Zeer Stereoselectieve Synthese van 1,6-ketoesters gemedieerd door ionische vloeistoffen: Een drie-componenten reactie Enabling snelle toegang tot een nieuwe klasse met een laag molecuulgewicht Gelators

Summary

Ionic liquids (ILs) mediate fast, simple and cheap access to 1,6-ketoesters in high diastereoselectivities and good yields. The reaction protocol is robust and the 1,6-ketoesters can be obtained in gram scale after a simple filtration protocol. Moreover, the 1,6-ketoesters are potent gelators in hydrocarbon solvents.

Abstract

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form catalytically active N-Heterocyclic Carbenes (NHCs). Here we have used ILs as precatalysts in the addition of α,β-unsaturated aldehydes to chalcones to form 1,6-ketoesters, incorporating an anti-diphenyl moiety in a highly stereoselective fashion. The reaction has a broad substrate scope and several functional groups and heteroaromatics can be integrated into the ketoester backbone in generally good yields with maintained stereoselectivity. The reaction protocol is robust and scalable. The starting materials are inexpensive and the products can be obtained after simple filtration, avoiding solvent-demanding chromatography. Furthermore, the IL can be recycled up to 5 times without any loss of reactivity. Moreover, the 1,6-ketoester end product is a potent gelator in several hydrocarbon based solvents. The method enables rapid access to and evaluation of a new class of low molecular weight gelators (LMWGs) from recyclable and inexpensive starting materials.

Introduction

(Hierboven) drie-component synthese van 1,6-ketoesters: een nieuwe klasse van laag molecuulgewicht gelators.

Ionische vloeistoffen (IL's) hebben een hoge stabiliteit, lage vluchtigheid, onbrandbaarheid en hebben daarom teruggegeven aandacht als veilig reactiemedia en ideale oplosmiddelen voor recycling. ^1-3 Dialkylammoniumzouten imidazoliums een bepaald type van ionische vloeistoffen die, bij aanwezigheid van een base kan worden gedeprotoneerd met een N-heterocyclisch carbeen (NHC). ⁴ in het gebied van organokatalyse maken, NHCs, die onder verschillende reactiepaden zijn wijdverspreid gebruik in een breed scala van generieke reacties. ^5-11

Ondanks dit, de verbinding tussen IL en CC binding forming NHC-katalyse is relatief onontgonnen. Toch hebben NHCs ontleend IL's is gerapporteerd CC bindingsvormende reacties katalyseren zoals benzoë condensatie en Stetter reactie. ^12-22 bijvoorbeeld Davis et al. Hebben aangetoond dat IL's afgeleid van N-alkyl thiazoliums dienen als precatalysts in de benzoïne vorming van benzaldehyde. ¹²

Recenter Chen en medewerkers breidde dit concept via een imida- basis IL, 1-ethyl-3-methyl imidazolium acetaat (EMIMAc), de benzoë condensatie uit te voeren op 5-hydroxymethylfurfural (HMF) voor het genereren 5,5'-di (hydroxymethyl) furoin (DHMF). ²³ Omdat IL's zijn commercieel verkrijgbaar en bieden een goedkope manier van het genereren NHCs, waren we geïnteresseerd in het onderzoeken welke andere typen reacties IL's kan uitvoeren. Daartoe hebben we vastgesteld dat dialkyl imidazoliums efficiënt kan worden gebruikt als precatalysts in de formele conjugaat additieen van onverzadigde aldehyden chalconen (figuur 1) waardoor 1,6-ketoesters. De meest efficiënte IL, EMIMAc, bevordert een zeer stereoselectieve reactie tussen kaneelaldehyde en chalcon. De reactie gebeurt met een hoge voorkeur voor het anti-diastereomeer en 1,6-ketoesters kunnen worden afgezonderd opbrengst tot 92%. ^24,25,26

Figuur 1: IL-gemedieerde drie componenten, stereoselectieve additie van kaneelaldehyde tot chalcon.

Protocol

1. Gram-schaal Synthese van methyl 6-oxo-3,4,6-triphenylhexanoate Droge 1-ethyl-3-methyl imidazolium acetaat (EMIMAc) in een rondbodemkolf op een rotatieverdamper bij 10 mBar, 40 ° C gedurende 1 uur. Voeg 2,1 g droge EMIMAc en 1,0 g 1,3-difenyl-2-propeen-1-on Aan een 100 ml rondbodemkolf uitgerust met een magnetische roerder. Voeg 2,019 ml methanol en 2,3 g kaneelaldehyde aan de kolf. Bij kamertemperatuur (22 ° C) oplossen van het mengsel in 60 ml dichloormethaan door roeren ge…

Representative Results

Zoals hierboven geïllustreerd, EMIMAc dienen als prekatalysator in de formele geconjugeerde additie van α, β-onverzadigd aldehyde chalconen. Andere commercieel verkrijgbare imidazolium basis IL's zoals 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (EMIMCl) en 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIMCl) werden eveneens onderzocht, maar deze reacties verliep lagere opbrengsten geven dat het acetaat anion kan zijn belangrijk reactiviteit (Tabel 1, ingang 1-3). 27,28 * <p cla…

Discussion

Op basis van de anti-configuratie bepaald door röntgenanalyse van ketoester 3 en door Bode en medewerkers ³⁰ voorgesteld mechanistische onderzoek van de volgende reactiepad voorgesteld (figuur 5). Deprotonering van de IL genereert NHC species; NHC reageert met de onverzadigde aldehyde met de Breslow tussenproduct I. Het Breslow tussenvorm en chalcon reageren in een cross-benzoïne reactie dieen II te vormen. Intermediate II ondergaat een oxy-Cope omlegging via boot overgang staat (T…

Materials

1-ethyl-3-methyl imidazolium acetate	Aldrich	51053-100G-F	Produced by BASF ≥90%, dried on a rotary evaporated before use (10 mBar, 40 °C, 1h) CAS NUMBER: 143314-17-4
1,3-diphenyl-2-propen-1-one	Aldrich	11970-100G	98.0% CAS NUMBER: 94-41-7
trans-cinnamaldehyde	Aldrich	C80687-25G	99%, stored under nitrogen prior to use CAS NUMBER: 14371-10-9
1,8-Diazobicyclo[5.4.0]undec-7-ene	Aldrich	139009-25G	98% CAS NUMBER: 6674-22-2
Methanol	Sigma-Aldrich	32213N-2.5L	puriss. P.a., ACS reagent, reag. ISO, reag. Ph. Eur. ≥99.8% (GC) CAS NUMBER: 67-56-1
Dichloromethane	Fischer Chemical	D/1852/17X	Analytic reagent grade, stabilized with amylene CAS NUMBER:9/2/1975
n-Heptane	Fischer Chemical	H/0160/17X	Analytic reagent grade CAS NUMBER: 142-82-5