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

Startpeng från Ariel University och en ISF enskilda forskningsanslag (1914/15) till AMS är erkänt tacksamt.

1. beredning av Enolonium arter
Varning: Innan protokollet, kontakta SDB för alla reagenser och lösningsmedel.
Obs: Alla nya reagens användes som mottagits från den kommersiella källan. Om de boron Kvävetrifluorid etherate har förvarats, destillera det före användning.
<ol><li>I en torr runt bottnat kolv utrustad med en septum och en magnet för magnetisk omrörning, tillsätt Kosers reagens (1,5 motsv.) och spola kolven med kväve eller argon.</li>
	<li>...

<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>

Framgångsrika utarbetandet av enolonium arter från TMS-enolates är beroende av ett antal faktorer. Den stora sidoreaktion i beredning steg är homo kopplingen av utgångsmaterialet genom reaktion av en molekyl av bildade enolonium arter med en molekyl av TMS-enolate. Kravet på reaktionsbetingelser alltså att undvika denna dimerization genom att säkerställa snabb reaktion av Lewis syra aktiverade trädgård jod reagens med extra TMS-enolate i förhållande till graden av dimerization. Detta uppnås i protokollet ge...

Enolates är klassisk carbon nukleofiler i organisk kemi och bland de mest använda. Umpolung av enolates att skapa elektrofil enolonium arter kan värdefulla alternativa sätt att producera α-functionalized ketoner samt aktivera roman reaktioner inte möjligt via klassisk enolate kemi. Enolonium arter har föreslagits som intermediärer i många reaktioner, i synnerhet reaktioner som involverar trädgård jod reagenser. Dessa reaktioner innefattar α-halogenering, syresättning och aminering1 samt andra reaktioner2,3,4,5.
Omfattningen av dessa reaktioner begränsades dock alltid av övergående arten av de reaktiva enolonium arterna. Denna transiency krävs någon nukleofil vara närvarande i reaktionsblandningen under reaktionen av det carbonyl enolates med starkt oxiderande trädgård jod reagens. Således kunde alla nukleofil benägna att oxidering som elektron rika aromatiska föreningar (föreningar) och alkenes, inte användas.
I förra året, har vi övervinna dessa begränsningar genom att utveckla villkor där de enolonium arterna bildas som en diskret intermediär i ett steg följt av tillägg av nukleofil i ett andra steg. Detta protokoll tillåter inte bara klassisk typ av funktionalisering såsom klorering6, men också användning av oxiderbara kol nukleofiler, såsom allylsilanes6,8, enolates1,6, 7och elektron rika aromatiska föreningar9, vilket resulterar i C-C bond bildandet. Den allylation metoden är mottagliga för bildandet av Kvartära och högre centra. Metoden keton arylation utgör formella C-H funktionalisering av aromatisk förening utan behov av en rikta grupp9. Vi rapporterade nyligen, har tillägg av azoler och azider10 som väl11. En detaljerad presentation av protokollet förväntas bidra till införandet av dessa metoder i rutan dagliga verktyg av den syntetisk organisk kemisten.

<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-funktionalisering av ketoner via umpolung av enolates av trädgård jod reagenser är ett viktigt begrepp i syntetisk organisk kemi. Nyligen har vi utvecklat en två-stegs strategi för keton enolate umpolung som har möjliggjort utvecklingen av metoder för klorering, azidation och aminering använder azoler. Dessutom har vi utvecklat C-C bond – bildar arylation och allylation reaktioner. Kärnan i dessa metoder är utarbetandet av de mellanliggande och mycket reaktiva enolonium arterna före tillsats av en reaktiv nukleofil. Denna strategi är således påminner om förberedelse och användning av metall enolates i klassiskt syntetisk kemi. Denna strategi tillåter användning av nukleofiler som annars skulle vara inkompatibelt med starkt oxiderande trädgård JOD reagenserna. I detta papper presentera vi ett detaljerat protokoll för klorering, azidation, N-heteroarylation, arylation och allylation. Det omfattar motiv utbredd i medicinskt verksamma produkter produkter. Denna artikel kommer att kraftigt hjälpa andra med dessa metoder.

Representativa resultat, efter protokollet, ges i figur 1 och diskuteras i diskussionsavsnittet. Framför allt, kan ett mycket stort utbud av olika ketoner användas framgångsrikt i reaktionen för att ge produkterna i god avkastning som kan ses för azidation11. Reaktionen för att införa azoler i α-placera av ketoner omfattar de flesta av de vanliga mono-cykliska och bicykliska kvävehaltiga föreningar. Allylation förfarandet om...

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

Ett två steg one-pot protokoll för umpolung av keton enolates enolonium arter och tillägg av en nukleofil till α-position beskrivs. Nukleofiler inkluderar klorid, natriumazid, azoler, allyl-silaner och aromatiska föreningar.

Ett två-stegs protokoll för Umpolung funktionalisering 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

Syntes av Antiviral tetrahydrokarbazol Derivat av Fotokemisk och Syrakatalyserad CH funktion via Mellan peroxider (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

Syntes, karakterisering och funktionalisering av Hybrid Au / CdS och Au / ZnS Kärna / skal nanopartiklar

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

Ett protokoll för produktion av Gliadin-cyanoakrylat Nanopartiklar för hydrofil beläggning

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

Ett protokoll för säker litiering Reaktioner Använda litiumorganisk Reagens

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

Protokoll för fastfassyntesen av oligomerer av RNA innehållande en 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -tiofenylmetylmodifiering och karakterisering via cirkulär dikroism

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

Tillverkning och provning av katalytisk Aerogel redo Via snabba Överkritisk extraktion

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

MPLEx protokollet för Multi-miska analyser av jordprover

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

Separation av aldehyder och reaktiva ketoner från blandningar med ett Bisulfite extraktion 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

Ytan funktionalisering av belägga med metall-organiska ramar för förbättrad fuktbeständighet

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 ett Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer syntes protokoll för klinisk produktion

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