, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Twenty-five+years+of+organic+chemistry+with+diiodosamarium:+an+overview.">Twenty-five years of organic chemistry with diiodosamarium: an overview.</a> Tetrahedron. 59, 10351-10372 (2003).</li><li>Steel, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+in+lanthanide+mediated+synthesis.">Recent developments in lanthanide mediated synthesis.</a> J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2727-2884 (2001).</li><li>Molander, G. A., Harris, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequencing+reactions+with+samarium(II)+iodide.">Sequencing reactions with samarium(II) iodide.</a> Chem. Rev. 96, 307-338 (1996).</li><li>Molander, G. A., Harris, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequenced+reactions+with+samarium(II)+iodide.+Tandem+intramolecular+nucleophilic+acyl+substitution/intramolecular+Barbier+cyclizations.">Sequenced reactions with samarium(II) iodide. Tandem intramolecular nucleophilic acyl substitution/intramolecular Barbier cyclizations.</a> J. Am. Chem. Soc. 117, 3705-3716 (1995).</li><li>Molander, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+lanthanide+reagents+in+organic+synthesis.">Application of lanthanide reagents in organic synthesis.</a> Chem. Rev. 92, 29-68 (1992).</li><li>Souppe, J., Danon, L., Namy, J. L., Kagan, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+organic-reactions+promoted+by+samarium+diiodide.">Some organic-reactions promoted by samarium diiodide.</a> J. Organometal. Chem. 250, 227-236 (1983).</li><li>Flowers, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanistic+studies+on+the+roles+of+cosolvents+and+additives+in+samarium(II)-based+reductions.">Mechanistic studies on the roles of cosolvents and additives in samarium(II)-based reductions.</a> Synlett. 10, 1427-1439 (2008).</li><li>Hutton, T. K., Muir, K., Procter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Samarium(II)-mediated+reactions+of+gamma,+delta-unsaturated+ketones.+Cyclization+and+fragmentation+processes.">Samarium(II)-mediated reactions of gamma, delta-unsaturated ketones. Cyclization and fragmentation processes.</a> Org. Lett. 4, 2345-2347 (2002).</li><li>Miller, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactions+of+SmI2+with+alkyl+halides+and+ketones:+inner-sphere+vs+outer-sphere+electron+transfer+in+reactions+of+Sm(II)+reductions.">Reactions of SmI2 with alkyl halides and ketones: inner-sphere vs outer-sphere electron transfer in reactions of Sm(II) reductions.</a> J. Am. Chem. Soc. 122, 7718-7722 (2000).</li><li>Ito, Y., Takahashi, K., Nagase, H., Honda, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integral+stereocontrolled+synthesis+of+a+spiro-norlignan,+sequosempervirin+A:+revision+of+absolute+configuration.">Integral stereocontrolled synthesis of a spiro-norlignan, sequosempervirin A: revision of absolute configuration.</a> Org. Lett. 13, 4640-4643 (2011).</li><li>Molander, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+the+total+synthesis+of+Variecolin.">Toward the total synthesis of Variecolin.</a> Org. Lett. 3, 2257-2260 (2001).</li><li>Shabangi, M., Flowers, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+investigation+of+the+reducing+power+of+SmI2+in+THF+and+the+effect+of+HMPA+cosolvent.">Electrochemical investigation of the reducing power of SmI2 in THF and the effect of HMPA cosolvent.</a> Tetrahedron Lett. 38, 1137-1140 (1997).</li><li>Enenaerke, R. J., Hertz, T., Skrydstrup, T., Daasbjerg, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+ionic+samarium(II)+species+in+THF/HMPA+solution+and+investigation+of+Their+electron-donating+properties.">Evidence for ionic samarium(II) species in THF/HMPA solution and investigation of Their electron-donating properties.</a> Chem. Eur. J. 6, 3747-3754 (2000).</li><li>Hou, Z., Zhang, Y., Wakatsuki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+structures+of+HMPA-coordinated+samarium(II)+and+ytterbium(II)+iodide+complexes.+A+structural+basis+for+the+HMPA+effects+in+SmI2-promoted+reactions.">Molecular structures of HMPA-coordinated samarium(II) and ytterbium(II) iodide complexes. A structural basis for the HMPA effects in SmI2-promoted reactions.</a> Bull. Chem. Soc. Jpn. 70, 149-153 (1997).</li><li>Hou, Z., Wakatsuki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=+Isolation+and+x-ray+structures+of+the+hexamethylphosphoramide+(hmpa)-coordinated+lanthanide(II)+diiodide+complexes+[SmI2(hmpa)4]+and+[Yb(hmpa)4(thf)2]I2."> Isolation and x-ray structures of the hexamethylphosphoramide (hmpa)-coordinated lanthanide(II) diiodide complexes [SmI2(hmpa)4] and [Yb(hmpa)4(thf)2]I2.</a> J. Chem. Soc., Chem Commun. 10, 1205-1206 (1994).</li><li>Sadasivam, D. V., Antharjanam, P. K. S., Prasad, E., Flowers, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanistic+study+of+samarium+diodide-HMPA+initiated+5-exo-trig+ketyl-Olefin+coupling:+the+role+of+HMPA+in+post-electron+transfer+steps.">Mechanistic study of samarium diodide-HMPA initiated 5-exo-trig ketyl-Olefin coupling: the role of HMPA in post-electron transfer steps.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 7228-7229 (2008).</li><li>Choquette, K. A., Sadasivam, D. V., Flowers, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uncovering+the+mechanistic+role+of+HMPA+in+the+samarium+Barbier+reaction.">Uncovering the mechanistic role of HMPA in the samarium Barbier reaction.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 17396-17398 (2010).</li><li>Molander, G. A., Hu&#233;rou, V. L., Brown, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequenced+reactions+with+samarium(II)+iodide.+Sequential+intramolecular+Barbier+byclization/Grob+fragmentation+for+the+synthesis+of+medium-sized+carbocycles.">Sequenced reactions with samarium(II) iodide. Sequential intramolecular Barbier byclization/Grob fragmentation for the synthesis of medium-sized carbocycles.</a> J. Org. Chem. 66, 4511-4516 (2001).</li><li>Molander, G. A., K&#246;llner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+protocol+for+eight-+and+nine-membered+ring+synthesis+in+the+annulation+of+sp2,sp3-hybridized+organic+dihalides+with+keto+ester.">Development of a protocol for eight- and nine-membered ring synthesis in the annulation of sp2,sp3-hybridized organic dihalides with keto ester.</a> J. Org. Chem. 65, 8333-8339 (2000).</li><li>Molander, G. A., Alonso-Alija, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequenced+reactions+with+samarium(II)+iodide.+Sequential+intermolecular+carbonyl+addition/intramolecular+nucleophilic+acyl+substitution+for+the+preparation+of+seven-,+eight-,+and+nine-membered+carbocycles.">Sequenced reactions with samarium(II) iodide. Sequential intermolecular carbonyl addition/intramolecular nucleophilic acyl substitution for the preparation of seven-, eight-, and nine-membered carbocycles.</a> J. Org. Chem. 63, 4366-4373 (1998).</li><li>Machrouhi, F., Hamann, B., Namy, J. L., Kagan, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+reactivity+of+diiodosamarium+by+catalysis+with+transition+metal+salts.">Improved reactivity of diiodosamarium by catalysis with transition metal salts.</a> Synlett. 7, 633-634 (1996).</li><li>Choquette, K. A., Sadasivam, D. V., Flowers, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+Ni(II)+in+reactions+of+SmI2:+Sm(II)-+or+Ni(0)-+based+chemistry?.">Catalytic Ni(II) in reactions of SmI2: Sm(II)- or Ni(0)- based chemistry?.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 10655-10661 (2011).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

הליך פשוט להפקה 2 פתרון SMI ויישומה בסינתזה אורגנית באמצעות שניים מהתוספים הנפוצים ביותר מוצג כאן. שתי הדוגמות שתוארו מתארות את החשיבות של הבנת מכניסטית של התגובה כדי לכוונן את התגובתיות של SMI 2. ידע של הבסיס של מנגנון התגובה מאפשר שימוש בריאגנט זה להיות מותאם על ידי כימאים סינטטיים לפי הדרישות של התגובה שלהם. reductant הומוגנית אלקטרון בודד זה קל לטפל וניתן לרכוש ממקורות מסחריים. בעוד הפרוטוקול לעיל הוא ישר קדימה כאשר נעשה בתנאים אינרטיים, חלק מהליכי פתרון הבעיות הנפוצים הם: (א) לוודא THF הוא degassed כראוי ויבש, (ב) אם מתכת Sm יש לו חשיפה ממושכת לאוויר שזה יכול להיות מתחמצן מחוץ שכבה, לטחון מתכת עם מרגמות וpestal לחשוף את משטח המתכת הנקי, (ג)להבה לייבש את כל כלי הזכוכית והקרירה תחת ארגון, (ד) ארגון עדיף אווירת אינרטי מעל החנקן, כפי שמאוחר יותר הוכח אינטראקציה עם המתכת, (ה) הנוכחות של SM-שאריות מתכת עוזרים לשמור על הריכוז של SMI 2, (ו) resublime את גבישי יוד.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם המגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> סמריום מתכת </td><td> Acros </td><td> 29478-0100 </td><td> רשת -40, 99.9% (על בסיס מתכות) </td></tr><tr><td> THF </td><td> OmniSolv </td><td> TX0282-1 </td><td> מטוהרים דרך מערכת טיהור ממס חדשנית טכנולוגיות. לחלופין ניתן degassed באמצעות שיטת משאבה, הפשרה חופשיה </td></tr><tr><td> יוד </td><td> אלפא Aesar </td><td> 41955-22 </td><td> גבישי Resublimed, 99.8% </td></tr><tr><td> Iodododecane </td><td> Acros </td><td> 25009-0250 </td><td> 98% </td></tr><tr><td> 3-pentanone </td><td> אלפא Aesar </td><td> AAA15297-AE </td><td> 99% </td></tr><tr><td> HMPA </td><td> Alderich </td><td> H11602 </td><td> 98%; לזקק מCaO תחת ארגון </td></tr><tr><td> מוסד לביטוח לאומי 2 </td><td> אלפא Aesar </td><td> 22893 </td><td> 99.5% (על בסיס מתכות) </td></tr></tbody></table>

preparation and use of samarium diiodide (smi2) in organic synthesis: the mechanistic role of hmpa and ni(ii) salts in the samarium barbier reaction

למרות שתחילה שקל מגיב אזוטרי, SMI 2 הפך לכלי נפוץ לכימאים אורגניים סינטטיים. SMI 2 נוצר באמצעות תוספת של יוד המולקולרית למתכת סמריום בTHF. 1,2-3 זה reductant אלקטרון בודד מתון וסלקטיבית והרבגוניות שלו היא תוצאה של יכולתה ליזום מגוון רחב של הפחתות כולל CC אג&quot;ח גיבוש ומפל או תגובות סדרתיות. SMI 2 יכול להפחית מגוון של קבוצות פונקציונליות כולל sulfoxides וsulfones, תחמוצות phosphine, אפוקסידים, ההלידים אלקיל וaryl, carbonyls ואג&quot;ח כפול מצומדות. 2-12 אחד המאפיינים המרתקים של תגובות SMI-2-תיווך הוא היכולת לתמרן את התוצאה של תגובות באמצעות השימוש סלקטיבי בcosolvents או תוספים. ברוב המקרים, תוספים חיוניים בשליטה על הקצב של ירידה ותגובות הכימותרפיה או stereoselectivity של. 13-14 תוספי שיתוףמנוצל mmonly לכוונן את התגובתיות של SMI 2 ניתן לסווג לשלוש קבוצות עיקריות: (1) בסיסי לואיס (HMPA, ligands האחר אלקטרונים תורמים, אתרי chelating, וכו &#39;), (2) מקורות פרוטון (כהלים, מים וכו&#39; ,) ו (3) תוספים אורגניים (Ni (acac) 2, 3 FeCl, וכו &#39;). 3 הבנת המנגנון של 2 תגובות SMI ותפקידם של התוספים מאפשרת ניצול מלוא הפוטנציאל של המגיב בסינתזה אורגנית. תגובת SM-Barbier נבחרה כדי להמחיש את החשיבות הסינטתית והתפקיד מכניסטית של שני תוספים נפוצים: HMPA וניקל (השני) בתגובה זו. תגובת SM-Barbier דומה לתגובת גריניאר מסורתית עם ההבדל היחיד הוא כי, קרבוניל אלקיל הליד, וreductant Sm מעורבבים במקביל בסיר אחד. 1,15 דוגמאות לתגובות Barbier Sm בתיווך עם מגוון רחב של שותפי צימוד כבר דיווח, 1,3,7,10,12 והיו utilized בשלבים עיקריים של הסינתזה של מוצרים טבעיים גדולים. 16,17 מחקרים קודמים על ההשפעה של תוספים על 2 תגובות SMI הראו כי HMPA משפר את פוטנציאל ההפחתה של SMI 2, על ידי תיאום למתכת סמריום המרכז, ייצור חזק יותר, 13-14,18 שיעבוד sterically reductant 19-21 ובמקרים מסוימים שחקו תפקיד אינטגרלי בשלבי העברת אלקטרוני הודעת הנחיית אירועים מאוחרים אג&quot;ח יוצרים. 22 בתגובת SM-Barbier, HMPA הוכח בנוסף להפעלת הליד אלקיל על ידי יצירה מורכבת בשלב טרום שיווי משקל 23. ניקל מלחים (השני) הם תוסף הקטליטי שימוש תכוף בתמורות Sm בתיווך. 24-27 אף קריטיים להצלחה, התפקיד מכניסטית של Ni (השני) לא היה ידוע בתגובות אלו. לאחרונה זה כבר הראה שSMI 2 מפחית ניקל (השני) לניקל (0), ולאחר מכן את התגובה מתבצעת באמצעות organomeניקל (0) כימית tallic 28. מחקרים מכניסטית אלה מדגישים כי למרות שאת אותו המוצר ברבייה מתקבל, השימוש בתוספים שונים ב2 תגובת SMI דרסטי משנה את המסלול מכניסטית של התגובה. הפרוטוקול להפעלת SMI אלה 2-יזמו תגובות מתוארות.

איור 1 מדגים את תגובת Barbier סמריום. ללא תוספי תגובת Sm בתיווך לוקחת 72 שעות; מניב 69% של המוצר הרצוי עם חומרים שנותרו בהתחלה. עם תוספת של 10 או יותר EQUIV. של HMPA התגובה היא כמעט כמוני ומלאה בתוך כמה דקות. 15,23 עם תוספת של mol% Ni 1 (acac) 2, התגובה היא להשלים בתוך 15 דקות, עם תשואת 97% 28. כאשר HMPA מתווסף לSMI 2, מחליף cosolvent THF המתואם כדי ליצור SMI 2 - (HMPA) 4. עם תוספת של HMPA עוד יותר (6-10 EQUIV.), יוני יודידים הם עקורים לקליפה החיצונית (איור 2). 19-21 מחקרים מכניסטית לציין שכאשר HMPA משמש בתגובת SM-Barbier cosolvent גם אינטראקציה עם מצע הליד אלקיל יצירה מורכבת שמתארך קשר פחמן הליד, הפעלה שלpecies שהופך אותו רגיש יותר להפחתה על ידי Sm (איור 3). באמצעות ההבנה המפורטת של תפקידי HMPA, מנגנון תגובת SM-Barbier עם HMPA הוצעו (איור 4). מורכב הליד 23-HMPA אלקיל נוצר בשלב טרום שיווי משקל הוא מופחת על ידי Sm / HMPA כדי ליצור קיצוני בשיעור קביעת שלב. הקיצוני עובר הפחתה נוספת כדי ליצור מיני organosamarium שזוגות עם קרבוניל ועל protonation מניבים את המוצר הסופי. במקרה של תוסף ניקל (השני), SMI 2 תחילה מפחית ניקל (השני) לניקל (0) מועדף על ההפחתה של אחת מהמצעים. בהתבסס על מחקרים קינטיים ומכאניים המנגנון הבא הוצע (איור 5). 28 לאחר ההפחתה של SMI 2, ניקל המסיס (0) מוסיף מינים לאג&quot;ח הליד אלקיל להרכיב מיני organonickel. מונע על ידי טבע oxophilic מאוד של SM (III)<html> , Transmetallation ליצור organosamarium ביניים משחררים ניקל (השני) בחזרה למחזור קטליטי. Organosamarium אז הזוגות עם קרבוניל, ועל protonation יוצר אלכוהול היישונים הרצויים. גם זה היה ציין כי חלקיקי ניקל (0) נוצרים באמצעות הפחתת SM-תיווך של ניקל (השני), ואולם החלקיקים הללו נמצאו לא פעיל והמקור לשחרור משרות של הזרז. <img alt="איור 1" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig1.jpg" /> איור 1. תגובת סמריום Barbier עם iodododecane ו3-pentanone. <img alt="איור 2" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig2.jpg" /> איור 2. מורכב SMI 2-HMPA. ontent &quot;fo: לשמור-together.within עמודים =&quot; תמיד &quot;&gt; <img alt="איור 3" fo:content-width="3.5in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig3.jpg" /> איור 3. HMPA ומורכב יודיד אלקיל. <img alt="איור 4" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig4.jpg" /> איור 4. מנגנון מוצע לתגובת סמריום Barbier עם HMPA העודף. <img alt="איור 5" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/4323/4323fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4323/4323fig5.jpg" /> איור 5. מנגנון מוצע לתגובת סמריום Barbier המכיל ניקל קטליטי (השני).

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction at JoVE.com

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

הליך פשוט להכנה של סמריום diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) בTHF מתואר. התפקיד של שני תוספים עיקריים כלומר hexamethylphosphoramide (HMPA) וניקל (acac)<sub&gt; 2</sub&gt; בSm תגובות מתווכות מודגמות בתגובת SM-Barbier.

הכנה ושימוש של סמריום Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) בסינתזה אורגנית: התפקיד מכניסטית של HMPA ומלחי ניקל (השני) בתגובת Barbier סמריום

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

סינתזה מפוצלת וברכה ואפיון של הספרייה אמידה השלישון פפטיד

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid ...

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

תגובה אמידה צימוד לסינתזה של ligands מבוסס Bispyridine וcomplexation לפלטינה כסוכנים נגד סרטן Dinuclear

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

מסגרות סינתזה ואפיון של פונקציונליות מתכת אורגנית

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

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

הכנה ושימוש בקרבנים מעוטרים קרבוניל בהפעלה של זרחן לבן

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

Metal-free Synthesis of Ynones from Acyl Chlorides and Potassium Alkynyltrifluoroborate Salts

סינתזה נטולת מתכת של Ynones מacyl כלורידים ואשלגן Alkynyltrifluoroborate מלחים

Ynones are a valuable functional group and building block in organic synthesis. Ynones serve as a precursor to many important organic functional groups ...

Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate

כימית סינתזת תגובה של nanosize מונוסודיום Titanate

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

סינתזה של חלבון Bioconjugates<em&gt; דרך</em&gt; כימיה ציסטאין-maleimide

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

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

סינתזה של מחזורי פולימרי אפיון Motion הפעפוע שלהם במדינת הממסים ברמת המולקולה הבודדה

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

פלדיום<em&gt; N</em&gt; קומפלקסים Carbene heterocyclic: סינתזה מ Benzimidazolium מלחים ופעילות קטליטי פחמן פחמן בונד התגבשות התגובות

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from ...