Characterizing Lewis Pairs Using Titration Coupled with In Situ Infrared Spectroscopy

Carly  S. Hanson; James J. Devery

doi:10.3791/60745

JoVE Journal > Chemistry

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

화학

Характеристика Льюис пары использованиетия титрации в сочетании с In Situ инфракрасной спектроскопии

Published: February 20, 2020

doi:

10.3791/60745

Carly S. Hanson¹, James J. Devery¹

¹Department of Chemistry & Biochemistry,Loyola University Chicago

Summary

Здесь мы представляем метод наблюдения взаимодействия раствора между кислотами И баз Льюиса, используя инфракрасную спектроскопию на месте в качестве детектора для титрования в синтетически соответствующих условиях. Изучая взаимодействия растворов, этот метод представляет собой дополнение к рентгеновской кристаллографии и является альтернативой спектроскопии ЯМР.

Abstract

Льюис кислотной активации углеродосодержащих субстратов является фундаментальной основой для содействия преобразованиям в органической химии. Исторически характеристика этих взаимодействий ограничивалась моделями, эквивалентными стоихиометрическим реакциям. Здесь мы сообщаем метод, используемый в situ инфракрасной спектроскопии для зондирования решения взаимодействия между Льюис кислот и карбонилов в синтетически соответствующих условиях. Используя этот метод, мы смогли определить 1:1 комплекс между GaCl₃ и ацетоном и высоко лигаченный комплекс для FeCl₃ и ацетона. Влияние этого метода на механистическое понимание иллюстрируется применением к механизму Льюиса кислотно-опосредованного метатеза карбонила-олефина, в котором мы смогли наблюдать конкурентные связывающие взаимодействия между субстратом карбонил и продуктом карбонила с катализатором.

Introduction

Использование кислот Льюиса для активации субстратов, содержащих карбонила, повсеместно используется в органических синтетических методах^1,^2,^3,⁴. Изучение этих взаимодействий опиралось на твердотельную рентгеновскую кристаллографию, а также на спектроскопию in situ NMR². Ограничения этих методов проявляются из артефактов, которые возникают в результате кристаллизации, или неспособности зондировать парамагнитные кислоты Льюиса с помощью анализа ЯМР. Чтобы преодолеть эти проблемы, химики использовали инфракрасную (ИК) спектроскопию, чтобы определить точную структуру пар Льюиса. Кроме того, ИК была использована для определения кислотности Льюис⁴^,⁵^,^6,^7,⁸^,⁹. Лаборатория Susz изучала твердотельные взаимодействия кислот Льюиса и карбонилов в стойхиометрическом режиме. Используя ИК в сочетании с элементарным анализом, группа Суш смогла выяснить структуры аккуратных, 1:1 смесей пар Льюиса. Этот анализ предоставил большое представление о структурных последствиях взаимодействия простых соединений карбонила с обычно используемых кислот Льюиса в твердом состоянии, и особый интерес для нашей лаборатории: FeCl₃¹⁰^,¹¹. Мы предположили, что мы могли бы добавить к существующему пониманию взаимодействия этих ou важных пар Льюиса с помощью метода in situ, который рассматривает синтетически соответствующие условия.

In situ IR позволяет химикам выполнять измерения функциональных преобразований групп на месте в режиме реального времени. Эти данные дают ключевые сведения о темпах реакции для поддержки гипотез о механизмах функционирования процесса и влияния на производительность реакции. Наблюдения в режиме реального времени позволяют химикам непосредственно отслеживать интерконверсию компонентов реакции в течение реакции, а почерпнутая информация может быть использована синтетическим химиком при разработке новых соединений и оптимизации синтетические маршруты и новые химические процессы.

Используя на месте ИК-спектроскопию в качестве метода обнаружения, мы исследовали субстраты и промежуточные вещества, которые участвуют в каталитическом цикле металло-опосредованного метатеза карбонил-олефин¹². Процесс метатеза углерод-олефин, разработанный лабораторией Шиндлера, является примером мощного метода производства связей КК из функциональных групп, широко используемых при строительстве сложных молекул^13,^14,¹⁵. С первоначального доклада, этот процесс вдохновил множество синтетических событий за использование Fe (III)¹⁶^,^17,¹⁸^,¹⁹^,²⁰^,²¹^,²²^,²³^,²⁴^,²⁵. Важно отметить, что эта реакция требует, чтобы катализатор кислоты Льюиса различать субстрат карбонил и продукт карбонил для успешной реактивности. Для наблюдения за этим конкурентным взаимодействием в синтетически значимых условиях мы объединили титрирование с непрерывным наблюдением, предоставленным in situ IR.

Мы считаем, что этот метод имеет общее значение для химиков, изучающих углеродно-центрированные реакции, катализивные кислотами Льюиса. Эта подробная демонстрация призвана помочь химикам применить эту технику к своей системе изучения.

Protocol

1. Справочный спектр под открытым небом Откройте программное обеспечение для сбора данных. Нажмите инструмент. Под вкладкой Настройка нажмите «Соберите фон». Нажмите Продолжить. Установите сканирование до 256 и нажмите OK, чтобы собрать фон.ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что зонд находится в том же положении, в котором будет происходить сбор данных. Изменение положения зонда может повлиять на спектры. 2. Растворительный справочный спектр В программном обеспечении для сбора данных нажмите «Файл». Нажмите новый. Нажмите кнопку «Быстрый старт». Установите продолжительность до 15 мин и образец Интервал до 15 с. Нажмите Создать для создания эксперимента.ПРИМЕЧАНИЕ: На данный момент, химическая система должна быть прикреплена к in situ ИК зонд продолжить. Следующие шаги для подготовки химической системы, которые будут изучены. Под инертной атмосферой, добавить Льюис кислоты в пламя сушеные 25 мл 2-го шеи круглой нижней колбы взимается с перемешивание бар (Рисунок 1B). Запечатать колбу резиновой септой и прикрепить ар-заполненный воздушный шар к колбе. Добавить желаемый объем ангидроусового растворителя через шприц (минимум 3 мл)(рисунок 1С).ПРИМЕЧАНИЕ: FeCl3 не растворим в дихлоретане (DCE). GaCl3 растворим в DCE. Удалите одну перегородку и прикрепите колбу к ИК-зонду in situ(рисунок 1D). Поместите колбу в контролируемой температурой ванне, установленной до желаемой температуры(рисунок 1E). Начните эксперимент в программном обеспечении для сбора данных, нажав на кнопку, чтобы начать сбор данных, и прекратите сбор данных через 2 минуты.ПРИМЕЧАНИЕ: Название этого файла является спектром платежеспособных ссылок, который вы будете использовать в шаге 3.1.3. 3. Установка программного обеспечения Titration Создание нового эксперимента по титроции В программном обеспечении для сбора данных щелкните файл Новые вопросы Быстрый старт. Установите Продолжительность до 8 ч и пример Интервала до 15 с.ПРИМЕЧАНИЕ: Приобретение данных имеет возможность установить продолжительность эксперимента между 15 мин и 2 d и интервал выборки между 15 s и 1 h. Нажмите Создать для создания эксперимента. В программном обеспечении для сбора данных перейдите на вкладку Spectra и нажмите Add Spectra. Нажмите из файла и откройте соответствующий спектр ссылки растворителя, полученный в шаге 2. Проверьте коробку с подписью времени. Нажмите OK. Начните эксперимент в программном обеспечении для сбора данных, нажав на кнопку, чтобы начать сбор данных. Нажмите Solvent Subtraction и выберите соответствующий справочный спектр, добавленный в шаге 3.1.3. Перемешать в течение 15 минут, чтобы достичь температуры. Используйте ИК-зонд in situ для определения температуры. 4. Процедура титрации Добавить 10 зл и углеродного аналита через шприц(рисунок 1F). Наблюдайте реакцию сигнала на приобретении данных(рисунок 2). Система будет меняться от равновесия и меняться со временем. Когда ИК-сигнал стабилизируется и остается постоянным, соберите ИК-спектр.ПРИМЕЧАНИЕ: Сбор данных собирает спектры на заданные частоты. Данные в нашей лаборатории собираются каждые 15 с. Мы отмечаем время, когда система достигает равновесия, и используем спектр, собранный в то время, для анализа. Повторите шаги 4.1-4.3 до добавления желаемого количества аналита.ПРИМЕЧАНИЕ: Смесь FeCl3 становится однородной, как только добавляется 1 эквив 1 и gaCl3 смесь остается однородной независимо от количества 1 добавлено. 5. Анализ ИК-спектра Экспортные данные для программного обеспечения для сбора данных. Нажмите файл (ru) Экспорт (англ.) Многоспектральный файл. В формате, проверить CSV и под данными, проверить сырье. Нажмите Экспорт для экспорта ИК-данных в электронную таблицу или программное обеспечение для математической обработки. Участок желаемой области ИК спектра, как показано на рисунке 3A,D. Изучите спектр переходов и/или изосбестовых точек. Отдельные спектры по прогрессии, как показано на рисунке 3B, C для GaCl3 и Рисунок 3E, F для FeCl3. 6. Анализ компонентов Определитьмакс каждого вида интереса, как показано на рисунке 4A для GaCl3 и 1 и Рисунок 4D для FeCl3 и 1, для создания таблицы Абсорбция против эквивалента добавлена, как показано на рисунке 4B для GaCl3 и Рисунок 4E для FeCl3. Чтобы учесть разбавление, умножьте абсорбцию на общий объем раствора для каждого спектра, как показано на рисунке 4B для GaCl3 и Рисунок 4E для FeCl3. Участок продукта абсорбции в качестве функции эквивалентов аналита, как показано на рисунке 4C для GaCl3 и Рисунок 4F для FeCl3. 7. Анализ потребления видов Ибо на месте генерируемых видов, которые могут быть определены, сюжет Пиво-Ламберт отношения, как показано на рисунке 5A. Для известных видов, измерьте влияние концентрации на абсорбции при желаемоммаксимуме и подожжайте отношения Пиво-Ламберт. Используя два пивной-ламберт отношения, определить наблюдаемые на месте количества видов интереса, как показано на рисунке 5B.ПРИМЕЧАНИЕ: CMAX 2 ммоль, как это определено количеством FeCl3 настоящее время. CADD – это родинки ацетона (1) добавлено. CCOORD – это родинки комплекса FeCl3-ацетон(3). COBS является родинки несвязанных 1. CND – это родинки 1 не обнаружены. CMAX – CCOORD является родинки 3, которые были уничтожены. Участок CND против (CMAX – CCOORD), чтобы определить, есть ли корреляция, как показано на рисунке 5C.ПРИМЕЧАНИЕ: Склон этой линии будет в кротах видов 1 на родинки видов 3.

Representative Results

В этом исследовании, in situ ИК-мониторинг титрования был использован для наблюдения за взаимодействия1 и GaCl3, а также 1 и FeCl3 (Рисунок 6)12. Используя эту коллекцию протоколов, мы смогли определить, что GaCl3 и 1 форма 1:1 комплекс 2 в решении. Кроме того, при объединении FeCl3 и 1 наблюдается более сложное поведение. На рисунке 6 показана эквилибрия, которая мы изучали. Рисунок 1 отображает физическую установку титрования FeCl3 с 1. Рисунок 2 отображает необработанный канал данных, полученных in situ IR с помощью программного обеспечения для сбора данных для титрования FeCl3 с 1. Рисунок 3 отображает процесс извлечения переходов, которые являются результатом этого метода титрования, применяемого к GaCl3 и FeCl3. Рисунок 4 отображает экстракциимакс данных титрования GaCl3 с 1 и титрование FeCl3 с 1. Рисунок 5 отображает извлечение сложного координационного поведения из титрования FeCl3 с 1. На рисунке 7 показано применение этих протоколов для изучения конкурентного доступа к кислоте Льюиса. На рисунке 8 показано применение этих протоколов для пересмотра механизма метатезом углерода-олефина. Рисунок 1: Визуальное руководство по настройке системы. Необходимые компоненты для выполнения титрования(A). Собранные компоненты до крепления к in situ IR(B). Колба с Ар и готовы к добавлению растворителя (C). Колба прилагается к in situ ИК с растворителем(D). Колба под контролем температуры(E). Готовы к добавлению аналита(F). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 2: Реакция сигнала analyte в интерфейсе получения данных на 1636 см-1 для титрования 2 ммоль FeCl3 в 12 мл DCE с 1. Спектр собирается, когда система находится в равновесии, после прибавки к аналитику. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 3: Анализ ИК-спектра. Спектры собраны для титров GaCl3 с 0-4 equiv 1 (A) и FeCl3 с 0-4 equiv 1 (D). Разбивка титрации GaCl3 с 0-1 equiv 1, показывающий образование 2 (B) и с 1-4 equiv 1, показывающий наличие 1 (C). Разбивка titration FeCl3 с 0-1 equiv 1, показывающий образование 3 (E) и с 1-4 equiv 1, показывающий наличие 1, потребление 3, и образование нового вида(F). Перепечатано (адаптировано) с разрешения Хэнсона, C. S., и др.12. Авторское право 2019 Американское химическое общество. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 4: Извлечение данных из ИК для анализа компонентов. Спектры собраны для титров GaCl3 с 0-4 equiv 1 смаксимумом для 1 и 2 указанных (A) и FeCl3 с 0-4 equiv 1 смаксимумом для 1 и 3 указанных(D). Таблица, показывающая репрезентативные данные, нормализуется для учета разбавления для GaCl3 (B) и для FeCl3 (E). Данные из (B) построен для компонентного анализа титрования GaCl3 с 1 (C) и для анализа компонентов титрования FeCl3 с 1 (F). Перепечатано (адаптировано) с разрешения Хэнсона, C. S., и др.12. Авторское право 2019 Американское химическое общество. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 5: Анализ потребления титрования FeCl3 с 1. Сегмент ИК-данных, используемых для создания отношений пиво-Ламберт для No3и сегмент ИК-данных, используемых для определения потребления 3 (A). Кроты каждого 1-содержащихвидов, измеренных из ИК(B). Участок родинок 1 не обнаружен против родинок 3 потребляется(C). Перепечатано (адаптировано) с разрешения Хэнсона, C. S., и др.12. Авторское право 2019 Американское химическое общество. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 6: Льюис кислоты / базы эквилибрии зондируется в этом исследовании. Сообщается, что titrations GaCl3 с 1 в форме 2 и FeCl3 с 1 в форме 3 и 4. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 7: Эксперимент по конкурентной связи. Карбониловая область ИК-спектра 3 (A)и ИК-спектра 5 (B). Равновесие зондируется в титроаке 3 с 6 (C). ИК-данные титрации 3 с 1 equiv 6 (D). Перепечатано (адаптировано) с разрешения Хэнсона, C. S., и др.12. Авторское право 2019 Американское химическое общество. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 8: Применение данных в situIR в механистическом предложении. Карбонил-олефин метатез реакции 7 (A). Пересмотренное механистическое предложение метатеза карбонил-олефина, облегчаемые титрованием в сочетании с иК-спектроскопией in situ(B). Перепечатано (адаптировано) с разрешения Хэнсона, C. S., и др.12. Авторское право 2019 Американское химическое общество. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Discussion

В условиях ангидовых, Льюис кислоты могут иметь целый ряд растворимости. Два примера, которые мы представили, gaCl₃ и FeCl₃ в DCE. GaCl₃ однороден в начале титрования, в то время как FeCl₃ в значительной степени неразрешим. Начиная с однородного раствора GaCl₃, мы завершили титрование от 0-4 equiv 1 в 10 зЛ шагом и извлечены ИК-спектра(рисунок 3A). Изучение переходов, происходящих в течение титрования, показывает образование одного вида в углеродной области на уровне 1630 см^-1,который растет от 0-1 эквив1 (Рисунок 3В) ²⁶^,²⁷. При добавлении в раствор более 1 эквива 1, не происходит никаких изменений в пике при 1630 см^-1 и несвязанном 1 наблюдается при 1714 см^-1 (рис. 3С). Эти результаты согласуются с образованием 2. Когда же титрование выполняется с FeCl₃ (Рисунок 3D), пик на 1636 см^-1 формы от 0-1 equiv 1, который соответствует 3 (Рисунок 3E). Важно отметить, что смесь становится однородной, как только 1 equiv 1 достигается. Когда титрование продолжается за 1 equiv 1, unbound 1 наблюдается на 1714 см^-1, 3 уменьшается в интенсивности, изосбестная точка решает на 1648 см^-1, и новый пик на 1663 см^-1 формы.

Используя данные ИК титрования, эквиваленты используемого анализа анализа могут быть использованы для выполнения компонентного анализа взаимодействий раствора(рисунок 4). Для учета разбавления, мы можем использовать нормализацию в отношении объема уравнения Пиво-Ламберт (eq. 1):

где 1) абсорбция (A) и объем (V) являются измеримыми терминами; 2) молярная абсорфтивность (я) и длина пути (л) являются постоянными, что позволяет изучить 3) количество родинок (n). Нормализованное поглощение можно легко вычислить в электронной таблице(Рисунок 4B,D),и тогда этот термин может быть построен против эквивалентов аналита. На рисунке 4C, мы видим, что сигнал для 2 увеличивается линейно по отношению к 1 до 1 equiv, после чего сигнал для 1 увеличивается линейно и 2 остается неизменным. На рисунке 4F, мы видим аналогичное линейное увеличение сигнала от 3 до 1 equiv 1, а затем наличие 1 за 1 equiv добавил. Тем не менее, мы также наблюдаем линейное снижение интенсивности 3, и мы наблюдаем меньше 1, чем мы должны, предполагая, аналогичное поведение GaCl₃.

Еще больше информации можно получить из данных ИК для титрования FeCl₃ с 1. Максимальное количество 3, которые могут сформировать определяется количеством FeCl₃ добавил (C_MAX 2 ммоль FeCl₃ в примере титрования). Мы знаем, количество 1 мы добавляем в колбу (C_ADD), и мы можем измерить количество unbound 1 мы наблюдаем на 1714 см^-1 (C_OBS) и количество 3 мы наблюдаем на 1636 см^-1 (C_COORD) с помощью пива-Ламберт отношений. Наконец, мы знаем, что мы не можем объяснить все 1 добавил в колбу, как бесплатно 1 или 3, указывая, что некоторые 1 не обнаружен (C_ND). Мы можем объединить эти термины для 1 в следующем балансе массы (eq. 2):

Мы можем использовать данные титрования для расчета значений этих терминов в каждом ИК-спектре, генерируемом во время титрования(рисунок 5B). С помощью этих значений, мы можем построить количество 1 отсутствует (C_ND) в качестве функции количества 3 потребляется (C_MAX-C_COORD), чтобы определить, если есть корреляция (Рисунок 5C). Эта корреляция согласуется с 3 equiv 1 потребления 1 equiv 3, которые могут образовывать комплекс похож на 4. Мы получили дополнительную поддержку этого количества прикрепленных кетонов путем изучения проводимости раствора, что согласуется с одним или несколькими хлоридами, смещенными во внешнюю сферу Fe (III), и рентгеновской кристаллографией аналогичной структуры с бензалдегидом¹². Тем не менее, вполне вероятно, что существует смесь различных типов высоко-ligated структур, которые образуются в растворе, как это указывает на наш не-целый число склонов в нашем анализе потребления на рисунке 5, и кристаллическая структура мы наблюдаем может быть просто один комплекс, который осаждает.

В дополнение к взаимодействию между двумя видами, этот метод может быть использован для зондирования конкурентных взаимодействий(рисунок 7). Путем устанавливать образование и спектральные свойства 3 (Рисунок 7A) и 5 (Рисунок 7B), конкуренция карбонилов для доступа к кислоте Левис можно наблюдать. Путем preforming 3 в решении, мы можем рассмотреть, как 6 вытесняет 1 (Рисунок 7C). Когда мы зондировать эту систему, мы видим, что, как мы добавляем 6 к 3, не все 6 связывается с FeCl₃. Тем не менее, мы наблюдаем потребление 3 с сопутствующим присутствием 1, а также формирование 5.

Используя этот тип эксперимента конкуренции, мы смогли имитировать состояние FeCl₃ в качестве катализатора в метатез углерода-олефин(рисунок 8). Ранее мы продемонстрировали, что при низких оборотах метатез карбонила-олефина работает через первичный цикл на рисунке 8B^28. Субстрат 7 взаимодействует с FeCl_3, образуя комплекс 9 как состояние покоя цикла. Комплекс 9 затем подвергается оборот-ограничения »2 ‘2″-циклоугт для формирования oxetane комплекс 10. Ретро-2 ‘2 “дает циклолкенпродукт продукт 8 и 3, который, в свою очередь, должны иметь молекулу 1 смещены молекулы 7. Тем не менее, по мере увеличения no1, 3 преобразуется в комплекс 4. Координируюдно насыщенные 4, то либо секвестры FeCl₃ или каталитически компетентным, в результате параллельного цикла через кетон комплекс 11 и oxetane комплекс 12.

В заключение, использование in situ ИК для мониторинга титрования кислот Льюиса с карбониловыми соединениями позволяет химикам получить представление о взаимодействии Льюиса кислотно-базового раствора в синтетически соответствующих условиях. Этот метод может не только использоваться для выявления дискретных структур, но и для наблюдения за переходом одного дискретного вида в другой. Выводы из этого метода были использованы, чтобы предложить механизм других реакций метатеза²⁹. В настоящее время мы используем данные, собранные с помощью этого метода, чтобы облегчить реактивность непокорных субстратов в метатезах карбонила-олефина, а также разработать новые формы реакций метатеза. Наконец, конкурентное взаимодействие между субстратом карбонилов и продукткарбонилов, вероятно, влияние других Льюис кислотно-катализованных реакций. Мы используем этот метод для изучения этих других каталитических режимов.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Мы благодарим Университет Лойолы в Чикаго, Мерк, Ко, Инк., и NIH/Национальный институт общих медицинских наук (GM128126) за финансовую поддержку. Мы благодарим Mettler-Toledo Autochem Inc. за поддержку в подготовке этой статьи.

Materials

Acetone	BDH	BDH1101-19L	Dried over potassium carbonate
Balloon	VWR	470003-408	Round Balloons, Assorted Colors, 9" dia.
Detector LN2 RiR15	Mettler Toledo	14474603
1,2 Dichloroethane	Beantown	223375-2.5L	Dried over 3Å molecular sieves
Gallium (III) Chloride	Beantown	127270-100G	Anhydrous ≥99.999% (trace metals basis)
25 µL glass syringe	Hamilton	80285
Inert Argon Gas	Airgas		Ultra High Purity
Iron (III) Chloride	Sigma Aldrich	157740-100G	Reagent Grade, 97%
100-mL Jacketed Beaker	AceGlass	5340-03
3Å Molecular Sieves	Alfa Aesar	L05335
25-mL 2 neck flask	CTechGlass	FL-0143-003
18G Needle	BD Biosciences	305196	Needles with Regular Bevel, 38.1 mm (11/2")
Potassium Carbonate	Sigma Aldrich	60109-1KG-F	Anhydrous
Prism 8	GraphPad		Mathematical Processing Software
Probe DST 6.35 x 1.5m X 203 DiComp	Mettler Toledo	14474510	in situ IR probe
Rice Stir Bar	Dynalon	303495	Diameter: 3 mm (1/8"), Length: 10 mm (3/8")
14/20 Rubbber Septa	VWR	89097-554
5-mL Syringe	AIR-TITE	53548-005	HSW Norm-Ject Sterile Luer-Slip Syringes, Air-Tite
10-mL Syringe	AIR-TITE	53548-006	HSW Norm-Ject Sterile Luer-Slip Syringes, Air-Tite
System ReactIR 15	Mettler Toledo	1400003	in situ IR system
Thermostatic Bath	Haake		Haake A82

References

. . NATO ASI Series, Ser. C: Mathematical and Physical Sciences: Selectivities in Lewis Acid Promoted Reactions. 289, (1989).
Santelli, M., Pons, J. M. . Lewis Acids and Selectivity in Organic Synthesis. , (1996).
Yamamoto, H. . Lewis Acids in Organic Synthesis. , (2000).
Satchell, D. P. N., Satchell, R. S. Quantitative Aspects of the Lewis Acidity of Covalent Metal Halides and Their Organo Derivatives. Chemical Reviews. 69, 251-278 (1969).
Mohammad, A., Satchell, D. P. N., Satchell, R. S. Quantitative Aspects of Lewis Acidity. Part VIII. The Validity of Infrared Carbonyl Shifts as Measures of Lewis Acid Strength. The Interaction of Lewis Acids and Phenalen-1-one(Perinaphthenone). Journal of the Chemical Society B: Physical Organic. , 723-725 (1967).
Satchell, D. P. N., Satchell, R. S. Quantitative Aspects of Lewis Acidity. Q. Chemical Society Reviews. 25, 171-199 (1971).
Driessen, W. L., Groeneveld, W. L. Complexes with Ligands Containing the Carbonyl Group. Part I: Complexes with Acetone of Some Divalent Metals Containing Tetrachloro-ferrate(III) and -indate(III) Anions. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 88, 977-988 (1969).
Driessen, W. L., Groeneveld, W. L. Complexes with Ligands Containing the Carbonyl Group. Part III: Metal (II) Acetaldehyde, Propionaldehyde and Benzaldehyde Solvates. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 90, 87-96 (1971).
Driessen, W. L., Groeneveld, W. L. Complexes with Ligands Containing the Carbonyl Group. Part IV Metal(II) Butanone, Acetophenone, and Chloroacetone Solvates. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 90, 258-264 (1971).
Chalandon, P., Susz, B. P. Etude de Composés d’Addition des Acides de Lewis. VI Spectre d’Absorption Infrarouge de l’Acétone-Trifluorure de Bore; Spectre d’Absorption Infrarouge et Moment de Dipǒle du Di-propyl-cétone-trifluorure de Bore. Helvetica Chimica Acta. 41, 697-704 (1958).
Susz, B. P., Chalandon, P. Etude de Composés d’Addition des Acides de Lewis. IX. – Spectres d’Absorption Infrarouge des Composés Formés par la Benzophénone et l’Acétophénone avec BF3, FeCl3, ZnCl2 et AlCl3 et Nature de la Liaison Oxygène-Métal. Helvetica Chimica Acta. 41, 1332-1341 (1958).
Hanson, C. S., Psaltakis, M. C., Cortes, J. J., Devery, J. J. III Catalyst Behavior in Metal-Catalyzed Carbonyl-Olefin Metathesis. Journal of the American Chemical Society. 141, 11870-11880 (2019).
Ludwig, J. R., Schindler, C. S. Lewis Acid Catalyzed Carbonyl-Olefin Metathesis. Synlett. 139, 2960 (2017).
Becker, M. R., Watson, R. B., Schindler, C. S. Beyond Olefins: New Metathesis Directions for Synthesis. Chemical Society Reviews. 47, 7867-7881 (2018).
Riehl, P. S., Schindler, C. S. Lewis Acid-Catalyzed Carbonyl-Olefin Metathesis. Trends in Analytical Chemistry. 1, 272-273 (2019).
Ludwig, J. R., Zimmerman, P. M., Gianino, J. B., Schindler, C. S. Iron(III)-Catalysed Carbonyl-Olefin Metathesis. Nature. 533, 374-379 (2016).
Ma, L., et al. FeCl3-Catalyzed Ring-Closing Carbonyl-Olefin Metathesis. Angewandte Chemie International Edition. 55, 10410-10413 (2016).
McAtee, C. C., Riehl, P. S., Schindler, C. S. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons via Iron(III)-Catalyzed Carbonyl-Olefin Metathesis. Journal of the American Chemical Society. 139, 2960-2963 (2017).
Groso, E. J., et al. 3-Aryl-2,5-Dihydropyrroles via Catalytic Carbonyl-Olefin Metathesis. ACS Catalysis. 8, 2006-2011 (2018).
Ludwig, J. R., et al. Interrupted Carbonyl-Olefin Metathesis via Oxygen Atom Transfer. Science. 361, 1363-1369 (2018).
Albright, H., et al. GaCl3-Catalyzed Ring-Opening Carbonyl-Olefin Metathesis. Organic Letters. 20, 4954-4958 (2018).
Albright, H., et al. Catalytic Carbonyl-Olefin Metathesis of Aliphatic Ketones: Iron(III) Homo-Dimers as Lewis Acidic Superelectrophiles. Journal of the American Chemical Society. 141, 1690-1700 (2019).
Tran, U. P. N., Oss, G., Pace, D. P., Ho, J., Nguyen, T. V. Tropylium-Promoted Carbonyl-Olefin Metathesis Reactions. Chemical Science. 9, 5145-5151 (2018).
Tran, U. P. N., et al. Carbonyl-Olefin Metathesis Catalyzed by Molecular Iodine. ACS Catalysis. 9, 912-919 (2019).
Catti, L., Tiefenbacher, K. Brønsted Acid-Catalyzed Carbonyl-Olefin Metathesis inside a Self-Assembled Supramolecular Host. Angewandte Chemie International Edition. 57, 14589-14592 (2018).
Greenwood, N. N. The Ionic Properties and Thermochemistry of Addition Compounds of Gallium Trichloride and Tribromide. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 8, 234-240 (1958).
Greenwood, N. N., Perkins, P. G. Thermochemistry of the Systems which Boron Trichloride and Gallium Trichloride Form with Acetone and Acetyl Chloride, and the Heat of Solution of Boron Tribromide in Acetone. Journal of the Chemical Society Resumed. , 356 (1960).
Ludwig, J. R., et al. Mechanistic Investigations of the Iron(III)-Catalyzed Carbonyl-Olefin Metathesis Reaction. Journal of the American Chemical Society. 139, 10832-10842 (2017).
Djurovic, A. Synthesis of Medium-Sized Carbocycles by Gallium-Catalyzed Tandem Carbonyl-Olefin Metathesis/Transfer Hydrogenation. Organic Letters. 21, 8132-8137 (2019).

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite This Article

Hanson, C. S., Devery, J. J. Characterizing Lewis Pairs Using Titration Coupled with In Situ Infrared Spectroscopy. J. Vis. Exp. (156), e60745, doi:10.3791/60745 (2020).