Name: a two-step protocol for umpolung functionalization of ketones via enolonium species
Uploaded: 2018-08-16T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species at JoVE.com

Oppstart stipend fra Ariel University og en ISF personlige forskningsstipend (1914/15) til AMS er takknemlig anerkjent.

1. forberedelse av Enolonium arter
Advarsel: Før du utfører protokollen, se HMS-Databladet for alle reagenser og løsemidler.
Merk: Nye reagenser ble brukt som mottatt fra kommersielle kilden. Hvis boron trifluoride etherate er lagret, destillere den før bruk.
<ol><li>I et tørt rundt bunn kolbe utstyrt med en septum og en magnet for magnetisk omrøring, Legg Kosers reagens (1,5 hovedfag) og flush flasken nitrogen eller argon.</li>
	<li>Legge til tørr diklorme...

<ol>
	<li>Mizar, P., Wirth, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+stereoselective+functionalizations+of+ketones+through+umpolung+with+hypervalent+iodine+reagents.">Flexible stereoselective functionalizations of ketones through umpolung with hypervalent iodine reagents.</a> Angewandte Chemie International Edition. 53 (23), 5993-5997 (2014).</li><li>Yoshimura, A., Zhdankin, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+synthetic+applications+of+hypervalent+iodine+compounds.">Advances in synthetic applications of hypervalent iodine compounds.</a> Chemical Reviews. 116 (5), 3328-3435 (2016).</li><li>Zhdankin, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Hypervalent Iodine Chemistry: Preparation, Structure, and Synthetic Applications of Polyvalent Iodine Compounds. , (2013).</li><li>Wirth, 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> Topics in Current Chemistry. 373, (2016).</li><li>Merritt, E. A., Olofsson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#945;-functionalization+of+carbonyl+compounds+using+hypervalent+iodine+reagents.">&#945;-functionalization of carbonyl compounds using hypervalent iodine reagents.</a> Synthesis. 4 (4), 517-538 (2011).</li><li>Arava, 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=Enolonium+Species-Umpoled+Enolates.">Enolonium Species-Umpoled Enolates.</a> Angewandte Chemie International Edition. 56 (10), 2599-2603 (2017).</li><li>Parida, K. N., Maksymenko, S., Pathe, G. K., Szpilman, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-Coupling+of+Dissimilar+Ketone+Enolates+via+Enolonium+Species+to+afford+Nonsymmetrical+1,4-Diketones.">Cross-Coupling of Dissimilar Ketone Enolates via Enolonium Species to afford Nonsymmetrical 1,4-Diketones.</a> Beilstein Journal of Organic Chemistry. 14, 992-997 (2018).</li><li>Zhdankin, V. V., 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=Carbon-carbon+bond+formation+in+reactions+of+PhIO&#183;HBF4-silyl+enol+ether+adduct+with+alkenes+or+silyl+enol+ethers.">Carbon-carbon bond formation in reactions of PhIO&#183;HBF4-silyl enol ether adduct with alkenes or silyl enol ethers.</a> Journal of Organic Chemistry. 54 (11), 2605-2608 (1989).</li><li>Maksymenko, 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=Transition-metal-free+intermolecular+&#945;-arylation+of+ketones+via+enolonium+species.">Transition-metal-free intermolecular &#945;-arylation of ketones via enolonium species.</a> Organic Letters. 19 (23), 6312-6315 (2017).</li><li>Vita, M. V., Waser, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Azidation+of+&#946;-keto+esters+and+silyl+enol+ethers+with+a+benziodoxole+reagent.">Azidation of &#946;-keto esters and silyl enol ethers with a benziodoxole reagent.</a> Organic Letters. 15 (13), 3246-3249 (2013).</li><li>More, 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=&#945;-N-Heteroarylation+and+&#945;-azidation+of+ketones+via+enolonium+species.">&#945;-N-Heteroarylation and &#945;-azidation of ketones via enolonium species.</a> Journal of Organic Chemistry. 83, 2442-2447 (2018).</li><li>Xie, L., 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=Gold-catalyzed+hydration+of+haloalkynes+to+&#945;-halomethyl+ketones.">Gold-catalyzed hydration of haloalkynes to &#945;-halomethyl ketones.</a> Journal of Organic Chemistry. 78 (18), 9190-9195 (2013).</li><li>Patonay, T., Juh&#225;sz-T&#243;th, &. #. 2. 0. 1. ;., B&#233;nyei, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Base-induced+coupling+of+&#945;-azido+ketones+with+aldehydes+&#8722;+An+easy+and+efficient+route+to+trifunctionalized+synthons+2-azido-3-hydroxy+ketones,+2-acylaziridines,+and+2-acylspiroaziridines.">Base-induced coupling of &#945;-azido ketones with aldehydes &#8722; An easy and efficient route to trifunctionalized synthons 2-azido-3-hydroxy ketones, 2-acylaziridines, and 2-acylspiroaziridines.</a> European Journal of Organic Chemistry. 2002 (2), 285-295 (2002).</li><li>Li, C., Breit, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhodium-catalyzed+chemo-+and+regioselective+decarboxylative+addition+of+&#946;-ketoacids+to+allenes:+Efficient+construction+of+tertiary+and+quaternary+carbon+Centers.">Rhodium-catalyzed chemo- and regioselective decarboxylative addition of &#946;-ketoacids to allenes: Efficient construction of tertiary and quaternary carbon Centers.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (3), 862-865 (2014).</li></ol>

Vellykket utarbeidelsen av enolonium arter TMS-enolates er avhengig av flere faktorer. Den store side reaksjonen inne forberedelser steg er homo koblingen av utgangsmaterialet av reaksjon av et molekyl dannet enolonium arter med et molekyl av TMS-enolate. Dermed er kravet av reaksjon å unngå denne dimerization ved å sikre rask reaksjon av Lewis syre aktivert hypervalent jod reagensen med ekstra TMS-enolate i forhold til frekvensen av dimerization. Dette oppnås i protokollen ved aktivering og solubilizing Koser reagen...

Enolates er klassisk karbon nucleophiles i organisk kjemi og blant de mest brukte. Umpolung av enolates å opprette Elektrofil enolonium arter kan verdifulle alternative måter å produsere α-functionalized ketoner samt aktivere romanen reaksjoner ikke mulig via klassisk enolate kjemi. Enolonium arter er foreslått som mellomprodukter i mange reaksjoner, i bestemte reaksjoner involverer hypervalent jod reagenser. Disse reaksjonene inkluderer α-halogenation og oksygenering amination1 samt andre reaksjoner2,3,4,5.
Men var områdene av disse reaksjonene alltid begrenset forbigående natur reaktive enolonium arter. Denne transiency må alle nucleophile finnes i reaksjonsblandingen under reaksjonen av karbonyl enolates med sterkt oksiderende hypervalent jod reagensen. Derfor kan ikke noen nucleophile utsatt for oksidasjon, som elektron rik aromatiske forbindelser (heterocycles) og alkener, brukes.
I fjor, har vi overvinne disse begrensningene ved å utvikle forhold som enolonium arter er dannet som en diskret mellomledd i ett trinn etterfulgt av tillegg av nucleophile i andre trinn. Denne protokollen gir ikke bare den klassiske typen functionalization som klorering6, men også bruk av oxidizable karbon nucleophiles, som allylsilanes6,8, enolates1,6, 7og elektron rik aromatiske forbindelser9, som resulterer i C-C bond formasjon. Metoden allylation er mottakelig for dannelsen av kvartær og tertiær sentre. Metoden keton arylation utgjør formelle C-H functionalization av aromatiske sammensatte uten behov for en dirigere gruppe9. Vi har nylig rapportert tillegg av azoles og azides10 som godt11. Detaljert presentasjon av protokollen forventes å bistå i innføring av disse metodene i daglige verktøyet boksen syntetisk organisk kjemiker.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chlorotrimethylsilane, 98+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A13651</td>
			<td>TMS-Cl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boron trifluoride diethyl etherate, 98+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A15275</td>
			<td>BF3*Et2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Methylindole, 98+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10764</td>
			<td>2-Me-indole</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydroxy(tosyloxy) iodobenzene, 97%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>L15701</td>
			<td>Koser&#39;s reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetophenone, &#62;98%</td>
			<td>Merck</td>
			<td>800028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-Butyllithium solution 1.6M in hexanes</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>186171</td>
			<td>nBuLi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BIS(ISOPROPYL)AMINE</td>
			<td>Apollo</td>
			<td>OR1090</td>
			<td>DIPA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethylsilyl azide, 94%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>L00173</td>
			<td>TMS-N3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a two-step protocol for umpolung functionalization of ketones via enolonium species

Α-Functionalization av ketoner via umpolung av enolates av hypervalent jod reagenser er et viktig begrep i syntetisk organisk kjemi. Vi har nylig utviklet en to-trinns strategi for keton enolate umpolung som har aktivert utviklingen av metoder for klorering, azidation og amination med azoles. I tillegg har vi utviklet C-C bond-forming arylation og allylation reaksjoner. I hjertet av disse metodene er utarbeidelsen av middels og svært reaktive enolonium art før tillegg av en reaktiv nucleophile. Denne strategien er dermed minner om utarbeidelse og bruk av metall enolates i klassisk syntetiske kjemi. Denne strategien tillater bruk av nucleophiles som ellers ville vært inkompatible med sterkt oksiderende hypervalent jod reagenser. I denne artikkelen presenterer vi en detaljert protokoll for klorering, azidation, N-heteroarylation, arylation og allylation. Produktene inkluderer motiver utbredt i medicinally aktiv produkter. Denne artikkelen vil sterkt hjelpe andre i å bruke disse metodene.

Representant resultater, følger protokollen, gis i figur 1 og diskuteres under diskusjon. Spesielt kan en stor rekke forskjellige ketoner brukes med hell i reaksjonen for å gi produktene i gode avlinger som kan bli sett for azidation11. Omfanget av reaksjonen for å introdusere azoles i α-posisjonen av ketoner inneholder de fleste vanlige mono-sykliske og bisyklisk nitrogen som inneholder heterocycles. Omfanget av allylation prosedy...

Watch this Scientific Journal Video about A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species at JoVE.com

A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species

En to trinn én-potten protokoll for umpolung av keton enolates enolonium arter og tillegg av en nucleophile til α-posisjon er beskrevet. Nucleophiles inkluderer klorid, azide, azoles, allyl-silanes og aromatiske forbindelser.

En to-trinns protokoll for Umpolung Functionalization av ketoner Via Enolonium arter

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Aldehydes and Ketones

SCIENTISTS IN ACTION

Synthesis of Antiviral Tetrahydrocarbazole Derivatives by Photochemical and Acid-catalyzed C-H Functionalization via Intermediate Peroxides (CHIPS)

Synthesis of Antiviral Tetrahydrocarbazole Derivatives by Photochemical and Acid-catalyzed C-H Functionalization via Intermediate Peroxides CHIPS

Syntese av Antiviral Tetrahydrocarbazole Derivater av fotokjemisk og Syrekatalysert CH funksjon via Intermediate Peroxides (CHIPS)

The direct functionalization of C-H bonds is an important and long standing goal in organic chemistry. Such transformations can be very powerful in order ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Syntese, karakterisering og funksjon av Hybrid Au / CDer og Au / ZnS Kjerne / Shell Nanopartikler

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

En protokoll for produksjon av Gliadin-cyanoakrylat Nanopartikler for hydrofile belegget

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

En protokoll for sikker litium Reaksjoner Bruke organolitiumreagenser

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protokol for fastfasesyntese av oligomerer av RNA inneholdende en 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -tiofenylmetylmodifikasjon og karakterisering via sirkulær dikroisme

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Fabrikasjon og Testing av katalytiske Aerogels forberedes Via raske superkritisk ekstraksjon

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples

Omfattende protokoll for Multi-omic analyser av jordprøver

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and ...

Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol

Separasjon av aldehyder og reaktive ketoner fra blandinger bruker en Bisulfite utvinning protokoll

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Overflate Functionalization av metall-organisk rammeverk for forbedret fukt motstand

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Automatisering av en fantes et Positron-utslipp tomografi (PET) Radiotracer syntese protokoll for klinisk produksjon

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...