JoVE Journal > Chemistry
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Divulgaciones
Acknowledgements
Materials
Referencias
Traducción Automática
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Quimica

הכנת Chemoselective 1-Iodoalkynes, 1, 2-Diiodoalkenes ו- 1,1,2-Triiodoalkenes מבוסס על Iodination חמצוני של מסוף Alkynes

Published: September 12, 2018
doi:
10.3791/58063
, , , ,
1School of Chemical Engineering and Light Industry,Guangdong University of Technology, 2Department of Chemistry, Graduate School of Science,Kyoto University

Summary

במסמך זה, מוצגים נתונים היסטוריים פרוטוקולים עבור iodination חמצוני של מסוף alkynes באמצעות hypervalent-יוד ריאגנטים, אילו chemoselectively להרשות 1-iodoalkynes, 1, 2-diiodoalkenes ו- 1,1,2-triiodoalkenes.

Abstract

אנו מציגים את הסינתזה chemoselective של 1-(iodoethynyl) -4-בנזן מתילי, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-בנזן מתילי, ו- 1-מתיל – 4-(1,2,2-triiodovinyl) בנזן נציג דוגמאות ועצות מעשיות chemoselective 1-iodoalkynes , 1, 2-diiodoalkenes, 1,1,2-triiodoalkenes מ- iodination chemoselective של alkynes מסוף מתווכת על-ידי ריאגנטים hypervalent-יוד. Chemoselectivity אושר על-ידי שימוש p– tolylethyne כמו מצע דגם למסך מגוון רחב של מקורות יוד ו/או את ריאגנטים hypervalent-יוד. שילוב של יודיד tetrabutylammonium (TBAI) ו בנזן (diacetoxyiodo) (PIDA) יוצר באופן סלקטיבי 1-iodoalkynes, תוך שילוב של קי PIDA מייצר 1, 2-diiodoalkenes. סינתזה סיר אחד מבוסס על TBAI-PIDA והן קי-PIDA מניב התואם את 1,1,2-triiodoalkenes. פרוטוקולים אלה היו לאחר מכן להחיל את הסינתזה של לאכסון חשוב ארומטי aliphatic 1-iodoalkynes, 1, 2-diiodoalkenes, ואת 1,1,2-triiodoalkenes, אשר התקבלו אצל תשואה טובה עם chemoselectivity מצוינת.

Introduction

Iodoalkynes iodoalkenes הם בשימוש נרחב מבשרי חשוב אבני הבניין סינתזה אורגנית1,2,3,4, חומרים פעילים ביולוגית, ושימושי בסינתזה של חומרים ומולקולות מורכבות שניתן להקל על המרת C-אג ח5,–6,–7,–8. בשנים האחרונות, iodination חמצוני של alkynes מסוף משכה יותר תשומת לב הסינתזה של נגזרות iodoalkyne ו- iodoalkene. כל-כך רחוק, יעיל שיטות המשתמשות זרזים9,10,11,12,13,hypervalent-iodonium זרזים14, מערכת חימצון אנודי 15, מערכות נוזלי יוניים16, קי (או2)-חמצון שילובים17,18,19,20, אולטרסאונד21, העברת זרזים 22, N– iodosuccinimide9,22,23,24,25, n– BuLi26,27, 28 , 29 , 30 , 31, ריאגנטים גריניאר32ו-33,17,morpholine זרזים24,35 פותחו עבור iodination של alkynes. לאחרונה, אנו מדווחים על פרוטוקול מעשי, chemoselective לסינתזה של 1-iodoalkynes, 1, 2-diiodoalkenes ו- 1,1,2-triiodoalkenes36. התכונות של שיטה זו הן ירוק ומעשי: (1) הרעילות של זרזים hypervalent-יוד כמו ריאגנטים functionalization חמצוני זה נמוך לעומת אחרים חמצון המבוססות על הבי-מטאל קונבנציונאלי37,38, 39,40,41,42, TBAI (2) ו/או קי משמשים כמקורות יוד. בנוסף, המערכת שלנו מאפשרת סלקטיביות מעולה בתנאים מתון. הסינתזה chemoselective של 1-iodoalkynes, 1, 2-diiodoalkenes 1,1,2-triiodoalkenes דורש שליטה מדויקת גורמים שונים, כולל את ההרכב, את חמצון, המקור יוד של הממס. בין אלה, המקור יוד הוא הגורם החשוב ביותר עבור chemoselectivity התגובה. לאחר הקרנת הסרט מספר סוגים, loadings של המקור יוד, כמו גם את ממיסים, שלוש שיטות היו מזוהה, הוקמה. ראשית, TBAI כמקור יוד בשילוב עם PIDA (TBAI-PIDA) הוא סלקטיבי לסינתזה של 1-iodoalkynes. לחלופין, 1, 2-diiodoalkenes ביעילות מתקבלים באמצעות מערכת קי-PIDA. שתי השיטות להרשות את המוצרים המתאימים תשואה גבוהה ועל chemoselectivity גבוהה. המקביל tri-iodinationproducts, כלומר-, 1,1,2-triiodoalkenes, התקבלו אצל התנובה הטובה של הסינתזה סיר אחד המשלבים את TBAI-PIDA, קי-PIDA מערכות36.

כאן, אנו נדגים איך chemoselectivity עבור iodination של alkynes מסוף יכול להיות מכוון מ- 1-iodoalkynes 1, 2-diiodoalkenes, 1,1,2-triiodoalkenes בתנאים תגובה דומה, המדגיש את שליטה מדויקת זה יכול להיות יש ללחוץ על-ידי בחירת בתבונה חמצון יוד, מקורה הממס. פיתוח שיטה סינתטית חדשה זו, p– tolylethyne שימש מצע מודל. למרות הפרוטוקולים הבאים להתמקד הסינתזה של 1-(iodoethynyl) -4-בנזן מתילי, (E)-1-(1,2-diiodovinyl)-4-בנזן מתילי, ו- 1-מתיל – 4-(1,2,2-triiodovinyl) בנזן, תרכובות אלו הם נציג עבור 1-iodoalkynes, 1, 2 – diiodoalkenes, ו 1,1,2-triiodoalkenes, בהתאמה, קרי, הפרוטוקולים רחבות היקף, אותן טכניקות ניתן ליישם את iodination chemoselective של alkynes מסוף ארומטי aliphatic ו-36.

ריאגנטים המועסקים iodination chemoselective של alkynes מסוף ותיאר סטיות קטנות של הטכניקות כתוצאה הבדלים דרמטיים לגבי המוצרים היעד. למשל, החלפת מקור יוד מ TBAI קי, שינוי של הממס CH3CN ל- CH3CN-H2O יש השפעה דרמטית על chemoselectivity של iodination. פרוטוקול מפורט שמטרתה לעזור חדשים העוסקים בתחום עם iodination chemoselective של alkynes מסוף כדי להימנע מלכודות נפוצות רבות במהלך הסינתזה של 1-iodoalkynes, 1, 2-diiodoalkenes 1,1,2-triiodoalkenes.

Protocol

1. סינתזה של 1-(Iodoethynyl) -4-בנזן מתילי (2, 1-Iodoalkynes) להוסיף 133 מ ג (0.36 mmol) של TBAI ו- 3 מ”ל של CH3CN צינור התגובה המכילה בר מלהיב מגנטי, אשר הינו פתוח לאוויר. לאחר מכן, הוסף 38 μL (0.3 mmol) של p- tolylethyne לתערובת באמצעות של microsyringe. להוסיף 96.6 mg (0.3 mmol) של PIDA תערובת התגובה נמרצות מנוער 10 חלקים על פ…

Representative Results

הסינתזה chemoselective של 1-iodoalkynes, 1, 2-diiodoalkenes 1,1,2-triiodoalkenes מבוסס על iodination חמצוני של p- tolylethyne מסוכם באיור1. כל התגובות נחשפו לאוויר. כל התרכובות במחקר זה התאפיינו 1H ו- 13C NMR ספקטרוסקופיה, ספקטרומטר מסה ו- HPLC כדי לגשת המבנה של המוצר או את מידת הבררנות של התגובה,…

Discussion

1-Iodoalkynes, 1, 2-diiodoalkenes ו- 1,1,2-triiodoalkenes יכול להיות chemoselectively מסונתז באמצעות hypervalent-יוד ריאגנטים כמתווכים יעיל עבור iodination(s) חמצוני. הגורמים הקריטיים ביותר של פרוטוקולים iodination אלה chemoselective הן טבע הטעינה של המקור יוד, וכן הממס. לדוגמה, 1-iodoalkyne 2 היה מתקבל כמו המוצר העיקרי (52% yield) כאשר TBAI (2.5 equiv ה?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי הלאומי הטבע מדעי היסוד של סין (21502023).

Materials

4-ethynyltoluene,98% Energy Chemical D080006
phenylacetylene,98% Energy Chemical W330041
1-ethynyl-4-methoxybenzene,98% Energy Chemical D080007
1-ethynyl-4-fluorobenzene,98% Energy Chemical D080005
4-(Trifluoromethyl)phenylacetylene,98% Energy Chemical W320273
4-Ethynylbenzoic acid methyl ester,97% Energy Chemical A020720
3-Aminophenylacetylene,97% Energy Chemical D080001
3-Butyn-1-ol,98% Energy Chemical A040031
Propargylacetate,98% Energy Chemical L10031
Tetrabutylammonium Iodide,98% Energy Chemical E010070
Potassium iodide,98% Energy Chemical E010364
(diacetoxyiodo)benzene,99% Energy Chemical A020180
acetonitrile, HPLC grade fischer A998-4
magnetic stirrer IKA
rotary evaporator Buchi
Bruker AVANCE III 400 MHz Superconducting Fourier Bruker
High-performance liquid chromatography Shimadzu
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referencias

  1. Sun, G. D., Wei, M. J., Luo, Z. H., Liu, Y. J., Chen, Z. J., Wang, Z. Q. An Alternative Scalable Process for the Synthesis of the Key Intermediate of Omarigliptin. Organic Process Research & Development. 20 (12), 2074-2079 (2016).
  2. Wang, D., Chen, S., Chen, B. H. Green synthesis of 1,4-disubstituted 5-iodo-1,2,3-triazoles under neat conditions, and an efficient approach of construction of 1,4,5-trisubstituted 1,2,3-triazoles in one pot. Tetrahedron Letters. 55 (51), 7026-7028 (2014).
  3. Chen, Z. W., Zeng, W., Jiang, H. F., Liu, L. X. Cu(II)-Catalyzed Synthesis of Naphthalene-1,3-diamine Derivatives from Haloalkynes and Amines. Organic Letters. 14 (21), 5385-5387 (2012).
  4. Boutin, R. H., Rapoport, H. α-Amino acid derivatives as chiral educts for asymmetric products. Synthesis of sphingosine from α′-amino-α,β-ynones. The Journal of Organic Chemistry. 51 (26), 5320-5327 (1986).
  5. Heravi, M. M., Asadi, S., Nazari, N., Lashkariani, B. M. Developments of Corey-Fuchs Reaction in Organic and Total Synthesis of Natural Products. Current Organic Chemistry. (21), 2196-2219 (2015).
  6. Vaidyanathan, G., McDougald, D., Koumarianou, E., Choi, J., Hens, M., Zalutsky, M. R. Synthesis and evaluation of 4-[18F]fluoropropoxy-3-iodobenzylguanidine ([18F]FPOIBG): A novel 18F-labeled analogue of MIBG. Nuclear Medicine and Biology. 42 (8), 673-684 (2015).
  7. Butini, S., Gemma, S., Brindisi, M., Borrelli, G., Lossani, A., Ponte, A. M., Torti, A., Maga, G., Marinelli, L., La Pietra, V., Fiorini, I., Lamponi, S., Campiani, G., Zisterer, D. M., Nathwani, S. M., Sartini, S., La Motta, C., Da Settimo, F., Novellino, E., Focher, F. Non-Nucleoside Inhibitors of Human Adenosine Kinase: Synthesis, Molecular Modeling, and Biological Studies. Journal of Medicinal Chemistry. 54 (5), 1401-1420 (2011).
  8. Kabalka, G. W., Shoup, T. M., Daniel, G. B., Goodman, M. M. Synthesis and evaluation of a new series of 17alpha-[(123)I]iodovinyl estradiols. Nuclear Medicine & Biology. 27 (3), 279-287 (2000).
  9. Lei, C. H., Jin, X. J., Zhou, J. R. Palladium-Catalyzed Alkynylation and Concomitant ortho Alkylation of Aryl Iodides. ACS Catalysis. 6, 1635-1639 (2016).
  10. Chen, W. W., Zhang, J. L., Wang, B., Zhao, Z. X., Wang, X. Y., Hu, Y. F. Tandem Synthesis of 3-Chloro-4-iodoisoxazoles from 1-Copper(I) Alkynes, Dichloroformaldoxime, and Molecular Iodine. The Journal of Organic Chemistry. 80 (4), 2413-2417 (2015).
  11. Brotherton, W. S., Clark, R. J., Zhu, L. Synthesis of 5-Iodo-1,4-disubstituted-1,2,3-triazoles Mediated by in Situ Generated Copper(I) Catalyst and Electrophilic Triiodide Ion. The Journal of Organic Chemistry. 77 (15), 6443-6455 (2012).
  12. Abe, H., Suzuki, H. Copper-Mediated Nucleophilic Displacement Reactions of 1-Haloalkynes. Halogen-Halogen Exchange and Sulfonylation. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 72 (4), 787-798 (1999).
  13. Yan, J., Li, J., Cheng, D. Novel and Efficient Synthesis of 1-Iodoalkynes. Synlett. 2007 (15), 2442-2444 (2007).
  14. Ochiai, M., Uemura, K., Masaki, Y. J. α- versus β-Elimination of (Z)-( α-Halovinyl)iodonium Salts: Generation of α-Haloalkylidene Carbenes and Their Facile Intramolecular 1,2-Migration. Journal of the American Chemical Society. 115 (6), 2528-2529 (1993).
  15. Nishiguchi, I., Kanbe, O., Itoh, K., Maekawa, H. Facile Iodination of Terminal Acetylenes by Anodic Oxidation in the Presence of NaI. Cheminform. 2000 (1), 89-91 (2000).
  16. Nouzarian, M., Hosseinzadeh, R., Golchoubian, H. Ionic Liquid Iodinating Reagent for Mild and Efficient Iodination of Aromatic and Heteroaromatic Amines and Terminal Alkynes. Synthetic Communications. 43 (21), 2913-2925 (2013).
  17. Mader, S., Molinari, L., Rudolph, M., Rominger, F., Hashmi, A. S. K. Dual Gold-Catalyzed Head-to-Tail Coupling of Iodoalkynes. Chemistry-A European Journal. 21 (10), 3910-3913 (2015).
  18. Jiang, Q., Wang, J. Y., Guo, C. C. (NH4)2S2O8-Mediated Diiodination of Alkynes with Iodide in Water: Stereospecific Synthesis of (E)-Diiodoalkenes. Synthesis. 47 (14), 2081-2087 (2015).
  19. Madabhushi, S., Jillella, R., Mallu, K. K. R., Godala, K. R., Vangipuram, V. S. A new and efficient method for the synthesis of α,α-dihaloketones by oxyhalogenation of alkynes using oxone®-KX (X=Cl, Br, or I). Tetrahedron Letters. 54 (30), 3993-3996 (2013).
  20. Reddy, K. R., Venkateshwar, M., Maheswari, C. U., Kumar, P. S. Mild and efficient oxy-iodination of alkynes and phenols with potassium iodide and tert-butyl hydroperoxide. Tetrahedron Letters. 51 (16), 2170-2173 (2010).
  21. Stefani, H. A., Cella, R., Dorr, F. A., de Pereira, C. M. P., Gomes, F. P., Zeni, G. Ultrasound-assisted synthesis of functionalized arylacetylenes. Tetrahedron Letters. 46 (12), 2001-2003 (2005).
  22. Naskar, D., Roy, S. 1-Haloalkynes from Propiolic Acids: A Novel Catalytic Halodecarboxylation Protocol. The Journal of Organic Chemistry. 64 (18), 6896-6897 (1999).
  23. Gómez-Herrera, A., Nahra, F., Brill, M., Nolan, S. P., Cazin, C. S. J. Sequential Functionalization of Alkynes and Alkenes Catalyzed by Gold(I) and Palladium(II) N-Heterocyclic Carbene Complexes. ChemCatChem. 8 (21), 3381-3388 (2016).
  24. Wang, B., Zhang, J. L., Wang, X. Y., Liu, N., Chen, W. W., Hu, Y. F. Tandem Reaction of 1-Copper(I) Alkynes for the Synthesis of 1,4,5-Trisubstituted 5-Chloro-1,2,3-triazoles. The Journal of Organic Chemistry. 78 (20), 10519-10523 (2013).
  25. Li, M., Li, Y., Zhao, B., Liang, F., Jin, L. Facile and efficient synthesis of 1-haloalkynes via DBU-mediated reaction of terminal alkynes and N-haloimides under mild conditions. RSC Advances. 4 (57), 30046-30049 (2014).
  26. Pérez, J. M., Crosbie, P., Lal, S., Díez-González, S. Copper (I)-Phosphinite Complexes in Click Cycloadditions: Three-Component Reactions and Preparation of 5-Iodotriazoles. ChemCatChem. 8 (13), 2222-2226 (2016).
  27. Wilkins, L. C., Lawson, J. R., Wieneke, P., Rominger, F., Hashmi, A. S. K., Hansmann, M. M., Melen, R. L. The Propargyl Rearrangement to Functionalised Allyl-Boron and Borocation Compounds. Chemistry-A European Journal. 22 (41), 14618-14624 (2016).
  28. Usanov, D. L., Yamamoto, H. Enantioselective Alkynylation of Aldehydes with 1-Haloalkynes Catalyzed by Tethered Bis(8-quinolinato) Chromium Complex. Journal of the American Chemical Society. 133 (5), 1286-1289 (2011).
  29. Luithle, J. E. A., Pietruszka, J. Synthesis of Enantiomerically Pure cis-Cyclopropylboronic Esters. European Journal of Organic Chemistry. 2000 (14), 2557-2562 (2000).
  30. Blackmore, I. J., Boa, A. N., Murray, E. J., Dennis, M., Woodward, S. A simple preparation of iodoarenes, iodoalkenes and iodoalkynes by reaction of organolithiums with 2,2,2-trifluoro-1-iodoethane. Tetrahedron Letters. 40 (36), 6671-6672 (1999).
  31. Lee, G. C. M., Tobias, B., Holmes, J. M., Harcourt, D. A., Garst, M. E. A new synthesis of substituted fulvenes. Journal of the American Chemical Society. 112 (25), 9330-9336 (1990).
  32. Rao, M. L. N., Periasamy, M. A Simple Convenient Method for the Synthesis of 1-Iodoalkynes. Synthetic Communications. 25 (15), 2295-2299 (1995).
  33. Zeiler, A., Ziegler, M. J., Rudolph, M., Rominger, F., Hashmi, A. S. K. Scope and Limitations of the Intermolecular Furan-Yne Cyclization. Advanced Synthesis & Catalysis. 357 (7), 1507-1514 (2015).
  34. Dumele, O., Wu, D. N., Trapp, N., Goroff, N., Diederich, F. Halogen Bonding of (Iodoethynyl)benzene Derivatives in Solution. Organic Letters. 16 (18), 4722-4725 (2014).
  35. Hashmi, A. S. K., Dopp, R., Lothschutz, C., Rudolph, M., Riedel, D., Rominger, F. Scope and Limitations of Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions with Organogold Compounds. Advanced Synthesis & Catalysis. 352 (8), 1307-1314 (2010).
  36. Liu, Y., Huang, D., Huang, J., Maruoka, K. Hypervalent Iodine Mediated Chemoselective Iodination of Alkynes. The Journal of Organic Chemistry. 82 (22), 11865-11871 (2017).
  37. Wang, X., Studer, A. Iodine (III) Reagents in Radical Chemistry. Accounts of Chemical Research. 50 (7), 1712-1724 (2017).
  38. Yoshimura, A., Zhdankin, V. V. Advances in Synthetic Applications of Hypervalent Iodine Compounds. Chemical Reviews. 116 (5), 3328-3435 (2016).
  39. Charpentier, J., Fruh, N., Togni, A. Electrophilic Trifluoromethylation by Use of Hypervalent Iodine Reagents. Chemical Reviews. 115 (2), 650-682 (2015).
  40. Zhdankin, V. V., Protasiewicz, J. D. Development of new hypervalent iodine reagents with improved properties and reactivity by redirecting secondary bonds at iodine center. Coordination Chemistry Reviews. 275 (16), 54-62 (2014).
  41. Stang, P. J., Zhdankin, V. V. Organic Polyvalent Iodine Compounds. Chemical Reviews. 96 (3), 1123-1178 (1996).
  42. Kohlhepp, S. V., Gulder, T. Hypervalent iodine(III) fluorinations of alkenes and diazo compounds: new opportunities in fluorination chemistry. Chemical Society Reviews. 45 (22), 6270-6288 (2016).
  43. Hein, J. E., Tripp, J. C., Krasnova, L. B., Sharpless, K. B., Fokin, V. V. Copper(I)-Catalyzed Cycloaddition of Organic Azides and 1-Iodoalkynes. Angewandte Chemie International Edition. 48 (43), 8018-8021 (2009).

Tags

Chemoselective IodinationTerminal Alkynes1-iodoalkynes12-diiodoalkenes112-triiodoalkenesHypervalent Iodine CatalystsTBAIKIP-tolylethynePIDAAqueous WorkupSilica Gel Chromatography

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artículo
Li, Y., Huang, D., Huang, J., Liu, Y., Maruoka, K. Chemoselective Preparation of 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes, and 1,1,2-Triiodoalkenes Based on the Oxidative Iodination of Terminal Alkynes. J. Vis. Exp. (139), e58063, doi:10.3791/58063 (2018).
Descargar cita
Reimpresiones y permisos

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image