α, β-불포화 화합물 및 알킨스의 Persulfate-승진 벤젠내화를 통해 물에서 다기능화 벤젠의 효율적인 합성
Summary
전례 없는 다기능성 벤젠의 합성을 향한 물에 있는 α, β-불포화 화합물 및 알키네의 황황산 촉진 금속 프리 벤젠내레이션이 보고되고 있다.
Abstract
벤지아인화 반응은 비순환 빌딩 블록을 구조적으로 다양한 벤젠 골격으로 변환하는 효과적인 프로토콜을 나타냅니다. 기능화 벤젠에 대한 고전적이고 최근의 접근 방식에도 불구하고, 물 금속이없는 방법은 여전히 도전과 폴리 대체 벤젠 화합물을 합성하는 데 사용되는 도구의 세트를 확장 할 수있는 기회를 나타냅니다. 이 프로토콜은 높은 수율에서 전례없는 기능화 벤젠 링을 감당하기 위해 α, β-불포화 화합물 및 알키네의 벤젠화를 탐구하는 운영상의 간단한 실험 설정을 설명합니다. 황황암모산암모늄은 선택의 시약이며 안정성과 취급이 용이한 주목할만한 이점을 제공합니다. 또한, 용매로 물의 사용과 금속의 부재는 방법에 더 많은 지속 가능성을 부여한다. 건조제 사용을 방지하는 수정된 작업 절차도 프로토콜에 편리함을 더합니다. 제품의 정제는 실리카의 플러그만을 사용하여 수행됩니다. 기질 범위는 현재 말단 알킨스 및 α, β-불포화 형피 화합물로 제한된다.
Introduction
기능화 벤젠은 틀림없이 합성 유기 화학 에서 가장 많이 사용되는 전구체입니다1,2. 그들은 제약, 천연 제품 및 기능성 유기 재료의 주류를 파악합니다. 강력한 접근법은 폴리치환 벤젠 유도체의 시공에 대해 보고되었으며, 그 중에서도 방향족 핵성 또는 전기성 치환으로 잘 확립된 방법3,교차 결합 반응4 및 지시금속5가 널리 퍼진 접근법이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 전략의 광범위한 적용은 제한된 기판 범위, 과잉 반응 및 재구성 성 문제로 인해 방해받을 수 있다.
탠덤 순환 화 반응은 원자 경제적 인 방식으로 기능화 된 벤젠의 신속한 건설을위한 고전적인 방법에 대한 매우 매력적인 대안을 나타냅니다6,7,8. 이 프레임워크 내에서 벤드안내레이션 반응은 비순환 빌딩 블록을 귀중한 벤젠 골격으로 효과적으로 변환하는 데 적합한 프로토콜을 나타냅니다. 이러한 반응 의 종류는 다양한 화학 공급 원료, 메커니즘 및 실험 조건9,10,11을특징으로하는 다목적 방법론이다.
우리의 연구의 목적은 전례없는 기능화 벤젠 고리를 생성하는 벤젠화 반응을위한 간단하고 실용적인 프로토콜을 개발하는 것입니다. 이를 위해, 우리는 저렴한 화학 공급 원료 (α, β-불포화 화합물 및 알케인)를 사용하는 물에서 금속이없고 황산염 매개 벤젠레이션을 탐구하기 시작했습니다.
문헌에 보고된 방법에 비해 몇 가지 장점이 지적될 수 있다. 금속없는 변환은 지속 가능한 개발의 요구 사항을 충족하는 데 필요한 모든 특성을 가지고 있습니다. 몇 가지 를 언급하기 만하면 원하는 제품에서 금속 미량의 비용이 많이 들고 까다로운 제거 가 필요하지 않습니다. 반응은 그것의 조작을 쉽게 만드는 산소와 습기에 덜 민감하고 전반적인 과정은 일반적으로 덜 비싼12입니다. 황산염은 안정적이고, 취급이 용이하고 부산물로 황산염만을 생성하므로, 폐기물 오염을 최소화하기 위한 녹색 화학 이니셔티브에추진력을 더한다 13. 물은 유기 반응에 적합한 녹색 용매로 간주됩니다 : 그것은 무독성, 불연성, 매우 낮은 냄새를 가지고 저렴한 비용으로 사용할 수 있습니다. 심지어 수용성 유기 화합물은“물에”14 수성 현탁액을 사용하여 사용할 수 있으며, 이러한 간단한 합성 프로토콜은 년 동안 점점 더 관심을 얻고있다.
당사의 최적화된 반응 조건과 간단한 작업/정제 절차는 여러 기능화된 벤젠 링에 대한 액세스를 제공하여 추가 적인 기능화를 위한 풍부한 기회를 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 원에 보고된 방법은물(15)에서다기능화된 벤젠의 합성을 위한 매우 간단하고 온화한 실험 설정이 되도록 설계되었다. 우리의 조건하에서 우리는 황산 암모늄의 사용을 통해 제품에 대한 우수한 수율을 관찰 할 수 있었습니다. 갓 준비 된 황산 수성 용액을 사용해야합니다. 그러나, 고체 암모늄 황산염은 또한 수율에 있는 손실 없이 채택될 수 있습니다. 반응 매체의 온도에주?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 재정 지원을 위한 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, 상파울루, 브라질) (Grant FAPESP 2017/18400-6)에 감사드립니다. 이 연구는 코르데나카오 드 아페르페이소아멘토 드 페소알 드 니벨 슈페리어 – 브라질 (CAPES) – 금융 코드 001에 의해 부분적으로 자금을 조달했다.
Materials
| Ammonium persulfate | Vetec | 276 | |
| Chloroform-D, (D, 99.8%) | Sigma Aldrich | 570699-50G | |
| 2-cyclohexen-1-one >95% | Sigma Aldrich | C102814-25ML | |
| Ethyl Acetate, 99.9% | Synth | 01A1010.01.BJ | ACS |
| Hexanes, 98.5% | Synth | 01H1007.01.BJ | ACS |
| Phenylacetylene 98% | Sigma Aldrich | 117706-25ML | |
| Silica Gel (SiO2) | Fluka | 60738-5KG | pore size 60 Å, 35-70 μm particle size |
| Thin-layer chromatography plates | Macherey-Nagel | 818333 | 0.20 mm silica gel 60 with fluorescent indicator UV254 |
References
- Colacot, T. J. . New Trends in Cross-Coupling. Theory and Applications. , (2015).
- Hassan, J., Sévignon, M., Gozzi, C., Schulz, E., Lemaire, M. Aryl-Aryl Bond Formation One Century after the Discovery of the Ullmann Reaction. Chemical Reviews. 102 (5), 1359 (2002).
- Snieckus, V. Directed Aromatic Functionalization and references therein. Beilstein Journal of Organic Chemistry. 7, 1215-1218 (2011).
- Ashenhurst, J. Intermolecular oxidative cross-coupling of arenes. Chemical Society Reviews. 39 (2), 540-548 (2010).
- Reich, H. Role of Organolithium Aggregates and Mixed Aggregates in Organolithium Mechanisms. Chemical Reviews. 113 (9), 7130-7178 (2013).
- van Otterlo, W. A. L., de Koning, C. B. Metathesis in the Synthesis of Aromatic Compounds. Chemical Reviews. 109, 3743-3782 (2009).
- Zhou, P., Huang, L. B., Jiang, H. F., Wang, A. Z., Li, X. W. 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. Journal of Organic Chemistry. 75, 8279-8282 (2010).
- Li, S., Wu, X. X., Chen, S. Base-promoted direct synthesis of functionalized N-arylindoles via the cascade reactions of allenic ketones with indoles. Organic and Biomolecular Chemistry. 17, 789-793 (2019).
- Maezono, S. M. B., Poudel, T. N., Lee, Y. One-pot construction of sterically challenging and diverse polyarylphenols via transition-metal-free benzannulation and their potent in vitro antioxidant activity. Organic and Biomolecular Chemistry. 15, 2052-2062 (2017).
- Shu, W. M., Zheng, K. L., Ma, J. R., Wu, A. X. Transition-Metal-Free Multicomponent Benzannulation Reactions for the Construction of Polysubstituted Benzene Derivatives. Organic Letters. 17, 5216-5219 (2015).
- Jiang, L., et al. Secondary amine-catalyzed [3 benzannulation to access polysubstituted benzenes through iminium activation. Synthetic Communications. 48, 336-343 (2018).
- Koening, S. G. . Scalable Green Chemistry. Case Studies from the Pharmaceutical Industry. , (2013).
- Backvall, J. E. . Modern Oxidation Methods. , (2004).
- Narayan, S., et al. “On Water”: Unique Reactivity of Organic Compounds in Aqueous Suspension. Angewandte Chemie International Edition. 44, 3275-3277 (2005).
- de Souza, G. F. P., Salles, A. G. Persulfate-Mediated Synthesis of Polyfunctionalized Benzenes in Water via Benzannulation of Alkynes and α,β-Unsaturated Compounds. Green Chemistry. , (2019).
- Prat, D., Wells, A., Hayler, J., Sneddon, H., McElroy, C. R., Abou-Shehada, S., Dunn, P. J. CHEM21 Selection Guide of Classical- and Less Classical-Solvents. Green Chemistry. 18, 288-296 (2015).
- Sheldon, R. A. Metrics of Green Chemistry and Sustainability: Past, Present, and Future. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 6, 32-48 (2018).
