생성 Cyanocarbenes의 응용 프로그램에 대한 고원자가 요오드 알키 트라이 플레이트의 합성
Summary
여기 cyanocarbenes를 생성하는 지드와 합성, 분리, 그리고 고원자가 요오드 알키 트리 플레이트 (HIATs)의 반응을 설명한다. 절차는 불활성 분위기에서 냉장 여과 등의 공기에 민감하고 한제 기술을 포함 할 것이다. 합성 된 화합물의 취급 및 안전도 논의 될 것이다.
Abstract
이 문서에서 설명하는 절차는 cyanocarbene 중간체를 형성하는 고원자가 요오드 알키 트리 플레이트 (HIATs) 및 아 지드와의 후속 반응의 합성과 분리를 포함한다. 고원자가 요오도 늄 트리 플레이트 알키의 합성은 손쉬운 될 수 있지만, 문제는 격리 및 반응성 유래. 특히, 일부 HIATs에 대한 -45 ° C에서 불활성 분위기에서 여과 사용의 필요성은 특별한 보호와 장비가 필요합니다. 일단 격리, 화합물은 저장 cyanocarbene 중간체를 형성하기 위해 아 지드와의 반응에 사용될 수있다.
cyanocarbene 생성을위한 증거는 보이지 사산의 압출뿐만 아니라 OH 삽입, 설폭 사이드 복합체 및 사이클로 프로에서 발생하는 제품의 특성에 의해 표시됩니다. cyanocarbene 형성의 부반응은 비닐 리덴-카르 벤의 세대와이 프로세스를 제어하기위한 조건을 논의한다. 가또한 고원자가 요오도 늄 트리 플레이트 케닐 및 격리 및 그 생성의 제어 수단을 형성하는 전위가 제공된다. OH 삽입 반응은 용매 / 기재로서 HIAT, 아 지드 화 나트륨 또는 테트라 부틸 암모늄 아자 이드, 및 메탄올을 사용하는 것을 포함한다. 술폭 착화 반응은 용매로서 HIAT, 아 지드 화 나트륨 또는 테트라 부틸 암모늄 아자 이드, 및 디메틸 설폭 시드를 사용한다. cyclopropanations 함께 또는 용매를 사용하지 않고 수행 될 수있다. 지드 소스는 테트라 부틸 암모늄, 아 지드이어야하고 도시 기판은 스티렌이다.
Introduction
유기 화학의 지속적인 발전은 새로운 반응의 설계 및 개발에 달려있다. 특히, 이전에 상상할 수없는 합성 경로를 가능하게 새로운 반응의 발견은 궁극적 인 의미를 품는다. 이를 위해, 우리의 그룹은 cyanocarbene에 두 알킨의 탄소 및 아 지드의 질소로 변환하는 것이 바람직. 반응 cyanocarbene 빠르게 더 반응하는 것이기 때문에 1이 이전에 알려지지 않은 변화가 분자의 복잡성이 크게 증가를 허용한다. 초기 노력 핵성 알킨과 친 전자 지드를 사용하도록했지만, cyanocarbenes 반대로 트리아 효율적이 경우에 형성 하였다.이 umpolung 접근법을 사용하여, 두 번째 방법은 전자 성 알킨 및 핵성 지드를 사용하고 cyanocarbene 반응으로 인해 제품 다행히도 아르 이 경우에 형성된다. 3 친 핵성 아 지드의 많은 소스가 있습니다, 그러나, 전자 성 알킨은훨씬 더 일반적인. 클라우스 Banert의 그룹은 이전에 고원자가 요오드 알키 트리 플레이트 (HIATs가)의 이유로 훨씬 더 친전하다고 판단 독립적으로 동시 적 알키 염화, 4하지만 우리 그룹과 Banert 그룹을 사용하여 개념 증명이 반응을보고 안정성 및 반응성. 3,6 우리는 여기에 합성, 분리 및 형성하고 cyanocarbenes로 현장에 반응하는 지드 이러한 HIATs의 반응을 설명합니다.
몇 가지 안전주의 사항은이 실험을 진행하기 전에 고려되어야한다. 일부 고원자가 요오도 늄 트리 플레이트 알키가 불안정하고 중간 cyanocarbene을 형성하기 위해 공기와 빛. 7에 노출 될 때, 언젠가 심하게 분해되며, 절차는 아 지드 소스의 사용을 필요로한다. 지드는 폭발성이 높은 독성. 특히 유기 주석, 이러한 자료를 처리 할 때 8 적절한 개인 보호 장비를 착용해야한다,및 시약의 모든 조작이 제대로 환기 후드에서 개최한다. cyanocarbene는 강력하고 불안정한 반응 중간입니다. 질소 가스 방출을 제어 할 수 있는지 닫힌 시스템에서 이러한 반응을 수행되지 않도록 작은 규모에서 처음 실험을 수행하기 위해주의하십시오. 반응의 스케일 업을 원하는 경우에, 우리는 강하게 안전 방패의 사용을 제안한다.
많은 HIATs의 합성은 이전에 Zefirov 시약 9,10의 사용을 포함하여 발표하고, 한 Koser 시약, 9,11 그러나,이 비디오는 cyanophenyliodonium 트리 플레이트 시약 9,12 (그림 1)를 사용하는 것입니다. Cyanophenyliodonium 트리 플레이트가 표시 이전에보고 된 문헌에 기초하여 제제를 합성 하였다. 13 시약 원하는 생성물을 형성하는 트리 알킬 주석 변성 알킨 (14)와 반응한다. HIAT 합성과 격리되어 역시 형성하는 아 지드와 반응시킬 수있다반응 cyanocarbene 중간 (그림 2). 우리의 경험, 더 나은 효율과 수율을 가지고, 때문에 같은 알키 실란 (15)와 알키 보론 에스테르 16을 사용하지만 비디오의 방법이 선택되었을 때 요오드 알킨을 합성하는 데 사용할 수있는 여러 가지 다른 방법이 있습니다.
이 반응에 대한 우리의 제안 메커니즘 3,5 (그림 3) 따라서 요오드 벤젠 분해되어 요오 라이드 및 비닐 리덴 – 카르 벤을 형성, 알킨의 β-탄소에 아 지드 소스의 추가를 포함한다. 비닐 리덴 – 카르 벤은 R-그룹 또는 알키 닐 – 아 지드를 감당할 아 지드 하나의 마이그레이션을 통해 1,2 – 재 배열을받을 수 있습니다. 알키 지드는 기재와 반응 할 수 cyanocarbene을 형성하는 일산화이 내민다. 이 조건에 따라, 고원자가 요오도 늄 트리 플레이트 케닐 종의 형성이있을 수 있다는 것을 주목해야한다. 부산물이다요오 라이드의 양성자가 알키 지드로 재 배열보다 빠르다 양성 자성 용매에서 낮은 온도에서 선호. OH 삽입 반응 중에 발생하는 또 다른 가능한 제품은 비닐 리덴-카르 벤은 알키 지드 발생하는 재 배열 전에 갇혀 비닐 에테르이다. 이 비닐 에테르를 형성하는 성향은 R 그룹에 의해 결정된다.
이러한 반응의 주요 이점 중 하나는 카르 벤이 반응 후, 얻어진 니트릴 기 더 기능화위한 편리한 핸들이다. 많은 합성 단위체는이 방법으로 구상 될 수있는 다른 제품은 동일한 기판을 형성 할 수있다. 온도, 농도, 그리고 알킨의 R 그룹과 제품 믹스를 제어하는 것이 필요하다. 3 cyanocarbenes의 동작 방식에 따라 적절한 통찰력으로,이 방법은 빠르게 대상 분자를 형성하는 화학 물질의 복잡성을 추가하는 실행 가능한 방법을 보여줍니다. 어떻게 cyanocarben의 예E 반작용은 OH의 카르 벤은 황 원자들과 결합하여 알코올의 친 핵성 산소 원자는 카르 벤을 공격하고 양성자 이동이 발생 삽입, 디메틸 설폭 시드 착물, 및 카르 벤은 알켄과 반응 사이클로 프로 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
고원자가 요오드 알키 트라이 플레이트 또는 HIATs 형성되고 cyanocarbenes을 형성하도록 소스 지드와 반응시킬 수있다. 그것은이 비디오에 도시 된 시약 및 중간체의 대부분은 폭발 위험이 높은 독성 때문에 필요한 모든 예방 조치를 촬영하는 것이 매우 중요합니다. 준비가 불충분하면 반응성의 높은 수준이 위험 할 수 있지만,이 화합물의 고유 반응성 등 OH 삽입 및 사이클로 프로 등 다양한 반응에서…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
미국 화학 학회 석유 연구 기금 (52488-DNI1) 및 그린 즈 버러 노스 캐롤라이나 대학에서이 프로젝트에 대한 자금 조달은 기꺼이 인정 받고 있습니다. 우리는 또한 우리가이 실험에 적합한 유리를 빌려주는 박사 테리 나 (UNCG을) 감사합니다. 아론 Glancy로 비디오 컨설팅 및 편집도 인정 받고 있습니다.
Materials
| Reagent | |||
| Phenyl acetylene | Acros | AC152461000 | |
| Tri-n-butyltin chloride | Acros | 139351000 | |
| Lithium bis(trimethysilyl)amide | Acros | 347701000 | |
| Iodobenzene diacetate | Acros | 176560250 | |
| Trimethylsilyl cyanide | Aldrich | 212849 | Extremely toxic. Handle this chemical only in an adequately ventilated hood with extreme caution. |
| Trimethylsilyl triflate | Alfa Aesar | A12535 | |
| Sodium Azide | Sigma-Aldrich | S8032 | Shock sensitive. |
| Tetrabutylammonium azide | Aldrich | 651664 | If possible, store and handle in a glovebox due to this compound’s hygroscopic nature. |
| 1-Heptyne | Acros | 223460250 | |
| Styrene | Aldrich | 240869 | |
| [header] | |||
| Material | |||
| Rotary Evaporator (Hei-VAP) | Heidolph | 517-61000-01-0 | |
| Glovebox | MBRAUN | UL-018 |
References
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