Name: microwave-assisted intramolecular dehydrogenative diels-alder reactions for the synthesis of functionalized naphthalenes/solvatochromic dyes
Uploaded: 2013-04-01T13:00:00
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我々は、この作業を支援するための国立科学財団（CHE0910597）と米国立衛生研究所（P50-GM067982）に感謝。我々は、蛍光測定に関する役立つ議論のための教授マイケルTrakselis（ピッツバーグ大学）に感謝しています。我々は、蛍光データを収集中で彼らの支援のためのクリスティGogickとロビン·スローン（ピッツバーグ大学）を認める。

1。マイクロ波アシスト脱水素のDA反応<ol><li> 0.060 M溶液を作成するための撹拌棒を備えた2〜5ミリリットルのマイクロ波照射バイアルにパラ - クロロスチレン誘導体（0.045グラム、0.18 mmol）および1,2 - ジクロロエタン（3ミリリットル）を追加します。高い濃度は、望ましくない生成物の形成につながるので、この濃度が使用されます。 </li><li>マイクロ波照射バイアルにフタをし、マイクロ?...

<ol>
	<li>Wender, P. A., Miller, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+at+the+molecular+frontier.">Synthesis at the molecular frontier.</a> Nature. 460, 197-201 (2009).</li><li>Takao, K. -. i., Munakata, R., Tadano, K. -. i. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+in+Natural+Product+Synthesis+by+Using+Intramolecular+Diels-Alder+Reactions.">Recent Advances in Natural Product Synthesis by Using Intramolecular Diels-Alder Reactions.</a> Chem. Rev. 105 (12), 4779-4807 (2005).</li><li>Winkler, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tandem+Diels-Alder+Cycloadditions+in+Organic+Synthesis.">Tandem Diels-Alder Cycloadditions in Organic Synthesis.</a> Chem. 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Promising routes for the spiro chiral center construction of the CD-ring system.</a> Tetrahedron Lett. 30 (7), 829-832 (1989).</li><li>de Koning, C. B., Rousseau, A. L., van Otterlo, W. A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modern+methods+for+the+synthesis+of+substituted+naphthalenes.">Modern methods for the synthesis of substituted naphthalenes.</a> Tetrahedron. 59 (1), 7-36 (2003).</li><li>Johnson, I., Spence, M. T. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Molecular Probes Handbook, A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies. , 1051 (2010).</li><li>Fern&#225;ndez-Su&#225;rez, M., Ting, A. 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Soc. 134 (30), 12418-12421 (2012).</li><li>OriginLab Corporation. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Origin 8 User Guide. , (2007).</li></ol>

マイクロ波アシスト脱水素のDA反応マイクロ波照射によるスチレニル前駆体の分子内脱水素のDA反応（MWI）は、わずか30分（ 図1）18 を必要とする 、71から100パーセントの高収率および短い反応時間で多様ナフタレン構造を生成します。脱水素のDA反応を行うことが最も困難な側面は、溶剤さまざまな特性が最適な加熱を確実にするために...

小分子の設計と合成は、医薬品、農薬、有機色素、1より多くのが含まれています科学分野の範囲の開発にとって非常に重要です。のDiels-Alder（DA）およびデヒドロ-Diels-Alder反応（DDA）の反応は小さな環式および芳香族化合物2-4の合成において特に強力なツールです。また、アルキンジエノフィルスチレンとジエンの熱脱水素のDA反応は当初、さらに酸化条件5の下に芳香を付けることができますcycloadductsを形成することにより、芳香族化合物の合成に潜在的に有益なルートを提供する。アルキンとスチレンジエンの熱脱水素分子内DAの反応を採用することで、問題は、典型的には、望まれていない[2 +2]環5,6と重合反応7と貧しい位置選択性、軽減されるとナフタレン化合物のようなジエンとして活用スチレン、関連付けられている生成することができます。 アルキンとスチレンの熱脱水素分子内DA反応はかなりの問題がないわけではない。まず、ほとんどの反応は低収率、長い反応時間および高い反応温度8月11日に苦しんでいます。さらに、多くの反応はナフタレン製品の排他的な形成を促進しない、ナフタレンおよびナフタレンの両方が生成され、しばしば不可分の混合物としてカラムクロマトグラフィー11,12によって。前駆体、スチレン - ynesのテザーはまたヘテロ原子および/またはカルボニル部分を含むように制限されています。単なる一例は、250の条件を必要とする、すべての炭素含有テザーに対して報告されています℃のナフタレンの形成10を得るために48時間のためにきちんとした。 原料のテザー内の制限された様々なことに加えて、この方法論の中で最も厳しい制約の一つは、従来の熱条件下で許容機能の欠如である。出発物質のアルキン末端は非置換フェニルまたはトリメチルシリル（TMS）8月13日部分が付加されます。 一例では、アルキン末端にエステルはDAの脱水素反応を受けることが示されているが、ナフタレンおよびナフタレン製品11の混合物中でこの結果。後で提案はアルキン末端に付加TMSグループは、高収率10における独占ナフタレンの形成を達成するために必要であることを示唆している。 熱脱水素のDA反応について報告された多様な機能の欠乏が深刻なユニークナフタレン構造の組立に向けたこの反応の可能性を制限します。 ナフタレン構造の変動への欲求は、いくつかの科学分野、特に有機系蛍光色素14,15における小分子のビルディングブロックとしての機能に由来しています。小さな組織の優れた空間分解能と応答倍16リアルタイムのイベントを監視するためのanic染料は市販の蛍光性化合物の数百人の開発につながった。これらの色素の多くは離散光物理的、化学的性質15とナフタレンである。 個々の機能を監視するために、特定のプロパティを持つ蛍光色素を選択すると、より多様な光物理的特性を持つ蛍光物質の新しいクラスのニーズの高まりにつながる、やりがいがあります。この目的を達成するために、ユニークなナフタレン骨格の多様化を可能にするアルキンとスチレンの熱脱水素分子内DA反応は新しいナフタレン含有蛍光色素を開発するためのアプリケーションを使用して潜在的に有益であろう。 それはより高い化学収率につながる化学試料のより均一な加熱、速い反応速度、穏やかな反応条件を提供していますので、従来の加熱に代わるものとして、マイクロ波アシスト化学が有利であるしばしばs、および製品17の異なる選択。 スチレンの分子内脱水素のDA反応用マイクロ波アシスト対従来の加熱条件を採用することで、反応温度を下げ、より多くの選択的形成を提供して、以前に低収率を増加させる、日単位から分単位に反応時間を短縮することで、この方法論に関連する多くの問題を解消するのに役立つ希望のナフタレン製品の。マイクロ波アシスト反応条件は、以前に達成できなかったナフタレン製品に機能性の高い様々な取り込みを促進する可能性が高いかもしれません。唯一、前の例はナフタレンおよびナフタレンの両方の収率90％、170℃で12℃で15分間だけ少なくで取得された脱水素のDA反応にマイクロ波アシスト条件を利用して報告されている。 本明細書においては、マイクロ波アシスト分子内dehydrogeが報告されているわずか30分でかつ定量的な収率は18〜高で官能化及び多様ナフタレン製品の独占形成につながるスチレニルデリバティブのネイティブのDA反応。このプロトコルの有用性はさらに人気のある市販の染料Prodan 19のそれに匹敵する光物理的性質を有する新規ソルバ蛍光色素へのナフタレン製品のワンステップ変換によって実証されている。

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Reagent/Material</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,2-Dichloroethane, ACS reagent &ge;99.0%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>319929</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SiliaPlate G TLC - glass-backed, 250 &mu;m</td>
			<td>Silicycle</td>
			<td>TLG-R10011B-323</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate, certified ACS &ge;99.5%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>E14520</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexanes, certified ACS &ge;98.5%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>H29220</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel, standard grade</td>
			<td>Sorbent Technologies</td>
			<td>30930M</td>
			<td>60 A, 40-63 &mu;M (230 x 400 mesh)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RuPhos palladacycle</td>
			<td>Strem</td>
			<td>46-0266</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen gas</td>
			<td>Matheson TRIGAS</td>
			<td>NI304</td>
			<td>Nitrogen 304cf, industrial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium bis(trimethylsilyl) amide solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>225770</td>
			<td>1.0 M solution in THF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran anhydrous &ge;99.9%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>401757</td>
			<td>Inhibitor-free</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylamine solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>391956</td>
			<td>2.0 M solution in THF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A661-500</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate, anhydrous (granular)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S421-500</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromatography column</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1188-04</td>
			<td>&frac12; in ID x 18in E.L.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyclohexane, &ge;99.0%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C556-1</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>24451</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,4-Dioxane anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>296309</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran anhydrous, &ge;99.9%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>186562</td>
			<td>250 ppm BHT as inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650463</td>
			<td>Chromasolv Plus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform, &ge;99.8%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C298-1</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>271004</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide, &ge;99.9%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D128</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl alcohol</td>
			<td>Pharmco-AAPER</td>
			<td>11ACS200</td>
			<td>Absolute</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Synthesizer</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>Biotage Initiator Exp</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>352016</td>
			<td>0.5 - 2 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>351521</td>
			<td>2 - 5 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial Cap</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>352298</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Synthesizer</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>Monowave 300</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial G4</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>99135</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Vial Cap</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>88882</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMR Spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>Avance</td>
			<td>300 or 400 MHz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-Visible Spectrometer</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Lamda 9</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrophotometer cell</td>
			<td>Starna Cells</td>
			<td>29B-Q-10</td>
			<td>Spectrosil quartz, path length 10 mm, semi-micro, black wall</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrofluorometer</td>
			<td>HORIBA Jobin Yvon</td>
			<td>FluoroMax-3 S4</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorometer cell</td>
			<td>Starna Cells</td>
			<td>29F-Q-10</td>
			<td>Spectrosil quartz, path length 10 mm, semi-micro</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microwave-assisted intramolecular dehydrogenative diels-alder reactions for the synthesis of functionalized naphthalenes/solvatochromic dyes

官能ナフタレンは、天然または生物学的に活性な分子の合成から新たな有機色素の準備に至るまでの研究分野の様々なアプリケーションを持っています。数々の戦略はナフタレン骨格をアクセスすることが報告されてきたが、多くの手順では、まだ順番に利用できる基質の範囲を狭め組み込む機能の面で限界を提示します。置換ナフタレンに直接アクセスするための多目的な方法の開発が強く望まです。 のDiels-Alder（DA）の環化反応が容易に入手可能な出発物質からの飽和及び不飽和の環系を形成するための強力かつ魅力的な方法である。本明細書に記載されスチレニル誘導体の新たなマイクロ波アシスト分子内脱水素のDA反応は官能シクロペンタの様々な生成[B]ナフタレン既存の合成法を用いて調製することができませんでしたsである。従来の加熱と比較すると、マイクロ波照射は、反応速度を加速利回りを向上させ、望ましくない副生成物の形成を制限します。 このプロトコルの有用性はさらにブッフバルト·ハートウィッグパラジウム触媒によるクロスカップリング反応を介した新規ソルバ蛍光色素にDAの環化の変換によって実証されている。蛍光分光法は、有益かつ高感度な分析手法として、環境科学、医学、薬理学、細胞生物学などの研究分野で重要な役割を果たしています。マイクロ波アシスト脱水素のDA反応が提供する新しい有機蛍光色素の多様へのアクセスは、これらの分野でのさらなる発展を可能にします。

わずか30分でかつ定量的な収率（ 図1）18〜高で180°完全シクロペンタのC結果[b]ナフタレン形成時のスチレニル誘導体のマイクロ波照射（MWI）。 いいえジヒドロナフタレン副産物は観察されず、1 H NMR分光法によって製品は、照射後に追加の精製（ 図2）を必要とせずに、純粋に表示されます。ナフタレンフレームワークへの様々な変化?...

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Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

マイクロ波アシスト分子内脱水素のDiels-Alder（DA）反応は官能シクロペンタに簡潔なアクセスを提供します[<em&gt; B</em&gt;]ナフタレンビルディングブロック。この方法の有用性は、ブッフバルト·ハートウィッグパラジウム触媒によるクロスカップリング反応を介した新規ソルバトクロミック蛍光色素への脱水素のDA cycloadductsのワンステップ変換によって実証されている。

官能ナフタレン/ソルバトクロミック色素の合成のためのマイクロ波支援分子内脱水素Diels-Alder反応

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

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