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

Anerkjennelse er gjort til donorene til American Chemical Society Petroleum Research Fund for støtte av denne forskningen (PRF# 54968-UR1). Dette arbeidet ble også støttet av National Science Foundation (CHE-1760393). Vi anerkjenner takknemlig NKU Center for integrering av vitenskap og matematikk, NKU-STEM International Research Program og Institutt for kjemi og biokjemi for økonomisk og logistisk støtte. Vi takker også School of Chemical Sciences Mass Spectrometry Laboratory ved University of Illinois ved Urbana-Champaign for å ha skaffet HRMS-data.

Forsiktighet:
<ul><li>Mikrobølgereaksjonshetteglass bør betjenes under 20 bar for mikrobølgereaktoren utstyrt med en 4 x 24MG5 rotor. Hvis reaksjonen bruker svært flyktige løsemidler, genererer gass, eller hvis løsemidler brytes ned, er det nødvendig å beregne trykket ved visse reaksjonstemperaturer for å sikre at det totale trykket i hetteglasset er mindre enn 20 bar.</li>
	<li>Standardteknikker i organisk syntese for hanskeboks, flashkromatografi og kjernemagnetisk resonans (NMR) benyttes i denne protokoll...

<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>

Metodikken som er beskrevet her, ble utviklet for å få tilgang til verdifulle syntesebyggesteiner – heteroarylforbindelser. Sammenlignet med presedens litteraturrapporter om heteroarylation, valget av dette nåværende katalytiske systemet viste flere betydelige fordeler. For det første unngår det bruk av beskyttende grupper, isolering av reaktive mellomprodukter, stoichiometry kravet til katalysatorer, og de utvidede reaksjonstidene11,17. For det andre gir...

Mikrobølgeovner samhandler med materialer gjennom ionisk ledning eller dipolar polarisering for å gi rask og homogen oppvarming. Mikrobølgeassisterte organiske reaksjoner har fått økende popularitet i forskningslaboratorier etter den første rapporten for rask organisk syntese i 19861. Selv om den nøyaktige arten av mikrobølgeovn oppvarming er ikke klart og eksistensen av en "ikketermisk" mikrobølgeovn effekt er fortsatt under debatt, betydelige rate forbedringer for mikrobølgeovn-assistert organiske reaksjoner har blitt observert og rapportert2. Svake reaksjoner som normalt tar timer eller dager å fullføre har blitt rapportert å være ferdig i løpet av minutter under mikrobølge bestråling3,4,5,6. Vanskelige organiske reaksjoner som krever høy aktivisering energi som sykliseringer og bygging av sterically hindret nettsteder ble rapportert å være vellykket under mikrobølgeovn bestråling med forbedret reaksjonsutbytte og renhet7. Kombinert med andre funksjoner som løsemiddelfrie reaksjoner og dominoreaksjoner, tilbyr mikrobølgeassistert organisk syntese enestående fordeler i utformingen av miljøvennlige reaksjoner.
I motsetning til sin arylation ekvivalent, som har blitt mye studert, heteroarylation, spesielt på α-C (sp3) av karbonyl forbindelser, har blitt sjelden rapportert i litteraturen8,9,10. De få litteraturrapportene om α-heteroarylation av karbonylforbindelser hadde store begrensninger som en stoichiometrisk mengde katalysatorer, smale substratomfang og isolering av reaksjonsmellomprodukter11,12,13. Det er flere utfordringer for direkte α-heteroarylation av ketoner som gjenstår å bli løst for å gjøre det til en generell tilnærming. Først har heteroatomer en tendens til å koordinere til overgangsmetallkatalysatoren og forårsake katalysatorforgiftning14,15. For det andre er α-H i mono(hetero)arylation produktet surere enn de i startmaterialet. Dermed har det en tendens til å reagere ytterligere for å gjøre uønskede (bishetero)arylation eller (multihetero)arylation produkter. For det tredje har karbonylforbindelser ofte en lavere kostnad enn heteroarylforbindelser, så det er praktisk å bruke overflødige karbonylforbindelser for å drive reaksjonen på ferdigstillelse. Imidlertid ville overflødige karbonylforbindelser ofte forårsake selvkondensering, et ofte oppstått problem i overgangen metall-katalysert α-heteroarylation av karbonylforbindelser.
I denne rapporten beskriver vi vår nylige studie om direkte α-C(sp3) heteroarylation av keetoner ved hjelp av en mikrobølgeassistert reaksjonsprotokoll. For å løse den første utfordringen, katalysatorforgiftning diskutert ovenfor, sterkt koordinerende og sterically hindret ligands ble benyttet for å minimere katalysatorforgiftning av heteroatomer. Store ligander var også forventet å bremse sidereaksjonene som (bishetero)arylation eller (multihetero)arylation16,17, den andre utfordringen nevnt ovenfor. For å minimere effekten av den tredje utfordringen, dannelsen av keton selvkondenseringsideprodukter, ble mer enn 2 ekvivalenter av base ansatt for å konvertere ketoner til sine tilsvarende enolater. Den lange reaksjonstiden og høy reaksjonstemperaturen, sammen med utfordringene spesielt forbundet med direkte α-C(sp3) heteroarylation av keetoner, gjør det til en passende kandidat for mikrobølgeassistert 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 introduserer heteroaryl fragmenter til organiske molekyler. Til tross for de mange tilgjengelige reaksjonene rapportert for arylation via overgangsmetallkatalysis, er litteraturen om direkte heteroarylation knapp. Tilstedeværelsen av heteroatomer som nitrogen, svovel og oksygen gjør ofte heteroarylation til et utfordrende forskningsfelt på grunn av katalysatorforgiftning, produktnedbrytning og resten. Denne protokollen beskriver en svært effektiv direkte α-C(sp3) heteroarylation av keetoner under mikrobølge bestråling. Viktige faktorer for vellykket heteroarylation inkluderer bruk av XPhos Palladacycle Gen. 4 Catalyst, overflødig base for å undertrykke bivirkninger og høy temperatur og trykk oppnådd i et forseglet reaksjonshetteglass under mikrobølgebestråling. Heteroarylation forbindelser utarbeidet av denne metoden var fullt preget av proton kjernefysisk magnetisk resonans spektroskopi (1H NMR), karbon kjernefysisk magnetisk resonans spektroskopi (13C NMR) og høyoppløselig massespektrometri (HRMS). Denne metodikken har flere fordeler fremfor litteraturpresedens, inkludert bredt substratomfang, rask reaksjonstid, grønnere prosedyre og operasjonell enkelhet ved å eliminere utarbeidelsen av mellomprodukter som silyl enol eter. Mulige anvendelser for denne protokollen inkluderer, men er ikke begrenset til, mangfoldsorientert syntese for oppdagelsen av biologisk aktive små molekyler, dominosyntese for fremstilling av naturlige produkter og ligandutvikling for nye overgangsmetallkatalytiske systemer.

Direkte α-C(sp3) heteroarylation av keetoner kan utføres ved hjelp av denne effektive mikrobølgeassistert protokoll. Utvalgte eksempler på heteroarylkeetoner syntetisert i denne studien er vist i figur 1. Spesielt ble sammensatt epoke syntetisert og isolert som en blekgul olje (0,49 mmol, 192 mg, 98 %). Dens 1H og 13C NMR spectra er vist i figur 2 for å bekrefte strukturen og renheten. Tilstedeværelsen av en to-proton...

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

Heteroaryl forbindelser er viktige molekyler som brukes i organisk syntese, medisinsk og biologisk kjemi. En mikrobølgeassistert heteroarylation ved hjelp av palladium katalysis gir en rask og effektiv metode for å feste heteroaryl moieties direkte til keton substrater.

En mikrobølgeovn-assistert direkte heteroarylation av ketoner ved hjelp av transition metal katalysis

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

Denne protokollen benytter mikrobølgebestråling og en palladium katalysator for å feste et heteroarylfragment direkte på alfakarbonet til en keton. Den største fordelen med denne teknikken er den raske konstruksjonen av en heteroarylforbindelse for medisinsk kjemiscreening, for katalysatorassistert utvikling, og for tandem organisk reaksjonsoppdagelse. Den langsiktige implikasjonen av vår forskning er syntesen av en effektiv aromatasehemmer som skal brukes som en potensiell behandling for hormonreseptorpositiv brystkreft.Feil vil mest sannsynlig komme fra søl mens du bruker hanskerommet, så vårt råd er å ta deg tid, da reaksjonen ikke krever et raskt tempo for å lykkes. Transporter de nødvendige reagensene og forsyningene inn i hanskerommet. Inne i den perched hanske boksen, veie 115 milligram natrium tert-butoksid direkte inn i fire milliliter mikrobølgeovn reaksjon hetteglass.Bruk en glasspipette til å legge til en ml avgasset toluen i mikrobølgereaksjons hetteglasset. Vei ni milligram XPhos Palladacycle Generation 4 Catalyst og legg den til i mikrobølge hetteglasset. Dypp slikkepotten i oppløsningen i hetteglasset og virvle for å sikre fullstendig overføring av katalysatoren.Bruk deretter en egnet mikrolitersprøyte til å legge til 64,4 mikroliter acetopfenon i mikrobølgeoppbe hetteglasset. Vei 103 milligram 3-iodopyridin og legg den i mikrobølgeovn hetteglasset. Deretter legger du til en annen en milliliter av avgasset toluen slik at den totale reaksjonsblandingen er omtrent tre milliliter.Sett forseglingen og hetten forsiktig og sett dem på mikrobølgereaksjons hetteglasset. Skru fast. Ta kjemikaliene, forsyningene og søppelet ut av hanskerommet.Ta det monterte reaksjons hetteglasset til mikrobølgeovnreaktoren, og plasser det på silisiumkarbidplaten på rotoren. For flere reaksjons ampuller, plass dem jevnt over de fire silisiumkarbidplatene på rotoren. Sett den infrarøde sensortemperaturgrensen til 113 grader Celsius, tilsvarende den faktiske reaksjonstemperaturen ved 130 grader Celsius.Programmer mikrobølgeovn makt og tid for hvert trinn i henhold til manuskriptet. Kjør reaksjonen under mikrobølgebestråling. Registrer faktisk reaksjonstid og temperatur.Etter at mikrobølgereaksjons hetteglasset er avkjølt til omgivelsestemperatur, overfør reaksjonsblandingen til en separatory trakt og skyll med en minimal mengde etylacetat inn i trakten. Tilsett to milliliter mettet ammoniumklorid og ti milliliter etylacetat til separatory trakten, og rist for å blande. Plasser separatoritrakten på et stativ for å bosette seg i fem minutter.Åpne ventilen for å drenere det vandige laget, deretter skille det øverste organiske laget, og lagre den i et rent, tørt beger. Gjenta ekstraksjonen ved å legge til ti milliliter etylacetat to ganger til, og kombiner de organiske lagene. Etter tørking og roterende fordampning, registrere form, farge, og masse av råoljeproduktet.Kontroller det endelige produktet ved hjelp av automatisert flashkromatografi. Oppløs først råoljeproduktet i en til to milliliter aceton i en rund bunnkolbe, etterfulgt av tillegg av 1,5 gram silikagel for å lage en slurry. Utfør roterende fordampning i ca fem minutter, fjern aceton veldig nøye, slik at produktet er lastet på silikagelen.Overfør den resulterende silikagelen til en tom blitskromatografilastepatron. Sett sammen lastekassetten, den forhåndspakkede kolonnen, reagensrørstativet og løsningsmiddellinjene for det automatiserte MPLC-systemet. Konfigurer oppløsningsvæskegradienten og andre parametere for MPLC-systemet, og kjør flashkromatografien.Kombiner de ønskede MPLC-brøkene i en rund bunnkolbe, og fordamp oppløsningsvæsken på et roterende fordampningsapparat for å samle det rene produktet. Tørk det rensede produktet under høyt vakuum i minst en time for å fjerne gjenværende løsemiddel. Deretter veier du fem til 10 milligram av det endelige rensede produktet.Oppløs det 0,75 milliliter av deuterated kloroform eller annet passende deuterated løsemiddel. Og ta et proton NMR-spektrum. Ved hjelp av denne effektive mikrobølgeassisterte protokollen ble den direkte alfakarbon-heteroarylasjonen av ketoner utført.For eksempel ble sammensatt 1A syntetisert og isolert som en blek-gul forbindelse. Proton og karbon-13 NMR spektra er vist her. Tilstedeværelsen av et to-proton singlet signal ved delta 4.26 ppm i protonspekteret bekreftet den vellykkede karbon-karbonkoblingen mellom keton og heteroarylhalogen.Rensingen basert på etylacetat og hexanes løsemiddelsystem tillot isolering av forbindelsene med ett nitrogen veldig bra. Når denne metoden ble benyttet for forbindelser med to eller flere nitrogenatomer, metanol og metylen klorid løsemiddel systemet bør brukes for å få raskere elution. Det viktigste å huske er å sikre nøyaktig og fullstendig overføring av alle reagensene, spesielt katalysatoren.Denne teknikken gjør det mulig for forskerne å utføre parallell syntese for oppdagelsen av farmasøytiske reagenser og å utvikle domino tilnærming 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

Mikrobølgeovn-assistert intramolekylære Dehydrogenative Diels-Alder reaksjoner for syntese av funksjonalisert naftalener / Solvatochromic Fargestoffer

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

Mikrobølgeovn-assistert funksjon av Poly (etylenglykol) og On-resin Peptider for bruk i Chain polymerisasjoner og hydrogeldannelse

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 Mikroemulsjon-mediert Syntese av mono og bimetall 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

Rapid Høy throughput Arter Identifikasjon av Botanisk Material Bruke direkte 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-assistert konvertering av Anomeric 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 ytelse karakteristikkene av transisjonsmetall enkelt Atom katalysator elektrokjemiske CO2 reduksjon

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

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 ...

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

Redusere Willow Wood Fuel utslipp ved lav temperatur mikrobølgeovn assistert hydrotermisk karbonisering

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

Iminfunksjon Metathesis av silica-støttede katalysatorer ved hjelp av metoder for overflate organometalliske kjemi

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