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화학

Chemische Herstellung von 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes basierend auf den oxidativen Jodierung von Terminal Alkinen

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

Hierin werden ausführliche Protokolle für die oxidative Jodierung von terminal Alkinen mit hypervalentem-Iod-Reagenzien vorgestellt, welche Chemoselectively zu leisten, 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes.

Abstract

Wir präsentieren die chemische Synthese von 1-(Iodoethynyl) -4-Methylbenzene, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-Methylbenzene und 1-Methyl – 4-(1,2,2-Triiodovinyl) Benzol als repräsentative Beispiele für die praktische chemische Zubereitung von 1-Iodoalkynes , 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes aus der chemische Jodierung von terminal Alkinen vermittelt durch hypervalentem-Iod-Reagenzien. Die Chemoselectivity wurde durch den Einsatz von p– Tolylethyne als Modell Substrat eine Vielzahl von Jod Quellen und/oder die hypervalentem-Iod-Reagenzien auf den Bildschirm bestätigt. Eine Kombination aus Tetrabutylammonium Jodid (TBAI) und (Diacetoxyiodo) Benzol (PIDA) erzeugt selektiv 1-Iodoalkynes, während eine Kombination von KI und PIDA 1,2-Diiodoalkenes erzeugt. Eine ein-Topf-Synthese basierend auf TBAI-PIDA und KI-PIDA liefert die entsprechenden 1,1,2-Triiodoalkenes. Diese Protokolle wurden anschließend in die Synthese von synthetisch wichtig aromatischen und aliphatischen 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes, die in guter Ausbeute mit ausgezeichneten Chemoselectivity gewonnen wurden angewendet.

Introduction

Iodoalkynes und Iodoalkenes sind weit verbreitete wichtige Vorläufer und Bausteine in der organischen Synthese1,2,3,4, biologisch aktiven Substanzen, und nützlich bei der Synthese von Materialien und komplexe Moleküle, die angesichts der Leichtigkeit, der Umwandlung der C-ich Verklebe5,6,7,8. In den letzten Jahren hat die oxidative Jodierung von terminal Alkinen mehr Aufmerksamkeit auf die Synthese von Iodoalkyne und Iodoalkene Derivate angezogen. So weit, effiziente Methoden, mit denen METALLKATALYSATOREN9,10,11,12, hypervalentem-Iodonium-Katalysatoren13,14, eine anodische Oxidation-system 15, ionische Flüssigkeit Systeme16, KI (oder2)-Oxidationsmittel Kombinationen17,18,19,20, Ultraschall21, Phasenübergang Katalysatoren 22, N– Iodosuccinimide9,22,23,24,25, n– BuLi26,27, 28 , 29 , 30 , 31, Grignard Reagenzien32und Morpholine Katalysatoren17,33,24,35 wurden für die Jodierung von Alkinen entwickelt. Vor kurzem haben wir eine praktische und chemische Protokoll für die Synthese von 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes36berichtet. Die Merkmale dieser Methode sind grün und praktische: (1) die Toxizität von hypervalentem-Jod-Katalysatoren als oxidative Funktionalisierung Reagenzien ist gering im Vergleich zu anderen herkömmlichen Heavy-Metal-basierte Oxidantien37,38, 39,40,41,42, und (2) TBAI bzw. KI dienen als Quellen von Jod. Unser System bietet darüber hinaus hervorragende Selektivität unter milden Bedingungen. Die chemische Synthese von 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes erfordert genaue Kontrolle über die verschiedenen Faktoren, einschließlich der Zusammensetzung, das Oxidationsmittel, die Jod-Quelle und das Lösungsmittel. Unter diesen ist die Jod-Quelle der wichtigste Faktor für die Chemoselectivity der Reaktion. Nach der Vorführung verschiedener Typen und Belastungen der Jod-Quelle als auch die Lösungsmittel wurden drei Methoden identifiziert und festgelegt. Erstens ist TBAI als Jod-Quelle in Kombination mit PIDA (TBAI-PIDA) selektiv für die Synthese von 1-Iodoalkynes. Alternativ erhalten Sie 1,2-Diiodoalkenes effizient mit einem KI-PIDA-System. Beide Methoden leisten die entsprechenden Produkte in hoher Ausbeute und hohe Chemoselectivity. Die entsprechenden Tri-Iodinationproducts, d. h.., 1,1,2-Triiodoalkenes, wurden in guter Ausbeute von der ein-Topf-Synthese, die die TBAI-PIDA und KI-PIDA Systeme36vereinen erhalten.

Hier werden wir zeigen, wie die Chemoselectivity für die Jodierung von terminal Alkinen gesteuert werden kann von 1-Iodoalkynes 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes unter ähnlichen Reaktionsbedingungen, Hervorhebung der präzisen Steuerung, die sein können ausgeübt durch die Wahl vernünftig Oxidationsmittel, Jod-Quelle und Lösungsmittel. Für die Entwicklung dieser neuen synthetischen Technik wurde als Substrat Modell p– Tolylethyne verwendet. Obwohl die folgenden Protokolle auf die Synthese von 1-(Iodoethynyl) -4-Methylbenzene, (E) -1-(1,2-diiodovinyl)-4-Methylbenzene und 1-Methyl – 4-(1,2,2-Triiodovinyl) Benzol, diese Verbindungen sind repräsentativ für 1-Iodoalkynes, 1,2 – Diiodoalkenes, und 1,1,2-Triiodoalkenes, d. h., die Protokolle sind breit im Bereich bzw. die gleichen Techniken auf die chemische Jodierung von aromatischen und aliphatischen terminal Alkinen36angewendet werden können.

Reagenzien in chemische Jodierung von terminal Alkinen und kleine Abweichungen von den Techniken beschrieben Ergebnis in dramatische Unterschiede in Bezug auf die Zielprodukte. Beispielsweise hat Ändern der Jod-Quelle von TBAI KI und Wechsel des Lösungsmittels von CH3CN bis CH3CN-H2O einen dramatischen Einfluss auf die Chemoselectivity der Jodierung. Das ausführliche Protokoll soll helfen neue Praktiker im Bereich mit den chemische Jodierung von terminal Alkinen, viele häufige Fehlerquellen bei der Synthese von 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes zu vermeiden.

Protocol

1. Synthese von 1-(Iodoethynyl) -4-Methylbenzene (2, 1-Iodoalkynes) Ein Reaktionsgefäß, die einen magnetischen Rührstab, enthält die Luft ist fügen Sie 133 mg (0,36 Mmol hinzu) TBAI und 3 mL CH3CN. Fügen Sie 38 μL (0,3 Mmol) des p- Tolylethyne, die Mischung mit einem Microsyringe. Fügen Sie 96,6 mg (0,3 Mmol hinzu) von PIDA kräftig gerührt Reaktionsgemisch in 10 Portionen über einen Zeitraum von 20 Minuten mit dem Spatel. Rühren Sie die Reaktionsmisch…

Representative Results

Die chemische Synthese von 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes basierend auf den oxidativen Jodierung von p- Tolylethyne ist in Abbildung 1zusammengefasst. Alle Reaktionen wurden Luft ausgesetzt. Alle Verbindungen in dieser Studie zeichneten sich durch 1H und 13C-NMR-Spektroskopie, Massenspektrometrie und HPLC Zugriff auf die Struktur des Produkts und die Selektivität der Reaktion sowie die Reinheit zu erkunden. Die er…

Discussion

1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes und 1,1,2-Triiodoalkenes können Chemoselectively mit hypervalentem-Iod-Reagenzien als effiziente Vermittler für oxidativen Iodination(s) synthetisiert werden. Die wichtigsten Faktoren dieser chemische Jodierung Protokolle sind die Natur und laden die Jod-Quelle sowie das Lösungsmittel. Zum Beispiel, 1-Iodoalkyne 2 wurde als das Hauptprodukt (52 % Ausbeute) erhalten bei TBAI (2,5 Equiv Beladung) wurde ausgewählt als die Jod-Quelle in Kombination mit MeOH als Lösungsmi…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde von der National Natur Science Foundation of China (21502023) unterstützt.

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
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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).
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