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

האישור מיועד לתורמים של החברה האמריקנית כימית האגודה לחקר הנפט לתמיכה של מחקר זה (PRF 54968-UR1). עבודה זו נתמכת גם על ידי הקרן הלאומית למדעים (צ'ה-1760393). אנו מכירים בהכרת תודה את מרכז NKU לאינטגרציה של המדע והמתמטיקה, תוכנית המחקר הבינלאומי NKU-גבעול והמחלקה לכימיה וביוכימיה לתמיכה כספית ולוגיסטית. אנו מודים גם לבית הספר למדעי הכימיה מעבדת ספקטרומטר המסה באוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין לקבלת נתונים HRMS.

זהירות
<ul><li>מבחנות תגובת מיקרוגל צריך להיות מופעל תחת 20 בר עבור הכור מיקרוגל מצויד ברוטור 4 x 24MG5. אם התגובה משתמשת ממיסים נדיפים מאוד, יוצר גז, או אם ממיסים לפרק, יש צורך לחשב את הלחץ בטמפרטורות תגובה מסוימות כדי לוודא את הלחץ הכולל במבחנה הוא פחות מ 20 בר.</li>
	<li>טכניקות סטנדרטיות בסינתזה אור...

<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>

המתודולוגיה המתוארת במסמך זה פותחה כדי לגשת בלוקים יקרי ערך בניין הסינתזה – הטרוקסיל תרכובות. בהשוואה לדיווחים בספרות תקדים על הטרוהלציה, הבחירה של מערכת הקטליטי הנוכחית הראתה כמה יתרונות משמעותיים. ראשית, הוא מונע את השימוש בהגנה על קבוצות, הבידוד של intermediates תגובתי, הדרישה סטואיצ'ימטריה...

מיקרוגלים מתקשרים עם חומרים באמצעות הולכה יונית או דיפולריזציה על מנת לספק חימום מהיר והומוגנית. מיקרוגל בסיוע אורגני תגובות זכו הפופולריות הגוברת במעבדות מחקר לאחר הדוח הראשון עבור סינתזה אורגנית מהירה 19861. למרות שהטבע המדויק של החימום במיקרוגל אינו ברור וקיומו של אפקט מיקרוגל "לא-תרמי" עדיין מתנהל בדיון, שיפורים משמעותיים בקצב של תגובות אורגניות במיקרוגל נצפו ודיווחו על2. תגובות איטיות כי בדרך כלל לקחת שעות או ימים לסיים דווחו להסתיים בתוך דקות תחתהקרנהמיקרוגל 3,4,5,6. תגובות אורגניות קשות הדורשות אנרגיה הפעלה גבוהה כגון מחזוריות ובניית אתרים מעכבת באופן שולי דווחו להצליח תחת הקרנה מיקרוגל עם תשואות תגובה משופרת וטוהר7. בשילוב עם תכונות אחרות כגון תגובות ממס חינם ותגובות הדומינו, סינתזה אורגנית בסיוע מיקרוגל מציע יתרונות ללא תחרות בעיצוב של תגובות ידידותיות לסביבה.
שלא כמו המקבילה שלה, אשר נחקרו באופן נרחב, הטרוללציה, במיוחד על α-C (sp3) של תרכובות קרבונל, דווח לעתים נדירות בספרות8,9,10. דוחות הספרות המעטים של α-הטרוללציה של תרכובות קרבוניל היו מגבלות גדולות כגון כמות סטויכמטרי של זרזים, היקף מצע צר, ובידוד של התגובה intermediates11,12,13. ישנם מספר אתגרים לגבי הטרוקיציה הישירה של הקטונים שנותרו להיפתר על מנת להפוך אותה לגישה כללית. ראשון, הטרוטומים נוטים לתאם זרז מעבר מתכת ולגרום הרעלת זרז14,15. שנית, ה-α-H במוצר ההטרוסקסואל (מונו) הוא חומצי יותר מאלה שבחומר ההתחלתי. לפיכך, הוא נוטה להגיב עוד יותר כדי להפוך את המוצרים הבלתי רצויים (bisheארטרו) או (הטרוסקסואל) מוצרים. שלישית, תרכובות קרבונקסיל לעיתים קרובות יש עלות נמוכה יותר מאשר הטרולקסיל תרכובות, כך שימושי להשתמש תרכובות פחמן עודף כדי לכונן את התגובה להשלמת. עם זאת, תרכובות קרבונל פחמן עודף לעתים קרובות לגרום לעיבוי עצמי, בעיה נתקל לעתים קרובות במעבר מתכת-לזרז α-הטרולציה של תרכובות קרבונקסיל.
בדו ח זה אנו מתארים את המחקר האחרון שלנו על הטרוקטלציה של הקטונים הישירים בעזרת מיקרוגל בעזרת פרוטוקול תגובה. כדי להתמודד עם האתגר הראשון, הרעלת זרז שנדונו לעיל, מאוד תיאום ומפריע באופן שולי ליגנדס היו מנוצלים כדי למזער את הרעלת הזרז על ידי הטרוטומים. ליגפות היו צפויות גם להאט את התגובות הצדדיות כגון הקייון (ביוארטרו) או הקיקיציה16,17, האתגר השני שהוזכר לעיל. כדי למזער את ההשפעה של האתגר השלישי, היווצרות של קטון לעיבוי מוצרי צד, יותר 2 המקבילה של הבסיס היה מועסק כדי להמיר קטונים המתאימים שלהם. זמן תגובה ארוך וטמפרטורה תגובה גבוהה, יחד עם האתגרים הקשורים במיוחד עם הטרולציה ישירה-C (sp3) של ketones, להפוך אותו מועמד מתאים למחקר בסיוע אורגני מיקרוגל סינתזה.

<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

הטרוהלציה מציג שברי הטרוקסיל למולקולות אורגניות. למרות התגובות הרבות הזמינות שדווחו לקילציה באמצעות הזרז מתכות מעבר, הספרות על הטרוזילציה ישירה היא נדירה. נוכחותם של הטרואטומים כגון חנקן, גופרית וחמצן לעתים קרובות להפוך הטרוקטלציה שדה מחקר מאתגר בשל הרעלת זרז, פירוק המוצר והשאר. פרוטוקול זה מפרט את הטרוקטלציה של הקטונים הישירים במיקרוגל. גורמי מפתח להטרוקיציה מוצלחת כוללים את השימוש ב-XPhos Palladacycle קל האלוף 4 זרז, בסיס עודף כדי לדכא תופעות לוואי ואת הטמפרטורה הגבוהה והלחץ שהושגו במבחנה תגובה אטומה תחת הקרנה מיקרוגל. תרכובות הטרוהלציה שהוכנו על ידי שיטה זו האופיינים במלואו על ידי ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית (1H nmr), ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית (13C nmr) ו ברזולוציה גבוהה ספקטרומטר מסה (hrms). למתודולוגיה זו יש מספר יתרונות על פני תקדימים מספרות, כולל היקף מצע רחב, זמן תגובה מהיר, הליך ירוק יותר ופשטות תפעולית על-ידי ביטול הכנת הintermediates כגון האתר silyl אנול. יישומים אפשריים עבור פרוטוקול זה כוללים, אך אינם מוגבלים, גיוון מונחה סינתזה לגילוי של מולקולות ביולוגית פעילים קטנים, סינתזה הדומינו להכנת מוצרים טבעיים, ליגנד פיתוח עבור מערכות מתכת קטליטי מעבר חדש.

ניתן לבצע באמצעות פרוטוקול יעיל זה באמצעות מיקרוגל, הטרוקטלציה של כונס-C (sp3). דוגמאות נבחרות של הטרוארקסיל קטונים מסונתז במחקר זה מוצגים באיור 1. במיוחד, מתחם 1a היה מסונתז ומבודד כמו שמן צהוב בהיר (0.49 mmol, 192 mg, 98%). שלה 1H ו 13C nmr ספקטרה מוצגים באיור...

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

תרכובות הטרוקסיל הן מולקולות חשובות הנוצלו בסינתזה אורגנית, כימיה מרפא וביולוגית. מיקרוגל בסיוע הטרוקיציה באמצעות פלדיום זרז מספק שיטה מהירה ויעילה לצרף הטרוקסיל moieties ישירות כדי מצעים קטון.

מיקרוגל בסיוע ישיר הטרולציה של Ketones באמצעות מתכת מעבר זרז

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

פרוטוקול זה משתמש בהקרנת מיקרוגל וזרז פלדיום כדי לחבר שבר הטרוארי ישירות על פחמן אלפא של קטון. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא הבנייה המהירה של תרכובת הטרוארית להקרנת כימיה רפואית, לפיתוח מסייע זרז, ולגילוי תגובה אורגנית טנדם. המשמעות ארוכת הטווח של המחקר שלנו היא סינתזה של מעכב ארומטאז יעיל לשמש כטיפול פוטנציאלי לסרטן השד הורמון חיובי קולטן.טעויות היו ככל הנראה מגיעות מדליפות בעת שימוש בתא הכפפות, ולכן העצה שלנו היא לקחת את הזמן שלך, כמו התגובה אינה דורשת קצב מהיר כדי להצליח. להעביר את הריג'ים הדרושים ואספקה לתוך תא הכפפות. בתוך תא הכפפות היו יושב, לשקול 115 מיליגרם של נתרן tert-butoxide ישירות לתוך בקבוקון תגובת מיקרוגל ארבעה מיליליטר.השתמש פיפטה זכוכית להוסיף מיליליטר אחד של טולוואן degassed לתוך בקבוקון התגובה במיקרוגל. לשקול תשעה מיליגרם של XPhos Palladacycle דור 4 זרז ולהוסיף אותו לתוך בקבוקון המיקרוגל. טובלים את המרית בתסרון בבקבוקון ומסתחררים כדי להבטיח העברה מלאה של הזרז.לאחר מכן, השתמש מזרק microliter מתאים להוסיף 64.4 microliters של acetophenone לתוך בקבוקון המיקרוגל. לשקול 103 מיליגרם של 3-יודופירידין ולהוסיף אותו לתוך בקבוקון המיקרוגל. לאחר מכן, מוסיפים עוד מיליליטר אחד של טולוואן degassed כך תערובת התגובה הכוללת היא כשלושה מיליליטר.מרים את החותם ואת הכובע בזהירות ולשים אותם על בקבוקון התגובה במיקרוגל. בורג הדוק. תוציא את הכימיקלים, האספקה והאשפה מהכפפה.קח את בקבוקון התגובה שנאסף לכור המיקרוגל, והצב אותו על צלחת קרביד הסיליקון על הרוטור. עבור בקבוקונים תגובה מרובים, רווח אותם באופן שווה על פני ארבע צלחות קרביד סיליקון על הרוטור. הגדר את מגבלת טמפרטורת חיישן האינפרא-אדום ל-113 מעלות צלזיוס, בהתאם לטמפרטורת התגובה בפועל ב-130 מעלות צלזיוס.תכנת את כוח המיקרוגל ואת הזמן לכל שלב בהתאם לכתב היד. הפעל את התגובה תחת הקרנה במיקרוגל. רשום את זמן התגובה והטמפרטורה בפועל.לאחר שבקבוקון תגובת המיקרוגל מתקרר לטמפרטורת הסביבה, מעבירים את תערובת התגובה למשפך הפרדה ושטפו עם כמות מינימלית של אתיל אצטט לתוך המשפך. מוסיפים שני מיליליטר של אמוניום כלורי רווי ועשרה מיליליטר של אתיל אצטט למשפך המפריד, ומנערים לערבב. מניחים את המשפך המפריד על מתלה כדי להסתפק בחמש דקות.פתח את השסתום כדי לנקז את השכבה המים, ולאחר מכן להפריד את השכבה האורגנית העליונה, ולשמור אותו בפקיק נקי ויבש. חזור על החילוץ על ידי הוספת עשרה מיליליטר של אתיל אצטט פעמיים נוספות, ולשלב את השכבות האורגניות. לאחר ייבוש ואידוי סיבובי, יש לתעד את הצורה, הצבע והמסה של המוצר הגולמי.אמת את המוצר הסופי באמצעות כרומטוגרפיה אוטומטית של פלאש. ראשית, להמיס את המוצר הגולמי אחד עד שני מיליליטר של אצטון בבקבוק עגול למטה, ואחריו תוספת של 1.5 גרם של ג'ל סיליקה כדי להפוך תרחיף. בצע אידוי סיבובי במשך כחמש דקות, הסרת אצטון בזהירות רבה, כך המוצר נטען על ג'ל סיליקה.מעבירים את ג'ל הסיליקה שנוצר למחסנית טעינה ריקה של כרומטוגרפיה. להרכיב את מחסנית הטעינה, עמודה ארוזה מראש, ארון תקשורת למבחנה, וקווי ממס עבור מערכת MPLC אוטומטית. הגדר את מעבר הצבע ממס ופרמטרים אחרים עבור מערכת MPLC ולהפעיל את כרומטוגרפיה פלאש.שלבו את שברי MPLC הרצויים בבקבוקון עגול תחתון, ואידו את הממס על מנגנון אידוי סיבובי כדי לאסוף את המוצר הטהור. יבש את המוצר המטוהר תחת ואקום גבוה לפחות שעה אחת כדי להסיר ממס שיורית. לאחר מכן, לשקול חמישה עד 10 מיליגרם של המוצר המטוהר הסופי.ממיסים אותו 0.75 מיליליטר של כלורופורם deuterated או ממס deuterated מתאים אחר. ולקחת ספקטרום פרוטון NMR. באמצעות פרוטוקול יעיל זה בסיוע מיקרוגל, בוצעה הטרוארילציה ישירה של פחמן אלפא של קטונים.לדוגמה, תרכובת 1A מסונתזת ומבודדת כתרכובת צהובה חיוורת. הספקטרום הפרוטון והפחמן-13 NMR שלו מוצגים כאן. נוכחותו של אות סינגלט דו-פרוטוני בדלתא 4.26 עמודים לדקה בספקטרום הפרוטונים אישרה את צימוד הפחמן-פחמן המוצלח בין הקטון להלייד ההטרוארי.הטיהור המבוסס על אתיל אצטט ומערכת ממס הקסנים אפשר את הבידוד של התרכובות עם חנקן אחד טוב מאוד. כאשר שיטה זו נוצל עבור תרכובות עם שני אטומי חנקן או יותר, מערכת ממיס מתנול ומתילן כלוריד צריך להיות מועסק כדי לקבל אלוטיון מהיר יותר. הדבר החשוב ביותר לזכור הוא להבטיח העברה מדויקת ומלאה של כל reagents, במיוחד את הזרז.טכניקה זו מאפשרת לחוקרים לבצע סינתזה מקבילה לגילוי רייגנטים פרמצבטיים ולפתח גישת דומינו לסינתזת מוצרים טבעיים.

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

מיקרוגל בסיוע תגובות Dehydrogenative intramolecular דילס-Alder לסינתזה של Naphthalenes הפונקציונלי / צבעי Solvatochromic

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

Functionalization בסיוע מיקרוגל של פולי (אתילן גליקול) ופפטידים על השרף לשימוש בPolymerizations שרשרת וגיבוש Hydrogel

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

הכנה של חלקיקי סיליקה באמצעות חומצה קטליזה בסיוע מיקרוגל

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

סינתזה בתיווך Microemulsion הפוכה של monometallic ובי-המתכתי המוקדם מעבר מתכת קרביד ניטריד חלקיקים

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

ראפיד תפוקה גבוהה זיהוי מינים של חומר הבוטני באמצעות ניתוח ישיר בזמן אמת רזולוציה גבוהה ספקטרומטריית מסה

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

סיר אחד בסיוע מיקרוגל ההמרה של חנקת Anomeric-אסטרים 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

סינתזה, אפיוני ביצועים של מתכות מעבר מאטום בודד הזרז להפחתת2 CO אלקטרוכימי

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

פרידה של Aldehydes, קטונים תגובתי תערובות באמצעות פרוטוקול החילוץ ביסולפאט

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

הפחתת הדלק של ווילו ווד על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי פחמון

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 מטאפיתזה על ידי הזרזים התומכים בסיליקה באמצעות מתודולוגיה של כימיה אורגנומתכתית של פני השטח

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