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

Erkännande görs till givarna av American Chemical Society Petroleum Research Fund för stöd till denna forskning (PRF # 54968-UR1). Detta arbete stöddes också av National Science Foundation (CHE-1760393). Vi erkänner tacksamt NKU Center for the Integration of Science and Mathematics, NKU-STEM International Research Program och Institutionen för kemi och biokemi för ekonomiskt och logistiskt stöd. Vi tackar också School of Chemical Sciences Mass Spectrometry Laboratory vid University of Illinois i Urbana-Champaign för att få HRMS data.

Försiktighet:
<ul><li>Mikrovågsreaktionflaskor bör användas under 20 bar för mikrovågsreaktorn utrustad med en rotor på 4 x 24MG5. Om reaktionen använder mycket flyktiga lösningsmedel, genererar gas, eller om lösningsmedel bryts ned, är det nödvändigt att beräkna trycket vid vissa reaktionstemperaturer för att se till att det totala trycket i injektionsflaskan är mindre än 20 bar.</li>
	<li>Standardtekniker i organisk syntes för handsklåda, blixtkromatografi och kärnmagnetisk resonans (NMR) använ...

<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 metod som beskrivs häri utvecklades för att få tillgång till värdefulla syntesbyggstenar – heteroarylföreningar. Jämfört med prejudikat litteratur rapporter om heteroarylation, valet av detta nuvarande katalytiska system visade flera betydande fördelar. För det första undviker det användningen av skyddsgrupper, isolering av reaktiva intermediärer, stoichiometry krav katalysatorer, och den utökade reaktionstider11,17. För det andra erbjuder Si...

Mikrovågor interagerar med material genom jonisk resistiv eller dipolär polarisering för att ge snabb och homogen uppvärmning. Mikrovågsassisterade organiska reaktioner har ökat i popularitet i forskningslaboratorier efter den första rapporten för snabb organisk syntes 19861. Även om den exakta karaktären av mikrovågsuppvärmning är inte klart och förekomsten av en "icke-termisk" mikrovågseffekt är fortfarande under debatt, betydande hastighet förbättringar för mikrovågsugn-assisterad organiska reaktioner har observerats och rapporterats2. Tröga reaktioner som normalt tar timmar eller dagar att avsluta har rapporterats vara avslutade inom några minuter under mikrovågsbestrålning3,4,5,6. Svåra organiska reaktioner som kräver hög aktiveringsenergi såsom cyclizations och konstruktion av sterically hindrade platser rapporterades vara framgångsrika under mikrovågbestrålning med förbättrad reaktionavkastning och renhet7. I kombination med andra funktioner som lösningsmedelsfria reaktioner och dominoreaktioner erbjuder mikrovågsassisterad organisk syntes oöverträffade fördelar i utformningen av miljövänliga reaktioner.
Till skillnad från sin arylation motsvarande, som har studerats i stor utsträckning, heteroarylation, särskilt på α-C (sp3) av karbonyl föreningar, har sällan rapporterats i litteraturen8,9,10. De få litteraturrapporter om α-heteroarylation av karbonylföreningar hade stora begränsningar såsom en stoichiometrisk mängd katalysatorer, smal substrat omfattning, och isolering av reaktion intermediärer11,12,13. Det finns flera utmaningar för direkt α-heteroarylation av ketoner som återstår att lösa för att göra det till en allmän strategi. Först tenderar heteroatomer att samordna till övergången metall katalysator och orsaka katalysatorförgiftning14,15. För det andra är α-H i mono(hetero)arylationsprodukten surare än i utgångsmaterialet. Det tenderar således att reagera ytterligare för att göra oönskade (bishetero)arylation eller (multihetero)arylation produkter. Tredje, karbonyl föreningar har ofta en lägre kostnad än heteroaryl föreningar, så det är praktiskt att använda överskott kolyl föreningar för att driva reaktionen till färdigställande. Överskott av karbonylföreningar skulle dock ofta orsaka självkondensation, ett ofta stött på problem i övergången metallkatalyserade α-heteroarylation av karbonylföreningar.
I denna rapport beskriver vi vår senaste studie om den direkta α-C(sp3) heteroarylation av ketoner med hjälp av en mikrovågsugn-assisterad reaktion protokoll. För att ta itu med den första utmaningen, katalysatorförgiftning diskuteras ovan, starkt samordnande och sterically hindrade ligands användes för att minimera katalysatorförgiftning av heteroatomer. Skrymmande ligands förväntades också bromsa sidoreaktioner som (bishetero)arylation eller (multihetero)arylation16,17, den andra utmaningen som nämns ovan. För att minimera effekten av den tredje utmaningen, bildandet av keton självkondensation smedprodukter, mer än 2 motsvarigheter av bas användes för att konvertera ketoner till deras motsvarande enolates. Den långa reaktionstiden och hög reaktionstemperatur, tillsammans med de utmaningar som specifikt förknippas med den direkta α-C(sp3) heteroarylation av ketoner, gör det till en lämplig kandidat för mikrovågsassisterad organisk syntesforskning.

<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 introducerar heteroarylfragment till organiska molekyler. Trots de många tillgängliga reaktioner som rapporterats för arylation via övergången metall katalys, är litteraturen om direkt heteroarylation knappa. Förekomsten av heteroatomer som kväve, svavel och syre gör ofta heteroarylation till ett utmanande forskningsområde på grund av katalysatorförgiftning, produktnedbrytning och resten. I detta protokoll beskrivs en mycket effektiv direkt α-C(sp3) heteroarylation av ketoner under mikrovågsbestrålning. Viktiga faktorer för framgångsrik heteroarylation inkluderar användning av XPhos Palladacycle Gen. 4 Catalyst, överskottsbas för att undertrycka sidoreaktioner och den höga temperatur och det tryck som uppnås i en förseglad reaktionsinjektion under mikrovågsbestrålning. De heteroarylationföreningar som utarbetats av denna metod var helt kännetecknas av protonnukleär magnetisk resonansspektroskopi (1H NMR), kolnukleär magnetisk resonansspektroskopi (13C NMR) och högupplöst masspektrometri (HRMS). Denna metod har flera fördelar jämfört med litteratur prejudikat inklusive breda substrat omfattning, snabb reaktiontid, grönare förfarande och operativ enkelhet genom att eliminera beredningen av intermediärer såsom silyl enol eter. Möjliga tillämpningar för detta protokoll inkluderar, men är inte begränsade till, mångfaldsorienterad syntes för upptäckten av biologiskt aktiva små molekyler, dominosyntes för beredning av naturliga produkter och ligandutveckling för nya övergångsmetallkatalytiska system.

Den direkta heterolationen av ketoner (sp3) kan utföras med hjälp av detta effektiva mikrovågsassisterade protokoll. Utvalda exempel på heteroaryl ketoner syntetiseras i denna studie visas i figur 1. Specifikt, förening 1a var syntetiserad och isolerade som en blekgul olja (0,49 mmol, 192 mg, 98%). Dess 1H och 13C NMR spektra visas i figur 2 för att bekräfta struktur och renhet. Förekomsten av en två-proton singlet...

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 föreningar är viktiga molekyler som används i organisk syntes, läkemedel och biologisk kemi. En mikrovågsassisterad heteroarylation med palladiumkatalys ger en snabb och effektiv metod för att fästa heteroaryl moieties direkt till ketonsubstrat.

En mikrovågsassisterad direkt heteroarylation av ketoner med hjälp av övergångsmetallkatalys

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

Detta protokoll utnyttjar mikrovågsbestrålning och en palladiumkatalysator för att fästa ett heteroarylfragment direkt på alfakolet av en keton. Den största fördelen med denna teknik är den snabba konstruktionen av en heteroaryl förening för medicinsk kemi screening, för katalysator-bistå utveckling, och för tandem organisk reaktion upptäckt. Den långsiktiga innebörden av vår forskning är syntesen av en effektiv aromatashämmare som ska användas som en potentiell behandling för hormonreceptorpositiv bröstcancer.Misstag skulle sannolikt komma från spill när du använder handskfacket, så vårt råd är att ta din tid, eftersom reaktionen inte kräver ett högt tempo för att lyckas. Transportera de nödvändiga reagenserna och förråden in i handskfacket. Inuti den uppflugna handskfacket, väga 115 milligram natrium tert-butoxid direkt i fyra milliliter mikrovågsreaktion injektionsflaska.Använd en glaspipett för att lägga till en milliliter avgasad toluen i mikrovågsreaktionsflaskan. Väg nio milligram XPhos Palladacycle Generation 4 Catalyst och lägg till den i mikrovågsflaskan. Doppa spateln i lösningen i injektionsflaskan och virvel för att säkerställa en fullständig överföring av katalysatorn.Använd sedan en lämplig mikroliterspruta för att lägga till 64,4 mikroliter acetofenon i mikrovågsflaskan. Väg 103 milligram 3-iodopyridin och tillsätt den i mikrovågsflaskan. Lägg därefter till ytterligare en milliliter avgasad toluen så att den totala reaktionsblandningen är cirka tre milliliter.Rada upp tätningen och locket försiktigt och lägg dem på mikrovågsreaktionsflaskan. Skruva åt. Ta ut kemikalierna, förnödenheterna och skräpet ur handskfacket.Ta den monterade reaktionsflaskan till mikrovågsreaktorn, och placera den på kiselkarbidplattan på rotorn. För flera reaktionsdynacks, utrymme dem jämnt över de fyra kiselkarbid plattorna på rotorn. Ställ in den infraröda sensorns temperaturgräns till 113 grader Celsius, motsvarande den faktiska reaktionstemperaturen vid 130 grader Celsius.Programmera mikrovågskraften och tid för varje steg enligt manuskriptet. Kör reaktionen under mikrovågsbestrålning. Registrera den faktiska reaktionstiden och temperaturen.Efter att mikrovågsreaktionsflaskan svalnat till omgivningstemperatur, överför reaktionsblandningen i en separatorisk tratt och skölj med en minimal mängd etylacetat i tratten. Tillsätt två milliliter mättad ammoniumklorid och tio milliliter etylacetat till separatortratten och skaka för att blanda. Placera separatortratten på ett rack för att nöja sig med fem minuter.Öppna ventilen för att dränera vattenskiktet, sedan separera toppen organiska skiktet, och spara den i en ren, torr bägare. Upprepa extraktionen genom att tillsätta tio milliliter etylacetat två gånger till, och kombinera de organiska lagren. Efter torkning och rotationsavdunstning, registrera form, färg och massa av råvaran.Verifiera slutprodukten med hjälp av automatiserad blixtkromatografi. Lös först råvaran i en till två milliliter aceton i en rund bottenkolv, följt av tillsats av 1,5 gram kiselgel för att göra en slurry. Utför rotationsavdunstning i cirka fem minuter, ta bort aceton mycket noggrant, så att produkten laddas på kiselgelen.Överför den resulterande kiselgelen till en tom flashkromatografi lastningspatron. Montera lastpatronen, färdigpackad kolonn, provrörsrack och lösningsmedelsledningar för det automatiserade MPLC-systemet. Ställ in lösningsmedelsgradienten och andra parametrar för MPLC-systemet och kör blixtkromatografin.Kombinera de önskade MPLC-fraktionerna i en rundbottenkolv, och avdunsta lösningsmedlet på en rotationsavdunstningsapparat för att samla upp den rena produkten. Torka den renade produkten under högt vakuum i minst en timme för att avlägsna restlösningsmedel. Sedan, väga fem till 10 milligram av den slutliga renas produkt.Lös det 0,75 milliliter av deutererad kloroform eller annan lämplig deuterated lösningsmedel. Och ta en proton NMR spektrum. Med hjälp av denna effektiva mikrovågsugn-assisterad protokoll, direkt alpha-kol heteroarylering av ketoner utfördes.Till exempel, sammansatta 1A var syntetiserade och isolerade som en blek-gul förening. Dess proton och kol-13 NMR spektra visas här. Förekomsten av en två-proton singlet signal vid delta 4.26 ppm i protonspektrumet bekräftade den framgångsrika kol-kol koppling mellan keton och heteroaryl halide.Reningen baserad på etylacetat och hexanes lösningsmedel system möjlige isolering av föreningarna med ett kväve mycket väl. När denna metod utnyttjades för föreningar med två eller flera kväveatomer, metanol och metylenklorid lösningsmedel systemet bör användas för att få snabbare eluering. Det viktigaste att komma ihåg är att säkerställa en korrekt och fullständig överföring av alla reagenser, särskilt katalysatorn.Denna teknik gör det möjligt för forskarna att utföra parallell syntes för upptäckten av farmaceutiska reagenser och att utveckla domino strategi för naturlig produktsyntes.

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

Mikrovågsassisterad Intramolekylära Dehydrogenative Diels-Alder-reaktioner för syntes av Funktionaliserade naftalener / Färgämnen 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

Mikrovågsassisterad funktionalisering av poly (etylenglykol) och On-harts Peptider för användning i Chain Polymerisationer och Hydrogel Bildning

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

Omvänd mikroemulsion-medierad Syntes av mono och bimetall Early övergångsmetallkarbiden och Nitride Nanopartiklar

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 med hög kapacitet Art Identifiering av Botanical Material med direkt analys i realtid högupplöst masspektrometri

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 mikrovågsugn-assisterad konvertering av anomera nitrat-estrar till 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

Syntes och prestanda karakteriseringar av övergång metall enda Atom katalysator för elektrokemisk CO2 minskning

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

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 ...

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

Minska Willow Wood bränsle emission av låg temperatur mikrovågsugn Assisted 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

Imine Metathesis av kiseldioxid-stödda katalysatorer med hjälp av metoden för Ytorganometallic kemi

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