Name: a microwave-assisted direct heteroarylation of ketones using transition metal catalysis
Uploaded: 2020-02-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Microwave-Assisted Direct Heteroarylation of Ketones Using Transition Metal Catalysis at JoVE.com

Anerkendelse er foretaget til donorerne af American Chemical Society Petroleum Research Fund til støtte for denne forskning (PRF # 54968-UR1). Dette arbejde blev også støttet af National Science Foundation (CHE-1760393). Vi anerkender taknemmeligt NKU Center for integration af videnskab og matematik, NKU-STEM International Research Program og Institut for Kemi og Biokemi for finansiel og logistisk støtte. Vi takker også School of Chemical Sciences Mass Spectrometri Laboratory ved University of Illinois i Urbana-Champaign for at opnå HRMS data.

Forsigtighed:
<ul><li>Mikrobølgereaktionsglas skal betjenes under 20 bar for mikrobølgereaktoren udstyret med en 4 x 24MG5 rotor. Hvis reaktionen anvender meget flygtige opløsningsmidler, genererer gas, eller hvis opløsningsmidler nedbrydes, er det nødvendigt at beregne trykket ved visse reaktionstemperaturer for at sikre, at det samlede tryk i hætteglasset er mindre end 20 bar.</li>
	<li>Standardteknikker i organisk syntese til handskeboks, flashkromatografi og nuklear magnetisk resonans (NMR) anvendes i denne...

<ol>
	<li>Gedye, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+microwave+ovens+for+rapid+organic+synthesis.">The use of microwave ovens for rapid organic synthesis.</a> Tetrahedron Letters. 27 (3), 279-282 (1986).</li><li>Garbacia, S., Desai, B., Lavastre, O., Kappe, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-Assisted+Ring-Closing+Metathesis+Revisited.+On+the+Question+of+the+Nonthermal+Microwave+Effect.">Microwave-Assisted Ring-Closing Metathesis Revisited. On the Question of the Nonthermal Microwave Effect.</a> The Journal of Organic Chemistry. 68 (23), 9136-9139 (2003).</li><li>Amato, E., 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=Investigation+of+fluorinated+and+bifunctionalized+3-phenylchroman-4-one+(isoflavanone)+aromatase+inhibitors.">Investigation of fluorinated and bifunctionalized 3-phenylchroman-4-one (isoflavanone) aromatase inhibitors.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry. 22 (1), 126-134 (2014).</li><li>Bonfield, K., 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=Development+of+a+new+class+of+aromatase+inhibitors:+Design,+synthesis+and+inhibitory+activity+of+3-phenylchroman-4-one+(isoflavanone)+derivatives.">Development of a new class of aromatase inhibitors: Design, synthesis and inhibitory activity of 3-phenylchroman-4-one (isoflavanone) derivatives.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry. 20 (8), 2603-2613 (2012).</li><li>Y&#305;lmaz, F., Mentese, 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+Rapid+Protocol+for+the+Synthesis+of+N-[2-(alkyl/aryl)-4-phenyl-1Himidazol-1-yl]+benzamides+via+Microwave+Technique.">A Rapid Protocol for the Synthesis of N-[2-(alkyl/aryl)-4-phenyl-1Himidazol-1-yl] benzamides via Microwave Technique.</a> Current Microwave Chemistry. 1 (1), 47-51 (2014).</li><li>Xia, Y., Chen, L. Y., Lv, S., Sun, Z., Wang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-Assisted+or+Cu-NHC-Catalyzed+Cycloaddition+of+Azido-Disubstituted+Alkynes:+Bifurcation+of+Reaction+Pathways.">Microwave-Assisted or Cu-NHC-Catalyzed Cycloaddition of Azido-Disubstituted Alkynes: Bifurcation of Reaction Pathways.</a> The Journal of Organic Chemistry. 79 (20), 9818-9825 (2014).</li><li>Lei, C., Jin, X., Zhou, 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=Palladium-Catalyzed+Heteroarylation+and+Concomitant+ortho-Alkylation+of+Aryl+Iodides.">Palladium-Catalyzed Heteroarylation and Concomitant ortho-Alkylation of Aryl Iodides.</a> Angewandte Chemie International Edition. 54 (45), 13397-13400 (2015).</li><li>Muratake, H., Hayakawa, A., Nataume, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Phenol-Forming+Reaction+for+Preparation+of+Benzene,+Furan,+and+Thiophene+Analogs+of+CC-1065/Duocarmycin+Pharmacophores.">A Novel Phenol-Forming Reaction for Preparation of Benzene, Furan, and Thiophene Analogs of CC-1065/Duocarmycin Pharmacophores.</a> Tetrahedron Letters. 38 (43), 7577 (1997).</li><li>Viciu, M. S., Germaneau, R. F., Nolan, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Well-Defined,+Air-Stable+(NHC)Pd(Allyl)Cl+(NHC=N-Heterocyclic+Carbene)+Catalysts+for+the+Arylation+of+Ketones.">Well-Defined, Air-Stable (NHC)Pd(Allyl)Cl (NHC=N-Heterocyclic Carbene) Catalysts for the Arylation of Ketones.</a> Organic Letters. 23 (4), 4053-4056 (2002).</li><li>Biscoe, M. R., Buchwald, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Monoarylation+of+Acetate+Esters+and+Aryl+Methyl+Ketones+Using+Aryl+Chlorides.">Selective Monoarylation of Acetate Esters and Aryl Methyl Ketones Using Aryl Chlorides.</a> Organic Letters. 11 (8), 1773-1775 (2009).</li><li>Chobanian, H. R., Liu, P., Chioda, M. D., Guo, Y., Lin, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+facile,+microwave-assisted,+palladium-catalyzed+arylation+of+acetone.">A facile, microwave-assisted, palladium-catalyzed arylation of acetone.</a> Tetrahedron Letters. 48 (7), 1213-1216 (2007).</li><li>Amat, M., Hadida, S., Pshenichnyi, G., Bosch, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palladium(0)-Catalyzed+Heteroarylation+of+2-+and+3-Indolylzinc+Derivatives.+An+Efficient+General+Method+for+the+Preparation+of+(2-Pyridyl)indoles+and+Their+Application+to+Indole+Alkaloid+Synthesis.">Palladium(0)-Catalyzed Heteroarylation of 2- and 3-Indolylzinc Derivatives. An Efficient General Method for the Preparation of (2-Pyridyl)indoles and Their Application to Indole Alkaloid Synthesis.</a> The Journal of Organic Chemistry. 62 (10), 3158-3175 (1997).</li><li>Tennant, G. J., Wallis, C. W., Weaver C, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+the+first+examples+of+the+imidazo[4,5-c]isoxazole+ring+system.">Synthesis of the first examples of the imidazo[4,5-c]isoxazole ring system.</a> Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions. 1, 817-826 (1999).</li><li>Spergel, S. H., Okoro, D. R., Pitts, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-Pot+Synthesis+of+Azaindoles+via+Palladium-Catalyzed+&#945;-Heteroarylation+of+Ketone+Enolates.">One-Pot Synthesis of Azaindoles via Palladium-Catalyzed &#945;-Heteroarylation of Ketone Enolates.</a> The Journal of Organic Chemistry. 75 (15), 5316-5319 (2010).</li><li>Jiang, Y., Liang, G., Zhang, C., Loh, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palladium-Catalyzed+C-S+Bond+Formation+of+Stable+Enamines+with+Arene/Alkanethiols:+Highly+Regioselective+Synthesis+of+&#946;-Amino+Sulfides.">Palladium-Catalyzed C-S Bond Formation of Stable Enamines with Arene/Alkanethiols: Highly Regioselective Synthesis of &#946;-Amino Sulfides.</a> European Journal of Organic Chemistry. 2016 (20), 3326-3330 (2016).</li><li>King, S. M., Buchwald, S. L. <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+Method+for+the+N-Arylation+of+Amino+Acid+Esters+with+Aryl+Triflates.">Development of a Method for the N-Arylation of Amino Acid Esters with Aryl Triflates.</a> Organic Letters. 18 (16), 4128-4131 (2016).</li><li>Ge, S., Hartwig, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nickel-catalyzed+asymmetric+alpha-arylation+and+heteroarylation+of+ketones+with+chloroarenes:+effect+of+halide+on+selectivity,+oxidation+state,+and+room-temperature+reactions.">Nickel-catalyzed asymmetric alpha-arylation and heteroarylation of ketones with chloroarenes: effect of halide on selectivity, oxidation state, and room-temperature reactions.</a> The Journal of the American Chemical Society. 133 (41), 16330-16333 (2011).</li><li>Quillen, 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=Palladium-Catalyzed+Direct+&#945;-C(sp3)+Heteroarylation+of+Ketones+under+Microwave+Irradiation.">Palladium-Catalyzed Direct &#945;-C(sp3) Heteroarylation of Ketones under Microwave Irradiation.</a> The Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7652-7663 (2019).</li><li>Kremsner, J. M., Kappe, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon+Carbide+Passive+Heating+Elements+in+Microwave-Assisted+Organic+Synthesis+-+SI.">Silicon Carbide Passive Heating Elements in Microwave-Assisted Organic Synthesis - SI.</a> The Journal of Organic Chemistry. 71 (12), 4651-4658 (2006).</li><li>Erythropel, H. C., 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=The+Green+ChemisTREE:+20+years+after+taking+root+with+the+12+principles.">The Green ChemisTREE: 20 years after taking root with the 12 principles.</a> Green Chemistry. 20 (9), 1929-1961 (2018).</li><li>Barge, A., Tagliapietra, S., Tei, L., Cintas, P., Cravotto, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pd-catalyzed+reactions+promoted+by+ultrasound+and/or+microwave+irradiation.">Pd-catalyzed reactions promoted by ultrasound and/or microwave irradiation.</a> Current Organic Chemistry. 12 (18), 1588-1612 (2008).</li><li>Kimura, M., Mukai, R., Tanigawa, N., Tanaka, S., Tamaru, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triethylborane+as+an+efficient+promoter+for+palladium-catalyzed+allylation+of+active+methylene+compounds+with+allyl+alcohols.">Triethylborane as an efficient promoter for palladium-catalyzed allylation of active methylene compounds with allyl alcohols.</a> Tetrahedron. 59 (39), 7767-7777 (2003).</li></ol>

Den metode, der er beskrevet heri, blev udviklet for at få adgang til værdifulde syntese byggesten – heterolforbindelser. Sammenlignet med præcedens litteratur rapporter om heterolation, valget af denne nuværende katalytisk system viste flere betydelige fordele. For det første undgår den brugen af beskyttende grupper, isolering af reaktive mellemprodukter, katalysatorernes stoichiometrikrav og de forlængede reaktionstider11,17. For det andet tilbyder SiC...

Mikrobølger interagerer med materialer gennem ionisk ledning eller dipolarpolarisering for at give hurtig og homogen opvarmning. Mikrobølgeassisterede organiske reaktioner har vundet stigende popularitet i forskningslaboratorier efter den første rapport om hurtig organisk syntese i 19861. Selv om den nøjagtige karakter af mikrobølgeopvarmning ikke er klar, og eksistensen af en "ikke-termisk" mikrobølgeeffekt er stadig under debat, er der observeret betydelige forbedringer af hastigheden for mikrobølgeassisterede organiske reaktioner og rapporteret2. Træge reaktioner , der normalt tager timer eller dage at afslutte , er blevet rapporteret at være afsluttet inden for få minutter under mikrobølgebestråling3,4,5,6. Vanskelige organiske reaktioner, der kræver høj aktiveringsenergi såsom cykliseringer og opførelse af sterically hindrede steder, blev rapporteret at have succes under mikrobølgebestråling med forbedret reaktionsudbytte og renhed7. Kombineret med andre funktioner såsom opløsningsmiddelfri reaktioner og dominoreaktioner giver mikrobølgeassisteret organisk syntese enestående fordele i udformningen af miljøvenlige reaktioner.
I modsætning til dens arylation tilsvarende, som er blevet bredt undersøgt, heterolation, især på α-C (sp3) af carbonyl forbindelser, er blevet sjældent rapporteret i litteraturen8,9,10. De få litteraturrapporter om α-heteroarylation af carbonylforbindelser havde store begrænsninger såsom en stoichiometric mængde katalysatorer, smal substratomfang og isolering af reaktionsmellemprodukter11,12,13. Der er flere udfordringer for den direkte α-heteroarylation af ketoner, der mangler at blive løst for at gøre det til en generel tilgang. For det første, heteroatomer tendens til at koordinere til overgangen metal katalysator og forårsage katalysator forgiftning14,15. For det andet er α-H i mono(hetero)arylationsproduktet mere surt end i udgangsmaterialet. Den har således en tendens til at reagere yderligere for at gøre de uønskede (bishetero)arylation eller (multihetero)arylationprodukter. For det tredje, carbonyl forbindelser ofte har en lavere pris end heteroaryl forbindelser, så det er praktisk at bruge overskydende carbonyl forbindelser til at drive reaktionen på færdiggørelse. Overskydende carbonylforbindelser vil imidlertid ofte forårsage selvkondens, et hyppigt stødt problem i overgangen metal-katalyseret α-heteroarylation af carbonylforbindelser.
I denne rapport beskriver vi vores seneste undersøgelse af den direkte α-C(sp3) heterolation af ketoner ved hjælp af en mikrobølgeassisteret reaktionsprotokol. For at løse den første udfordring, katalysator forgiftning drøftet ovenfor, stærkt koordinerende og sterically hindret ligands blev udnyttet til at minimere katalysator forgiftning af heteroatomer. Voluminøse ligander forventedes også at bremse sidereaktionerne såsom (bishetero)arylation eller (multihetero)arylation16,17, den anden udfordring, der er nævnt ovenfor. For at minimere effekten af den tredje udfordring, dannelsen af keton selvkondenserende side produkter, mere end 2 ækvivalenter base blev anvendt til at konvertere ketoner til deres tilsvarende enolater. Den lange reaktionstid og høje reaktionstemperatur samt de udfordringer, der specifikt er forbundet med den direkte α-C(sp3) heterolation af ketoner, gør den til en egnet kandidat til mikrobølgeassisteret organisk synteseforskning.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chloroform-d (99.8+% atome D)</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>AC209561000</td>
			<td>contains 0.03 v/v% TMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CombiFlash Rf Flash Chromatography system</td>
			<td>Teledyne Isco</td>
			<td></td>
			<td>automated flash chromatography system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CombiFlash Solid load catridges (5 gram)</td>
			<td>Teledyne Isco</td>
			<td>69-3873-235</td>
			<td>disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CombiFlash prepacked column (4g)</td>
			<td>Teledyne Isco</td>
			<td>69-2203-304</td>
			<td>RediSep Rf silica 40-60 um, disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Reactor - Multiwave Pro</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>108041</td>
			<td>Microwave Reactor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave Reactor Rotor 4X24 MG5</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>79114</td>
			<td>for parallel organic synthesis with with 4 SiC Well Plate 24</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave reaction vials</td>
			<td>Wheaton&#174; glass</td>
			<td>224882</td>
			<td>disposible, 13-425, 15x46 mm, reaction solution 0.3 - 3.0 mL, working pressure 20 bar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave reaction vial seals, set</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>41186</td>
			<td>made of Teflon; disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave reaction vial screw cap</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>41188</td>
			<td>made of PEEK; forever reusable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microwave reaction vial stirring bar</td>
			<td>CTechGlass</td>
			<td>S00001-0000</td>
			<td>Magnetic, PTFE, Length 9mm. Diameter: 3mm. (Package of 5)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOtBu</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>703788</td>
			<td>stored in a glovebox under nitrogen atmosphere</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer</td>
			<td>Joel</td>
			<td></td>
			<td>500 MHz spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel</td>
			<td>Teledyne Isco</td>
			<td>605394478</td>
			<td>40-60 microns, 60 angstroms</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244511</td>
			<td>vigorously purged with argon for 2 h before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XPhos Palladacycle Gen. 4 Catalyst</td>
			<td>STREM</td>
			<td>46-0327</td>
			<td>stored in a glovebox under nitrogen atmosphere</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>various ketones</td>
			<td>Sigma-Aldrich or Fisher or Ark Pharm.</td>
			<td></td>
			<td>substrates for heteroarylation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>various heteroaryl halides</td>
			<td>Sigma-Aldrich or Fisher or Ark Pharm.</td>
			<td></td>
			<td>substrates for heteroarylation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a microwave-assisted direct heteroarylation of ketones using transition metal catalysis

Heteroarylation introducerer heterolfragmenter til organiske molekyler. På trods af de mange tilgængelige reaktioner rapporteret for arylation via overgang metal katalyse, litteraturen om direkte heterolation er knappe. Tilstedeværelsen af heteroatomer såsom kvælstof, svovl og ilt ofte gøre heteroarylation en udfordrende forskningsområde på grund af katalysator forgiftning, produkt nedbrydning og resten. Denne protokol beskriver en yderst effektiv direkte α-C(sp3) heterolation af ketoner under mikrobølgebestråling. Nøglefaktorer for vellykket heteroringning omfatter brugen af XPhos Palladacycle Gen. 4 Catalyst, overskydende base for at undertrykke sidereaktioner og den høje temperatur og det høje tryk opnået i et forseglet reaktionsglas under mikrobølgebestråling. De heterolationforbindelser, der fremstilles ved denne metode, var fuldt kendetegnet ved protonmagnetisk resonansspektroskopi (1H NMR), carbon nuklear magnetisk resonansspektroskopi (13C NMR) og massespektrometri med høj opløsning ( HRMS). Denne metode har flere fordele i forhold til litteraturfortilfælde, herunder bredt substrataområde, hurtig reaktionstid, grønnere procedure og operationel enkelhed ved at fjerne forberedelsen af mellemprodukter såsom silyl enol ether. Mulige anvendelser for denne protokol omfatter, men er ikke begrænset til, mangfoldighedsorienteret syntese til opdagelsen af biologisk aktive små molekyler, dominosyntese til fremstilling af naturlige produkter og ligandudvikling for nye overgangsmetalkatalysatorsystemer.

Den direkte α-C(sp3) heterolation af ketoner kan udføres ved hjælp af denne effektive mikrobølgeassisteret protokol. Udvalgte eksempler på heterolketoner, der er syntetiseret i denne undersøgelse, er vist i figur 1. Konkret blev sammensatte 1a syntetiseret og isoleret som en lysegul olie (0,49 mmol, 192 mg, 98 %). Dens 1H og 13C NMR spektre er vist i figur 2 for at bekræfte strukturen og renheden. Tilstedeværelsen a...

Watch this Scientific Journal Video about A Microwave-Assisted Direct Heteroarylation of Ketones Using Transition Metal Catalysis at JoVE.com

A Microwave-Assisted Direct Heteroarylation of Ketones Using Transition Metal Catalysis

Heterolle forbindelser er vigtige molekyler, der anvendes i organisk syntese, medicinsk og biologisk kemi. En mikrobølgeassisteret heterolation ved hjælp af palladium katalyse giver en hurtig og effektiv metode til at fastgøre heteroaryle moieties direkte til keton substrater.

En mikrobølgeovn-assisteret direkte heteroarylation af ketoner ved hjælp af Transition Metal Katalyse

Heteroarylation introduces heteroaryl fragments to organic molecules. Despite the numerous available reactions reported for arylation via transition metal ...

Denne protokol udnytter mikrobølgebestråling og en palladium katalysator til at fastgøre en heteroaryl fragment direkte på alfa kulstof af en keton. Den største fordel ved denne teknik er den hurtige konstruktion af en heteroaryl forbindelse til medicinsk kemi screening, for katalysator-støtte udvikling, og for tandem organisk reaktion opdagelse. Den langsigtede konsekvenser af vores forskning er syntesen af en effektiv aromatase hæmmer, der skal anvendes som en potentiel behandling for hormon receptor-positiv brystkræft.Fejl vil højst sandsynligt komme fra spild, mens du bruger handskerummet, så vores råd er at tage din tid, da reaktionen ikke kræver et hurtigt tempo for at få succes. Transporter de nødvendige reagenser og forsyninger ind i handskerummet. Inde i den perched handske boks, vejer 115 milligram natrium tert-butoxid direkte ind i de fire-milliliter mikrobølgeovn reaktion hætteglas.Brug en glaspipette til at tilsætte en milliliter afgasset toluen i mikrobølgereaktionshætteglasset. Vej ni milligram XPhos Palladacycle Generation 4 Catalyst og tilsæt det i mikrobølgehætteglasset. Syp spatelen i opløsningen i hætteglasset og hvirvle for at sikre fuldstændig overførsel af katalysatoren.Brug derefter en egnet mikrolitersprøjte til at tilsætte 64,4 mikroliter acetophenone i mikrobølgehætteglasset. Afveje 103 milligram 3-iodopyridin og tilsæt det i mikrobølgeglasset. Dernæst tilsættes en anden milliliter afgasset toluen, således at den samlede reaktionsblanding er omkring tre milliliter.Sæt tætningen og hætten forsigtigt på linje, og læg dem på mikrobølgereaktionshætteglasset. Skru godt fast. Tag kemikalierne, forsyningerne og affaldet ud af handskerummet.Tag det samlede reaktionshætteglas med til mikrobølgereaktoren, og læg det på siliciumcarbidpladen på rotoren. For flere reaktionshætteglas skal de bindes jævnt over de fire siliciumcarbidplader på rotoren. Indstil den infrarøde sensor temperaturgrænse til 113 grader Celsius, svarende til den faktiske reaktionstemperatur ved 130 grader Celsius.Programmer mikrobølgekraften og tiden for hvert trin i henhold til manuskriptet. Kør reaktionen under mikrobølgebestråling. Rekord den faktiske reaktionstid og temperatur.Når mikrobølgereaktionshætteglasset er kølet ned til omgivelsestemperatur, overføres reaktionsblandingen til en separattragt, og der skylles med en minimal mængde ethylacetat i tragten. Der tilsættes to milliliter mættet ammoniumchlorid og ti milliliter ethylacetat til separattragten, og ryst for at blande. Placer separatory tragt på et rack til at bosætte sig i fem minutter.Åbn ventilen for at dræne det vandige lag, adskaf derefter det øverste organiske lag, og gem det i et rent, tørt bægerglas. Gentag ekstraktionen ved at tilsætte ti milliliter ethylacetat to gange mere, og kombiner de organiske lag. Efter tørring og roterende fordampning registreres form, farve og masse af det rå produkt.Kontroller det endelige produkt ved hjælp af automatiseret flashkromatografi. Først opløses det rå produkt i en til to milliliter acetone i en rundbundet kolbe efterfulgt af tilsætning af 1,5 gram silicagel til at lave en gylle. Udfør roterende fordampning i ca. fem minutter, fjerne acetone meget omhyggeligt, således at produktet er indlæst på silica gel.Overfør den resulterende silicagel til en tom flashkromatografipatronen. Monter læssepatronen, den færdigpakkede søjle, reagensglasholderen og opløsningsmiddellinjerne til det automatiske MPLC-system. Konfigurer opløsningsmiddelgradienten og andre parametre for MPLC-systemet, og kør flashkromatografien.Kombiner de ønskede MPLC-fraktioner i en rundkolbe, og fordamp opløsningsmidlet på et roterende fordampningsapparat for at indsamle det rene produkt. Det rensede produkt tørres under højt vakuum i mindst en time for at fjerne restopløsningsmiddel. Derefter, vejer fem til 10 milligram af den endelige renset produkt.Det opløses 0,75 milliliter deutereret chloroform eller andet passende deutereret opløsningsmiddel. Og tage en proton NMR spektrum. Ved hjælp af denne effektive mikrobølgeassisteret protokol blev den direkte alfa-carbon heteroaryation af ketoner udført.For eksempel blev sammensatte 1A syntetiseret og isoleret som en lysegul forbindelse. Dens proton og carbon-13 NMR spektre er vist her. Tilstedeværelsen af et to-proton singlet signal ved delta 4,26 ppm i protonspektret bekræftede den vellykkede carbon-carbon kobling mellem keton og heteroaryl halogenid.Rensningen baseret på ethylacetat og hexaner opløsningsmiddel system tillod isolering af forbindelserne med et kvælstof meget godt. Når denne metode blev anvendt til forbindelser med to eller flere nitrogenatomer, methanol og methylenchlorid opløsningsmiddel system bør anvendes for at få hurtigere elution. Det vigtigste at huske er at sikre nøjagtig og fuldstændig overførsel af alle reagenser, især katalysatoren.Denne teknik gør det muligt for forskerne at udføre parallel syntese til opdagelsen af farmaceutiske reagenser og udvikle dominotilgang for naturlig produktsyntese.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Cell Biology

Organic Chemistry

Unit 1

Aldehydes and Ketones

Biochemistry of the Cell

SCIENTISTS IN ACTION

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

Mikrobølgeassisteret intramolekylære Dehydrogenative Diels-Alder reaktioner til syntese af Funktionaliserede naphthalener / Solvatochromic Farvestoffer

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

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisteret Funktionalisering af poly (ethylenglycol) og On-harpiks peptider til i Chain Polymeriseringer og Hydrogel Dannelse

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Reverse Microemulsion-mediated Synthesis of Monometallic and Bimetallic Early Transition Metal Carbide and Nitride Nanoparticles

Omvendt Microemulsion-medieret Syntese af Monometallic og Bimetal Tidlig Transition Metal Carbide og Nitride Nanopartikler

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The ...

Rapid High-throughput Species Identification of Botanical Material Using Direct Analysis in Real Time High Resolution Mass Spectrometry

Hurtig High-throughput Arter Identifikation af Botanisk Materiale Brug Direct Analyse i Real Time High Resolution massespektrometri

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

One-pot mikrobølgeovn-assisteret konvertering af anomere nitrat-estere til Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

Syntese og ydeevne beskrivelser af overgangen Metal enkelt Atom katalysator for elektrokemisk CO2 reduktion

This protocol presents both the synthesis method of the Ni single atom catalyst, and the electrochemical testing of its catalytic activity and selectivity ...

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

Adskillelse af aldehyder og reaktive ketoner fra blandinger ved hjælp af en Bisulfite udvinding protokol

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

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

Reduktion af Willow Wood brændstof emission ved lav temperatur mikrobølge assisteret hydrotermisk Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

Imine Metathesis by Silica-Supported Catalysts Using the Methodology of Surface Organometallic Chemistry

Imine-meta afhandling af silica-støttede katalysatorer ved hjælp af metodologien for overflade Organometallisk kemi

With this protocol, a well-defined singlesite silica-supported heterogeneous catalyst [(&#8801;Si-O-)Hf(=NMe)(&#951;1-NMe2)] is designed and prepared ...