[(Bcp)] PF6: 일반적이 고 광범위 하 게 적용 가능한 구리 기반 포토에도 x 촉매

Summary

[(Bcp) Cu] PF₆, 일반적인 구리 계 광에도 네 스 촉매의 합성에 대 한 상세 하 고 일반적인 프로토콜을 제시 하 고, (헤 테로) 아 렌 및 라 디 칼의 C-H 결합에 대 한 직접적으로 아실 화를 위한 합성 화학에 사용 하기 위한 유기 할로겐화 물의 고리 화.

Abstract

우리 그룹은 최근 구리 계 광에 할로겐화 물 촉매로 서 [(DPEPhos)] PF를 사용 하 여 활성화 되지 않은 것 들을 포함 하 여 광범위 한 유기 체의 활성화를 촉진 하는 것을 효율적으로 입증 했습니다. 이들은 그 때 몇몇 (헤 테로) arenes의 직접 아 르 화에 뿐만 아니라 감소 및 고리 화 반응과 같은 다양 한 급진적인 변환에 참여할 수 있습니다. 이러한 변형은 합성 화학에 관심 있는 작은 분자의 범위 뿐만 아니라 생물학적 활성 천연 제품에 대 한 간단한 액세스를 제공 합니다. 모두, [(bcp) Cu] PF₆ 은 최첨단 이리듐 및 루 테 늄 계 광 촉매에 대 한 매력적이 고 저렴 하며 보완적인 대안이 되는 편리한 광에도 x 촉매 역할을 합니다. 여기서 우리는 NMR 및 분 광학적 특성 뿐만 아니라 [(DPEPhos)의 합성에 대 한 상세한 프로토콜을 보고 하 고, 우리는 (헤 테로) 아 렌과 라 디 칼 고리 화의 직접적인 아실 화를 위한 합성 화학에서의 그의 사용을 예시 한다 유기 할로겐화 물. 특히 methylpyrrole의 직접 아 르 화는 4-iodobenzonitrile을 감당할 수 있는 4-1 메 틸-1hidonro2-yl) Benzonitrile 및 n벤 조일의 라 디 칼 고리 화 및 메 틸을 포함한다. 천연 제품을 감당할 수 있는 시아 미드 A가 상세히 설명 되어 있습니다. 이 구리 계 포토에도 x 촉매의 범위 및 제한은 또한 간략하게 논의 된다.

Introduction

급진적 인 변환은 수십 년 동안 양이온, 음이온 또는 pericyclic 공정¹을 기반으로 하는 변환에 종종 상보적 인 합성 화학에서 현저 하 게 효율적인 경로를 제공 하는 것으로 알려져 왔습니다. 다양 한 유형의 변형에 대해 특히 유망한 반면, 급진적 인 기반 화학은 주로 그 매력을 상당히 제한 하는 매우 독성 시 약의 필요성 때문에 오랫동안 과소 평가 되었습니다. 더욱이, 급진적 인 프로세스는 regio 및/또는 입체 선택도의 측면에서 가난한 제어 수준과 관련 된 변환으로 간주 되거나 광범위 한이 성화 및/또는 중 합 문제를 이끌어 냅니다.

대체 전략은 최근 생성을 용이 하 게 하 고 더 나은 라 디 칼 종의 반응성을 제어 하기 위해 개발 되었다. 그 중 에서도, 광 반응 화합물, 즉 광 응답성 복합 촉매, 가시광선 조사^2,3을 사용 하 여 라 디 칼 종의 편리한 생성을 허용 하기 때문에 광에도 x 촉매는 가장 강력한 방법 중 하나가 되고있다 . 가시광선 자체는 실질적으로 그에 상응 하는 지 반 상태 에서보다 더 강한 환 원제 및 산화 제가 되는 광에도 x 촉매의 흥분 상태의 인구를 촉진 할 수 있다. 이러한 향상 된 산화 환 원 특성은 단 전자 전달 공정을 가능 하 게 하 고, 지 면 상태에서 실현 불가능 하며, 들뜬 상태에서 온화한 조건 하에서 가능한 것 이다. 지난 10 년 동안 가시광선 광에도의 촉매 작용은 유기 합성에서 매력적이 고 강력한 기술이 되었으며 급진적 인 중간체를 기반으로 수많은 현저 하 게 효율적이 고 선택적인 변형을 개발할 수 있었습니다. 지속 가능 하 고 온화 하며 사용자 친화적인 조건에서 생성 됩니다.

대부분의 광에도 x 공정이 현재까지 보고 되는 동안 이리듐 및 루 테 늄 계 광에도의 촉매를 사용 하는 것에 의해 지배 되는 반면, pyrylium 및 아크리 디 늄 유도체⁴와 같은 일부 유기 염료에 의해, 싼 대안은 여전히 높은 요구 산업 응용 분야에 대 한 관심의 보완 프로세스의 개발을 위해. 이와 관련 하 여 구리 기반 광에도 x 촉매의 사용은 더 싼 것이 아니라 더 광범위 하 고/또는 다른 범위의 기질을 활성화 할 수 있는 기회를 제공 하므로 특히 매력적으로 나타나며,이로 인해 새로운 관점을 열어 포토 독 촉매⁵,⁷,⁸ Kutal⁹에 의해 보고 된 일부 유망한 초기 작품에도 불구 하 고, mitani¹⁰ 및 sauvage¹¹ 그룹, 광 활성 구리 복합체는, 그러나, 거의 대부분의 아마도 때문에 광에 독 촉매에 사용 되지 않았다 그들의 루 테 늄과 이리듐 계에 비해 수명이 짧은 흥분 상태. 최근에는 피터 스와 푸 ¹²,¹³,¹⁴,¹⁵에 의해 최근 놀라운 공헌 ^{19 , 20} 및 다른 그룹²¹,²²,^24,25 는 분명히 구리 계 광 촉매에 대 한 관심을 가져 왔고 그들의 독특한 잠재력.

최근 구리 촉매 작용을 하는 라 디 칼 공정²⁶에 대 한 관심의 일환으로, 우리는 최근 일반적이 고 광범위 하 게 적용 가능한 구리 계 광 촉매 인 [(dpephos)] PF₆ diphenylphosphino) 에테르; bcp: 가시광선 조사 하에서 유기 할로겐화 물의 활성화에 특히 효율적인 것으로 밝혀졌다 (도 1a)^28,30. 가시광선을 조사 하 고 아민을 희생 환 원제로 서 존재 하는 경우, 다양 한 비 활성화 아 릴 및 알 킬 할로겐화 물 촉매 량에 의해 용이 하 게 활성화 되는 것으로 나타났다 [(DPEPhos) Cu] PF₆ 그리고 따라서 참여 여러 가지 전자가 풍부한 (헤 테로) 아 렌의 감소, cyclizations 및 직접 아실을 포함 하는 다양 한 라 디 칼 변환에서. 또한, ynamides 및 시아 미드의 광 유도 라 디 칼 도미노 cyclizations 을 촉진 함에 있어서 성공적이 고 복잡 한 트라이, 테 트 라 및 pentacyclic 질소에 대 한 효율적이 고 직접적인 접근을 제공 하는 것이 입증 되었습니다. 다양 한 천연 제품의 핵심 구조를 heterocycles. 이 전략은 항 암 제, 항균 제, 항 염증 및 항우울제를 전시 하는로 터 신, 루 오 톤 인 A 및 deoxyvasicinone의 효율적인 합성을 허용 했습니다. 이러한 변환은 그림 1c에 설명 되어 있습니다. 기계 론 적 관점에서 볼 때, 유기 할로겐화 물의 광 유도 활성화는 광범위 한 기계적 및 광 물성 연구에 의해 확인 된 희귀 한 cu (i) */cu (0) 촉매 사이클을 통해 진행 됩니다. 특히 지 면 상태 [(DPEPhos) (bcp) PF₆ [cu]는 가시광선에의 한 조사 시에는 상응 하는 복잡 한 복합체의 형성을 유도 하 고, 그 후에는 (BCP) pf에 의해 감소 하는 희생 된 아민은 상응 하는 [(DPEPhos) Cu] PF를 생성 한다. 이러한 Cu (0) 중간체는 다양 한 유기 할로겐화 물의 탄소-할로겐 결합을 감소 시킬 수 있을 정도로 환 원 되어 상응 하는 라 디칼을 생성 하 고,이는 앞서 언급 한 변형에 참여 하 여, 시작의 재생과 함께 촉매 (도 1b)를 참조 한다.

다음 섹션에서, 우리는 먼저 광 활성을 합성 하는 프로토콜을 설명 한다 [(DPEPhos) Cu] PF₆ (그의 NMR 및 분 광학적 특성은 대표 결과 섹션에 제시). 합성은 간단 하 고 특히 편리 하며, 다이 클로로 메탄의 테 트 라 키 아 세토 구리 (I) hexafluorophosphate 용액에 DPEPhos 및 1 상당의 등가의 1 상당을 첨가 해야 합니다. 바람직한 [(DPEPhos) Cu] PF₆ 은 다이 에틸 에테르 로부터 침전에 의해 분리 된 후 멀티 그램 스케일 상에 서 용이 하 게 얻어질 수 있다 (도 2a). 중요 한 것은, 단 리 된 구리 복합체는 특히 산소와 습기에 민감 하지 않으므로 빛 으로부터 멀리 떨어진 곳에 보관 하는 것 이외에는 특별 한 예방 조치 없이 편리 하 게 취급할 수 있습니다.

둘째, 두 가지 변형에 초점을 맞추어 가시광선 조사 하에서 [(bcp) Cu] PF₆ 을 사용 하 여 유기 할로겐화 물를 활성화 하는 프로토콜을 설명 합니다. 상기 제 1 반응은 methylpyrrole의 촉매 량을 사용 하는 4-iodobenzonitrile와의 직접 아 르 화 반응으로 서 광에도에 스의 촉매로 서 [(DPEPhos)C)PF6, 희생 환 원제 및 칼륨으로 서의 dicyclohexylisobutylamine 420 nm에서 방사선 조사 하에 염기로 서 카보 네이트 (도 2b). 상기 제 2 반응은 고리 화의 라 디 칼 인 벤 조일-[2-iodoquinnas-3yl) 메 틸] 시아 미드, 그의 고리 화 직접적으로 루 오 톤 인에 이르게 하는 동일한 촉매 및 희생 환 원제를 사용 하 여, 천연 제품을 표시 흥미로운 항 암 활동 (그림 2c). 두 변환에 대 한 자세한 프로토콜이 제공 됩니다.

Protocol

1. 합성 법 (bcp) PF6 Hexafluorophosphate 및 5.39 g(10.00)의 테 트 라 키 아 (10.00 mmol))를 3.73 추가 하 여 2 L 둥근 바닥 플라스 크에 마그네틱 교 반 바를 장착 했습니다. 진공 라인과 아르곤 라인에 연결 된 3 개의 넥 진공 어댑터로 둥근 바닥 플라스 크에 맞습니다. 진공 하에서 플라스 크를 대피 하 고 아르곤으로 세 번 백필 하십시오. 3 개의 넥 진공 어댑터를 고무 중 격으로 교?…

Representative Results

합성 법 (bcp) PF6상기 섹션에서 설명한 프로토콜에 의해 도시 된 바와 같이, [(DPEPhos) Cu] PF6 의 합성은 특히 편리 하며 멀티 그램 스케일에서 용이 하 게 실시할 수 있다. 상기 1H 및 13cNMR 스펙트럼은 순수 복합체의 형성을 나타낸다 (도4a, B). 분 광학적 데이터는 이전에 보고 된31에 해당 합니다. <p …

Discussion

합성 법 (bcp) PF₆
[DPEPhos (bcp) Cu] PF₆ 의 합성은 가장 높은 수율, 순도 및 양호한 재현성을 보장 하기 위해 건식 디 클로로 메탄 (사용 전 증 류) 및 아르곤 하에서 일반적으로 수행 됩니다. 프로토콜에서 언급 한 바와 같이, [(bcp) Cu] PF₆ 의 합성은 일반 디 클로로 메탄 (99.8%)으로 수행 될 수 있다 및/또는 공기의 밑에 가변 효율성. 실제로, 아르곤 하에서 일반 디 클?…

Materials

Material
Bathocuproine (bcp)	Acros	161340010
Acetonitrile, 99.9+	Acros	326811000
Celite 545	Acros	349670025
Bis[(2-diphenylphosphino)phenyl] ether (DPEphos)	Acros	383370050
Calcium hydride	Acros	C/1620/48
Dichloromethane, 99.8%	Fisher Chemical	D/1852/25
Dietyl ether, >= 99%	Fisher Chemical	D/2400/MS21
Ethyl acetate	Fisher Chemical	E/0900/25
N-Methylpyrrole, 99%	Sigma Aldrich	M78801
4-Iodobenzonitrile, 98%	Combi-Blocks	OR-3151
Petroleum ether (40-60 °)	Fisher Chemical	P/1760/25
Potassium carbonate, anhydrous	Fisher Chemical	P/4120/60
Tetrakisacetonitrile copper(I) hexafluorophosphate, 97%	Sigma Aldrich	346276
Equipment
1H and 13C NMR spectrometer	Bruker	Avance 300 Spectrometer
1H and 13C NMR spectrometer	Varian	VNMRS 400 Spectrometer
420 nm light tubes	Luzchem	LZC-420
Blue LEDs lamp	Kessil	H150-Blue
Blue LEDs strips	Eglo	92065
Photochemistry Device PhotoRedOx Box	Hepatochem	HCK1006-01-016
Photoreactor	Luzchem	CCP-4V
Spectrofluorimeter	Shimadzu	RF-5301PC
UV/Vis spectrometer	Perkin Elmer	Lambda 40