Anvendelse av grunnleggende Lanthanides i selektiv C-F aktivering av Trifluoromethylated Benzofulvenes gir tilgang til ulike Difluoroalkenes

Summary

Denne protokollen beskriver utarbeidelsen av elementær lanthanides under inert atmosfære og deres anvendelse i en selektiv C-F aktivisering prosess som involverer trifluoromethylated benzofulvenes.

Abstract

Selektiv aktivering av en karbon-fluor obligasjon i polyfluorinated aromatiske molekyler eller trifluoromethyl inneholder underlag tilbyr muligheten til å få tilgang til unike fluor inneholder molekyler, som er vanskelig å få av andre syntetisk trasé. Blant ulike metaller, som kan gjennomgå C-F aktivisering, er lanthanides (Ln) gode kandidater som de danner sterke Ln-F bånd. Transisjonsmetall metaller er sterkt reduserer agenter med en redoks potensielle Ln^{3 +}/Ln av ca-2.3 V, som er sammenlignbare med verdien av Mg^{2 +}/Mg redoks paret. I tillegg transisjonsmetall metaller vise en lovende funksjonsgruppe toleranse og deres reaktivitet variere langs transisjonsmetall serien, noe som gjør dem egnet reagenser for finjustering reaksjonen forhold i organisk og organometalliske transformasjoner. Men på grunn av deres oxophilicity, lanthanides reagere lett med oksygen og vann og krever derfor betingelser for lagring, håndtering, forberedelse og aktivisering. Disse faktorene har begrenset en mer utbredt bruk i Organisk syntese. Her presenterer vi hvordan dysprosium metall- og ved analogi alle transisjonsmetall metaller – kan være nylagde vannfri vilkår bruker glovebox og Schlenk teknikker. Fersk arkivert metall, i kombinasjon med aluminium klorid, starter selektiv C-F aktivering i trifluoromethylated benzofulvenes. Resulterende reaksjon intermediates reagerer med nitroalkenes å få en ny familie av difluoroalkenes.

Introduction

Transisjonsmetall metaller er sporadisk brukt i Organisk syntese siden slutten av 1970-tallet¹. I utgangspunktet ble disse sterke reduksjonsmidler, med en redoks potensielle Ln^{3 +}/Ln av ca-2.3 V, brukt hovedsakelig i bjørk-typen reduksjoner av aromatiske forbindelser og pinacol kopling reaksjoner. En økt tilgjengelighet og renhet av transisjonsmetall metaller fra 1980 på, samt utviklingen av metoder og utstyr for å håndtere luft og fuktighet følsom forbindelser førte til nye programmer av transisjonsmetall metaller. Utarbeidelse av brukte SmI₂ direkte fra Sm metall og diiodoethane eller joden ble et gjennombrudd i transisjonsmetall kjemi². De siste årene, nye reaktivitet mønstre av transisjonsmetall metaller er beskrevet, for eksempel Barbier-type reaksjonen av allylic halides med karbonyl forbindelser³, reductive kopling reaksjonene som involverer diaryl ketoner⁴ eller acyl klorider⁵, selektiv cyclopropanation reaksjoner⁶og kombinasjonen av transisjonsmetall metaller med gruppe 4 metallocenes^7,8. Disse studiene viste at transisjonsmetall metaller viser en lovende funksjonsgruppe toleranse og at deres reaktivitet kan variere langs transisjonsmetall serien, noe som gjør dem egnet reagenser for finjustering reaksjonen forhold i organisk transformasjoner.

Organolanthanide komplekser og uorganisk transisjonsmetall salter har vært studert i C-F aktivisering reaksjoner med aromatiske og alifatisk karbon-fluor obligasjoner for over 40 år^9,10,11. I 2014 kom den første rapporten om C-F aktivering elementær ytterbium metall¹². Den viste regioselective reaksjonen Yb med pentafluorobenzene råd til p– tetrafluorobenzene og YbF₂. Flere nylig, vi har vist at ulike transisjonsmetall metaller kan reagere med trifluoromethylated benzofulvenes i nærvær av aluminium klorid å få ε, ε-difluoropentadienylmetal komplekser som reagerte selektivt med en rekke aldehyder til nye difluoroalkenes (figur 1)¹³. Det viste seg at kombinasjonen av dysprosium metall og aluminium klorid ga høyest avkastning og beste selectivities. Her presenterer vi en utvidelse av dette arbeidet bruker nitroalkenes som elektrofiler¹⁴, fører regioselectively til en ny klasse av difluoroalkenes¹⁵.

Protocol

1. forberedelse starter materiale utenfor en Glovebox Forbered nødvendig utstyr: ovnen-tørket Schlenk rør med en magnetic røre bar, vakuum/inert gass (argon eller nitrogen), og magnetisk rørestang. Forberede trifluoromethylated benzofulvene ifølge litteratur13. Veie ut trifluoromethylated benzofulvene (177 mg, 0,65 mmol) og Legg i en ovn-tørket Schlenk rør utstyrt med magnetic røre bar. Lukk Schlenk røret med plast skrukork med PTFE-liner og koble …

Representative Results

Denne transisjonsmetall-mediert C-F aktiviseringen fremgangsmåte etterfulgt av reaksjon med nitroalkenes gir lett tilgang til nye difluoroalkenes som inneholder en nitro gruppe. En troverdig mekanisme er avbildet i figur 2. I motsetning til våre tidligere arbeid med aldehyder som elektrofiler (figur 1)13, råd nitroalkenes 1,3-disubstituted indene produkter regioselectively. Dette kan forklares med stør…

Discussion

Denne protokollen innebærer arbeid med svært reaktivt, luft og fuktighet følsom transisjonsmetall metaller. Derfor hele reaksjon prosedyren må utføres under tørre inert gass, og alle starter materialer, inkludert løsemidler, må være veldig rent og tørket før bruk.

Det er to fordeler for utarbeidelse av fersk arkivert metaller over kjøp av allerede arkivert metaller: (i) kjøp av stykker eller ingots er betydelig mer økonomisk og (ii) ferske arkivert metall er mer reaktiv på grunn…

Materials

Dysprosium ingot	Strem	93-6637	Store under nitrogen/argon
Anhydrous aluminum chloride	Alfa Aesar	88488	Store under nitrogen/argon
Iodine 99.5% for analysis	Across Organics	212491000
THF GPR Rectapur	VWR Chemicals	28552.324	Dried and distilled over Na/benzophenone before use
Glovebox	MBraun		Under nitrogen atmosphere