Name: efficient synthesis of polyfunctionalized benzenes in water via persulfate-promoted benzannulation of &#945;,&#946;-unsaturated compounds and alkynes
Uploaded: 2019-12-16T16:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Efficient Synthesis of Polyfunctionalized Benzenes in Water via Persulfate-promoted Benzannulation of ÃŽÂ±,ÃŽÂ²-Unsaturated Compounds and Alkynes at JoVE.com

Мы благодарим Фонд-де-Ампаро и Пескиса-ду-Эс-Сан-Паулу (ФАПЕСП, Сан-Паулу, Бразилия) за финансовую поддержку (Grant FAPESP 2017/18400-6). Это исследование было частично профинансировано Кодексом Аперфеяоаменто де Пессоаль-де-Невель- Бразилия (КАПЕС) - Финансовый кодекс 001.

ВНИМАНИЕ: Проконсультируйтесь с листами данных о материальной безопасности (MSDS) до использования химических веществ в этой процедуре. Используйте соответствующее оборудование для индивидуальной защиты (PPE), включая защитные очки, лабораторное пальто и нитриловые перчатки, поскольку н...

<ol>
	<li>Colacot, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> New Trends in Cross-Coupling. Theory and Applications. , (2015).</li><li>Hassan, J., S&#233;vignon, M., Gozzi, C., Schulz, E., Lemaire, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aryl-Aryl+Bond+Formation+One+Century+after+the+Discovery+of+the+Ullmann+Reaction.">Aryl-Aryl Bond Formation One Century after the Discovery of the Ullmann Reaction.</a> Chemical Reviews. 102 (5), 1359 (2002).</li><li>Snieckus, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+Aromatic+Functionalization+and+references+therein.">Directed Aromatic Functionalization and references therein.</a> Beilstein Journal of Organic Chemistry. 7, 1215-1218 (2011).</li><li>Ashenhurst, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intermolecular+oxidative+cross-coupling+of+arenes.">Intermolecular oxidative cross-coupling of arenes.</a> Chemical Society Reviews. 39 (2), 540-548 (2010).</li><li>Reich, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Organolithium+Aggregates+and+Mixed+Aggregates+in+Organolithium+Mechanisms.">Role of Organolithium Aggregates and Mixed Aggregates in Organolithium Mechanisms.</a> Chemical Reviews. 113 (9), 7130-7178 (2013).</li><li>van Otterlo, W. A. L., de Koning, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metathesis+in+the+Synthesis+of+Aromatic+Compounds.">Metathesis in the Synthesis of Aromatic Compounds.</a> Chemical Reviews. 109, 3743-3782 (2009).</li><li>Zhou, P., Huang, L. B., Jiang, H. F., Wang, A. Z., Li, X. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Chemoselective+Palladium-Catalyzed+Cross-Trimerization+between+Alkyne+and+Alkenes+Leading+to+1,3,5-Trienes+or+1,2,4,5-Tetrasubstituted+Benzenes+with+Dioxygen.">Highly Chemoselective Palladium-Catalyzed Cross-Trimerization between Alkyne and Alkenes Leading to 1,3,5-Trienes or 1,2,4,5-Tetrasubstituted Benzenes with Dioxygen.</a> Journal of Organic Chemistry. 75, 8279-8282 (2010).</li><li>Li, S., Wu, X. X., Chen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Base-promoted+direct+synthesis+of+functionalized+N-arylindoles+via+the+cascade+reactions+of+allenic+ketones+with+indoles.">Base-promoted direct synthesis of functionalized N-arylindoles via the cascade reactions of allenic ketones with indoles.</a> Organic and Biomolecular Chemistry. 17, 789-793 (2019).</li><li>Maezono, S. M. B., Poudel, T. N., Lee, Y. <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+construction+of+sterically+challenging+and+diverse+polyarylphenols+via+transition-metal-free+benzannulation+and+their+potent+in+vitro+antioxidant+activity.">One-pot construction of sterically challenging and diverse polyarylphenols via transition-metal-free benzannulation and their potent in vitro antioxidant activity.</a> Organic and Biomolecular Chemistry. 15, 2052-2062 (2017).</li><li>Shu, W. M., Zheng, K. L., Ma, J. R., Wu, A. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transition-Metal-Free+Multicomponent+Benzannulation+Reactions+for+the+Construction+of+Polysubstituted+Benzene+Derivatives.">Transition-Metal-Free Multicomponent Benzannulation Reactions for the Construction of Polysubstituted Benzene Derivatives.</a> Organic Letters. 17, 5216-5219 (2015).</li><li>Jiang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secondary+amine-catalyzed+[3+benzannulation+to+access+polysubstituted+benzenes+through+iminium+activation.">Secondary amine-catalyzed [3 benzannulation to access polysubstituted benzenes through iminium activation.</a> Synthetic Communications. 48, 336-343 (2018).</li><li>Koening, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Scalable Green Chemistry. Case Studies from the Pharmaceutical Industry. , (2013).</li><li>Backvall, J. 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> Modern Oxidation Methods. , (2004).</li><li>Narayan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="On+Water":+Unique+Reactivity+of+Organic+Compounds+in+Aqueous+Suspension.">"On Water": Unique Reactivity of Organic Compounds in Aqueous Suspension.</a> Angewandte Chemie International Edition. 44, 3275-3277 (2005).</li><li>de Souza, G. F. P., Salles, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persulfate-Mediated+Synthesis+of+Polyfunctionalized+Benzenes+in+Water+via+Benzannulation+of+Alkynes+and+&#945;,&#946;-Unsaturated+Compounds.">Persulfate-Mediated Synthesis of Polyfunctionalized Benzenes in Water via Benzannulation of Alkynes and &#945;,&#946;-Unsaturated Compounds.</a> Green Chemistry. , (2019).</li><li>Prat, D., Wells, A., Hayler, J., Sneddon, H., McElroy, C. R., Abou-Shehada, S., Dunn, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CHEM21+Selection+Guide+of+Classical-+and+Less+Classical-Solvents.">CHEM21 Selection Guide of Classical- and Less Classical-Solvents.</a> Green Chemistry. 18, 288-296 (2015).</li><li>Sheldon, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metrics+of+Green+Chemistry+and+Sustainability:+Past,+Present,+and+Future.">Metrics of Green Chemistry and Sustainability: Past, Present, and Future.</a> ACS Sustainable Chemistry &amp; Engineering. 6, 32-48 (2018).</li></ol>

Метод сообщил в данном был разработан, чтобы быть очень простой и мягкой экспериментальной установки для синтеза полифункционализированных бензолов в воде15. В наших условиях мы могли наблюдать отличные урожаи для продуктов с помощью аммония persulfate. Следует использовать с?...

Функционализированные бензолы, возможно, наиболее занятых прекурсоров в синтетической органической химии1,2. Они фигурирует в мейнстриме фармацевтических препаратов, натуральных продуктов и функциональных органических материалов. Мощные подходы были зарегистрированы для строительства полизунитарных производных бензола и среди них, устоявшиеся методы, как ароматические нуклеофильные или электрофилические замены3,кросс-соединение реакций4 и направленной металлации5 являются распространенными подходами. Тем не менее широкое применение этих стратегий может быть затруднено ограниченным охватом субстрата, чрезмерной реакцией и вопросами режиовертизма.
Реакции на циклизацию тандема представляют собой очень привлекательную альтернативу классическим методам быстрого строительства функционализованных бензолов в атомно-экономической форме6,7,8. В этих рамках, бензеннуляционные реакции представляют собой подходящий протокол для эффективного преобразования ациклических строительных блоков в ценные бензолскелеты. Этот класс реакции является универсальной методологией, показывая различные химические запасы, механизмы и экспериментальные условия9,10,11.
Цельнашего исследования заключается в разработке простого и практического протокола для реакции бензанлуляции для создания беспрецедентных функционализированных бензоловых колец. С этой целью мы приступили к изучению безметалла, persulfate опосредованизированной бензаннулуляции в воде, используя дешевые химические запасы (я ненасыщенные соединения и алкинины).
Можно отметить ряд преимуществ перед методами, о которых говорится в литературе. Преобразования без металлов имеют все необходимые атрибуты для удовлетворения потребностей устойчивого развития. Просто немногие, нет необходимости в дорогостоящих и сложных удаления металлических следов суммы из желаемых продуктов; реакции менее чувствительны к кислороду и влаге, что облегчает его манипуляцию, и общий процесс, как правило, дешевле12. Соли Persulfate стабильны, просты в обращении и генерируют только сульфат в качестве побочного продукта, тем самым добавляя импульс зеленой инициативе химии, чтобы свести к минимуму загрязнение отходами13. Вода считается подходящим зеленым растворителем для органических реакций: она нетоксична, не воспламеняется, имеет очень низкий запах и доступна по низкой цене. Даже водорастворимые органические соединения могут быть использованы с помощью "на воде"14 водных суспензий, и эти простые синтетические протоколы были получить все большее внимание в течение многих лет.
Наши оптимизированные условия реакции и простая процедура работы/очистки обеспечивают доступ к нескольким функционализированным бензолу кольцам, которые предлагают множество возможностей для дальнейшей функционализации.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ammonium persulfate</td>
			<td>Vetec</td>
			<td>276</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform-D, (D, 99.8%)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>570699-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-cyclohexen-1-one &#62;95%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C102814-25ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl Acetate, 99.9%</td>
			<td>Synth</td>
			<td>01A1010.01.BJ</td>
			<td>ACS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexanes, 98.5%</td>
			<td>Synth</td>
			<td>01H1007.01.BJ</td>
			<td>ACS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylacetylene 98%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>117706-25ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica Gel (SiO2)</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>60738-5KG</td>
			<td>pore size 60 &#197;, 35-70 &#956;m particle size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin-layer chromatography plates</td>
			<td>Macherey-Nagel</td>
			<td>818333</td>
			<td>0.20 mm silica gel 60 with fluorescent indicator UV254</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

efficient synthesis of polyfunctionalized benzenes in water via persulfate-promoted benzannulation of &#945;,&#946;-unsaturated compounds and alkynes

Реакция бензаннуляции представляет собой эффективный протокол для преобразования ациклических строительных блоков в структурно разнообразные бензолные скелеты. Несмотря на классические и недавние подходы к функционализированным бензолам, в водах без металлов методы остается проблемой и представляет собой возможность расширить еще больше набор инструментов, используемых для синтеза полизуметированных соединений бензола. Этот протокол описывает оперативно простую экспериментальную установку для изучения бензеннуляции ненасыщенных соединений и алкининов, чтобы позволить себе беспрецедентные функционализированные бензоловые кольца с высокими урожаями. Аммоний persulfate является реагентом выбора и приносит заметные преимущества, как стабильность и легкая обработка. Кроме того, использование воды в качестве растворителя и отсутствие металлов придает более устойчивости метода. Измененная процедура работы, которая позволяет избежать использования сушки агентов также добавляет удобство протоколу. Очистка продуктов осуществляется только с помощью вилки кремнезема. Область субстрата в настоящее время ограничена терминальными алкининами и ненасыщенными алифатическими соединениями.

Полизамененный бензол(3b, Рисунок 1) был выделен в виде бесцветного масла (0,2741 г, 0,920 ммоль, 92% урожайности) с помощью нашего протокола. Структура и чистота могут быть оценены в 1H и 13C NMR спектра представлены на рисунке 2 и рисун?...

Watch this Scientific Journal Video about Efficient Synthesis of Polyfunctionalized Benzenes in Water via Persulfate-promoted Benzannulation of ÃŽÂ±,ÃŽÂ²-Unsaturated Compounds and Alkynes at JoVE.com

Efficient Synthesis of Polyfunctionalized Benzenes in Water via Persulfate-promoted Benzannulation of ÃƒÅ½Ã‚Â±,ÃƒÅ½Ã‚Â²-Unsaturated Compounds and Alkynes

Сообщается о бензеннулировании, не содоблагаемом персульфатом, без металлоконструкций, ненасыщенных соединений и алкининов в воде в направлении синтеза беспрецедентных полифункционализированных бензолов.

Эффективный синтез полифункционализированных бензолов в воде с помощью персульфат-продвигаемой бензаннуляции, ненасыщенных соединений и алкининов

Benzannulation reactions represent an effective protocol to transform acyclic building blocks into structurally varied benzene skeletons. Despite ...

Это очень простая экспериментальная установка в соответствии с требованиями органической химии для получения ряда жизнеспособных полифункциональных бензолов. Основным преимуществом этого метода является использование воды в качестве растворителя, который позволяет легко изоляции сырой смеси и способствует устойчивой практике органической химии. Демонстрация процедуры будет д-р Габриэла Соуза, ассоциированный исследователь из моей лаборатории.Для начала добавьте два миллилитров дистиллированной воды в 15-миллилитровую пробирку, содержащую батончик. Последовательно добавьте 220 микролитров фенола ацетилена, 96,8 микролитров 2-циклохексена-1-1 и 1,5 миллилитров свежеприготовленного 1,3 муларного персульфата аммония. Cap трубки с помощью резиновой перегородки и вставить иглу в нем, чтобы избежать возможного накопления давления во время нагрева.Поместите трубку в алюминиевый нагревательный блок на горячую пластину и нагрейте ее при температуре 85 градусов по Цельсию под энергичным перемешиванием при температуре 1 150 об/мин в течение восьми часов. Чтобы обеспечить прогресс реакции, возьмите 50 микролитров алицита среды реакции и перенесите его в 1,5 миллилитрический конический флакон. Добавьте в флакон 50 микролитров этилового ацетата и встряхните его.Затем соберите органический верхний слой с капиллярной трубкой и нанесите его на стеклянную пластину с кремнеземом TLC. Опустите пластину в раствор 92:8 гексанес этилового ацетата для анализа. Охладить реакционной смеси до комнатной температуры и добавить один миллилитр этилового ацетата в пробирку.Перемешать подвеску в течение примерно одной минуты, а затем центрифугировать подвеску на 2, 336 раз г при комнатной температуре в течение одной минуты. Удалите органический верхний слой с помощью пипетки Pasteur и перенесите его в круглую нижнюю колбу. Повторите добавление этилового ацетата к центрифуге и удаление верхнего слоя еще два раза.Сосредоточьте верхний слой под пониженным давлением, используя роторный испаритель для получения сырой нефти. Добавьте 55 миллилитров смеси гексан и этилового ацетата в соотношении 92:8 в стакан, содержащий 7,5 грамма диоксида кремния. Перемешать колбу, чтобы получить однородный суспензии.Перенесите суспензию на столбец с 40-миллиметровым внутренним диаметром, чтобы упаковать столбец. Растворите сырую нефть в минимальном количестве этилового ацетата, а затем перенесите этот раствор в столбец. Соберите стоки столбца в пробирках.Выполните TLC и получить желаемый чистый продукт в соответствии с результатом TLC показывая только один мигрирующих соединений. Сосредоточьте желаемое решение под пониженным давлением на роторный испаритель и удалите окончательные летучие жидкости под высоким вакуумом, по крайней мере один час. Проанализируйте образец очищенного продукта протоном и углеродом-13 ЯМР с помощью дейтетерированного хлороформа.В этом протоколе полисубститный бензол был выделен как бесцветное масло. Структура и чистота оценивались в спектрах протона и углерода-13 ЯМР. Пики для ароматических протонов на центральном бензоловом кольце при 8.37 и 7.72 PPM использовались в качестве диагностических сигналов для формирования продукта.Очень важно тщательно контролировать температуру реакционной среды и обеспечить правильное перемешивание подвески во время реакции. Эта процедура может быть использована в любой другой трансформации, выполняемой в воде. Сохранение рабочего шага является эффективным способом получения сырой смеси из среды реакции.Эта процедура предлагает простой и эффективный способ изучения воды в качестве средства реагирования и поощрения разработки более устойчивых преобразований. Для обеспечения оперативной безопасности, после укупорки трубки резиновой перегородкой, не забудьте вставить иглу перед переходом на отопление. Это позволяет избежать какого-либо давления накопления во время реакции.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Efficient Synthesis of Polyfunctionalized Benzenes in Water via Persulfate-promoted Benzannulation of &#945;,&#946;-Unsaturated Compounds and Alkynes

Reactions of Aromatic Compounds

SCIENTISTS IN ACTION

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Легким и эффективным Подготовка Tri-компонентов флуоресцентных гликополимеров помощью плот контролируется полимеризации

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

Синтез и Отслоение дискотического циркониевых Фосфаты для получения кристаллов коллоидное Liquid

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Синтез белка биоконъюгатов<em&gt; с помощью</em&gt; Цистеин-малеимид химии

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

Synthesis of a Water-soluble MetalÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œOrganic Complex Array

Синтез растворимой в воде металлоорганические сложный комплекс

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Синтез нанопроволоки Au субстрата прыгните через механизм активного роста поверхности

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Heterogeneous Removal of Water-Soluble Ruthenium Olefin Metathesis Catalyst from Aqueous Media Via Host-Guest Interaction

Гетерогенные удаления водорастворимых рутений олефинов метатеза катализатора из водных сред через хост гость взаимодействия

A highly efficient transition metal catalyst removal method is developed. The water-soluble catalyst contains a newly-designed NHC ligand for the catalyst ...

Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile

Синтез сложных эфиров через зеленее этерификации Steglich в ацетонитриле

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the ...

Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of &#945;-Imino &#947;-Lactones and Alkylidene Pyrazolones

Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of ÃƒÅ½Ã‚Â±-Imino ÃƒÅ½Ã‚Â³-Lactones and Alkylidene Pyrazolones

Эффективное строительство подмостей наркотиков как Bispirocyclic через Organocatalytic Cycloadditions α-имино γ-лактонов и Alkylidene Pyrazolones

Bispirocyclic scaffolds are one of the important structural subunits in many natural products that exhibit diverse and attractive biological activities. ...

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

Синтез монодисперсных цилиндрических наночастиц с помощью кристаллизации управляемой самосборки биоразлагаемых блоков copolymers

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock ...

Efficient Synthesis of All-Carbon Quaternary Centers via the Conjugate Addition of Functionalized Monoorganozinc Bromides

Эффективный синтез всех углеродных четвертичных центров через сопряженное Добавление функционализированных Моноорганоцинк бромиды

The conjugate addition of organometallic reagents to &#945;,&#946;-unsaturated carbonyls represents an important method to generate C&#8211;C bonds in the ...