Síntesis de hipervalente iodonio Alquinilo triflatos para la Aplicación de Generación Cyanocarbenes

La continua evolución de la química orgánica depende del diseño y desarrollo de nuevas reacciones. En particular, el descubrimiento de nuevas reacciones que permiten rutas de síntesis previamente inimaginables oso significado último. Hacia este fin, nuestro grupo deseado para convertir dos átomos de carbono de un alquino y un nitrógeno de una azida en un cyanocarbene. ¹ Esta transformación previamente desconocido permitiría un aumento significativo en la complejidad molecular desde la cyanocarbene reactiva sería rápidamente reaccionar adicionalmente. El esfuerzo inicial era usar un alquino y azida nucleófila electrofílico, pero triazoles se formaron de manera eficiente en este caso en lugar de cyanocarbenes. ² Utilizando un enfoque umpolung, el segundo método utiliza una azida y alquino nucleófilo y electrófilo productos resultantes de las reacciones cyanocarbene son afortunadamente formado en este caso. ³ Hay muchas fuentes de azida nucleofılica, sin embargo, los alquinos son electrófilosmucho menos común. El grupo de Klaus Banert informó anteriormente la prueba de concepto para esta reacción utilizando un cloruro alquinilo, ⁴ pero nuestro grupo y el grupo Banert independientemente y contemporáneamente determinado que hipervalente iodonio alquinilo triflatos (HIATs) son mucho mejores electrófilos por las razones de estabilidad y. reactividad ^3,6 Nos en el presente documento describen la síntesis, aislamiento, y la reacción de estos HIATs con azidas para formar y reaccionar in situ como cyanocarbenes.

Varias medidas de seguridad deben ser considerados antes de continuar con estos experimentos. Algunos triflatos alquinilo iodonio hipervalente son inestables y se descomponen, en algún momento con violencia, cuando se expone al aire y. Luz ⁷ Para formar el cyanocarbene intermedio, el procedimiento requiere el uso de fuentes de azida. Azidas son explosivos y altamente tóxicos. ⁸ El equipo apropiado de protección personal debe utilizar para la manipulación de estos materiales, especialmente organoestaño,y toda la manipulación de los reactivos debe llevarse a cabo en campanas ventiladas apropiadamente. El cyanocarbene es un poderoso e inestable intermedio reactivo. Tenga cuidado al realizar experimentos inicialmente en pequeña escala a fin de que el desprendimiento de gas nitrógeno es controlable y nunca debe realizar estas reacciones en sistemas cerrados. Si se desea la ampliación de la reacción, le recomendamos el uso de un protector de seguridad.

La síntesis de muchos HIATs han sido publicados anteriormente incluyendo el uso de reactivo de Zefirov ^9,10, y el reactivo de Koser, ^9,11 Sin embargo, este vídeo va a utilizar la cyanophenyliodonium triflato de reactivo ^9,12 (Figura 1). Triflato Cyanophenyliodonium se sintetizó sobre la base de una preparación de la literatura se informó anteriormente visualizado. ¹³ El reactivo reacciona con trialquil-estaño alquinos modificados ¹⁴ para formar el producto deseado. Después de la hiat se sintetiza y aislado se puede hacer reaccionar con azida para formarun reactivo cyanocarbene intermedio (Figura 2). Hay otros métodos que pueden ser utilizados para sintetizar los alquinos yodonio como el uso silanos alquinilo ¹⁵ y ésteres borónicos alquinilo ^16, pero fue elegido el método en el video, ya que, en nuestra experiencia, tenía una mejor eficiencia y rendimiento.

Nuestro mecanismo propuesto ^{de 3,5} (Figura 3) para esta reacción implica la adición de una fuente de azida para la β-carbono de la alquino, formando de este modo un iluro-yodo que se descompone para yodobenceno y una de vinilideno-carbeno. El vinilideno-carbeno a continuación, puede someterse a un reordenamiento 1,2-a través de la migración de cualquiera de los grupo R o azida para proporcionar un alquinilo-azida. El alquinilo-azida entonces extruye de dinitrógeno para formar un cyanocarbene que puede reaccionar con un sustrato. Cabe señalar que no puede haber formación de una especie triflato de alquenilo de yodonio hipervalente, dependiendo de las condiciones. El subproducto esfavorecida a temperaturas más bajas en disolventes próticos donde la protonación del yodo-iluro es más rápido que el reordenamiento a la azida alquinilo. Otro producto posible que se produce durante reacciones de inserción OH es un éter de vinilo donde la vinilideno-carbeno es atrapado antes de la reordenación de la alquinilo puede ocurrir-azida. La propensión a formar este éter de vinilo se determina por el grupo R.

Una de las principales ventajas de esta reacción es que después reacciona el carbeno, el grupo nitrilo resultante es un mango conveniente para funcionalización adicional. Muchos sintones se pueden prever con este método y diferentes productos se pueden formar con los mismos sustratos. El control de la mezcla del producto con la temperatura, la concentración, y el grupo R del alquino es necesario. ³ Con una visión adecuada de cómo se comportan cyanocarbenes, el método muestra un medio viable para la incorporación rápida de complejidad química para formar una molécula objetivo. Ejemplos de cómo el cyanocarbene reacciona incluyen la inserción OH en la que el átomo de oxígeno del alcohol nucleófilo ataca el carbeno y a continuación se produce la transferencia de protones, complejación sulfóxido de dimetilo, en el que el carbeno combina con el átomo de azufre, y ciclopropanación donde el carbeno reacciona con un alqueno.