Summary

Preparazione di 6-aminociclohepta-2,4-dien-1-one Derivati via Tricarbonyl(tropone)iron

Published: August 12, 2019
doi:

Summary

Procedure sperimentali rappresentative per l’aggiunta di nucleofili di ammina al tricarbonyl (tropone)ferro e successiva demetallazione dei complessi risultanti sono presentati in dettaglio.

Abstract

aza-Michael addotti di tricarbonyl(tropone)iron sono sintetizzati con due metodi diversi. Le ammine alipatiche primarie e le ammine secondarie cicliche partecipano a una reazione diretta aza-Michaelcon tricarbonyl (tropone)iron in condizioni prive di solventi. Meno derivati dell’anilina nucleofile e più ammine secondarie ostacolate si aggiungono in modo efficiente al complesso di tropone cationico formato dalla protonazione del tricarbonillo (tropone)iron. Mentre il protocollo che utilizza il complesso cationico è complessivamente meno efficiente per l’accesso agli addotti aza-Michael rispetto all’aggiunta diretta, senza solventi al complesso neutro, consente l’uso di una gamma più ampia di nucleofili di ammine. In seguito alla protezione dell’ammina dell’aza -Michael addottio come carbamate tert-butyl, il diene viene decomplesso dal frammento di tricarbonillo di ferro al trattamento con cerio(IV) nitrato di ammonio per fornire derivati di 6- aminociclociclohepta-2,4-dien-1-one. Questi prodotti possono servire come precursori di diversi composti contenenti un anello carbociclico a sette membri. Poiché la demetallazione richiede la protezione dell’ammina come carbamate, gli addotti aza-Michaeldelle ammine secondarie non possono essere decomplessi utilizzando il protocollo qui descritto.

Introduction

Le ammine strutturalmente complesse contenenti un anello carbociclico a sette membri sono comuni a un certo numero di molecole biologicamente attive. Esempi degni di nota includono gli alcaloidi del tropane1 e diversi membri del Lycopodium2, Daphniphyllum3e il monoterpenoide alcaloide4 famiglie. Tuttavia, tali composti sono spesso più difficili da sintetizzare rispetto a composti di complessità simile contenenti solo anelli a cinque o sei membri. Così, abbiamo cercato di sviluppare una nuova via verso tali composti collegando diversi nucleofili di ammina al tropone5. L’addotto risultante contiene diverse maniglie funzionali per la successiva elaborazione sintetica a diversi scaffold contenenti anelli a sette membri complessi che sarebbero altrimenti difficili da accedere.

Mentre il lavoro precedente con il tropone6,7 suggerisce che non sarebbe adatto per una tale trasformazione, il relativo complesso organometallico tricarbonillo(tropone)iron8 (1, Figura 1) ha dimostrato di essere un versatile blocco di costruzione sintetico che è stato utilizzato nella sintesi di una serie di prodotti naturali e molecole complesse9,10,11,12,13. Inoltre, è stato dimostrato che il doppio legame non complesso di tricarbonyl(tropone)iron si comporta in modo simile a un chetone insaturi in reazioni con, ad esempio, dienes14,15, tetrazine16, ossidi di nitrileo 17, diazoalkanes8,10e reagenti organorati11. Così, abbiamo immaginato che una reazione aza-Michael del tricarbonyl(tropone)iron fornirebbe un ingresso efficiente ai derivati dei tropone aminati sinteticamente preziosi.

Eisenstadt aveva riferito in precedenza che, a seguito della protonazione del tricarbonillo(tropone)ferro, il complesso cationico risultante 2 (Figura 1) poteva sottoporsi ad attacchi nucleofili da anilina o tert-butilare per produrre derivati il complesso di ferro tropone. 18 Tuttavia, il potenziale sintetico di questo metodo rimane non realizzato. In effetti, non erano state segnalate aggiunte di altre ammine e la demetallazione di tali prodotti non è stata esaminata nella relazione di Eisenstadt. Abbiamo adattato questo protocollo per dimostrare l’aggiunta di un’ampia varietà di nucleofili di ammina.

Viene inoltre descritto un metodo per le aggiunte dirette di aza-Michaelal tricarbonyl(tropone)iron ( Figura2), che non richiede la sintesi del complesso cationico e generalmente procede in rendimenti più elevati rispetto al metodo precedentemente riportato. Riportiamo anche qui un protocollo per la demetallolazione degli addotti risultanti. Nel complesso, questo protocollo fornisce addotti formali aza-Michael di tropone in quattro passi dal tropone (e tre passi dal noto complesso di ferro).

Protocol

1. Sintesi di tricarbonyl(tropone)ferro (1)19 In un portaoggetti argon-atmosphere, pesare 4,1 g di diiron non acarbonyl in una fiala essiccata al forno. Capovolgi la fiala e rimuovila dal vano portaoggetti.AMMONIEnte: Lo stoccaggio prolungato di diiron nonacarbonyl porta ad un certo deterioramento per dare triiron dodecacarbonyl e ferro metallico finemente diviso20. Questo deterioramento è evidenziato dalla presenza di un solido nero all’interno del diiron no…

Representative Results

Tutti i nuovi composti in questo studio sono stati caratterizzati da 1H e 13C NMR spettroscopia e spettrometria di massa ad alta risoluzione. I composti precedentemente segnalati sono stati caratterizzati da una spettroscopia NMR 1H. I dati NMR per composti rappresentativi sono descritti in questa sezione. Lo spettro 1H NMR di tricarbonyl(tropone)iron è illustrato nella Figura 3. I protoni del ligando dine4-d…

Discussion

L’impiego del protocollo privo di solventi prevede l’aggiunta diretta al tricarbonyl(figura2) o il metodo indiretto che utilizza il corrispondente complesso cazionatico come elettrofilo (Figura 1) dipende dall’ammina substrato utilizzato. In generale, il metodo di addizione diretta è preferibile in quanto richiede meno passaggi per generare gli addotti aza-Michael dal tropone e i rendimenti complessivi sono generalmente più alti. Tuttavia, questo meto…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Il riconoscimento è reso ai donatori dell’American Chemical Society Petroleum Research Fund per il sostegno di questa ricerca. Riconosciamo il Lafayette College Chemistry Department e il programma Lafayette College EXCEL Scholars per il sostegno finanziario.

Materials

10 g SNAP Ultra silica gel columns Biotage for automated column chromatography
Acetic anhydride Fisher Scientific A10-500
Acetone Fisher Scientific A-16S-20 for cooling baths
Acetonitrile-D3 Sigma Aldrich 366544
Benzene, anhydrous, 99.8% Sigma Aldrich 401765
Biotage Isolera Prime Biotage ISO-PSF for automated chromatography
Celite; 545 Filter Aid Fisher Scientific C212-500 diatomaceous earth
Cerium(IV) ammonium nitrate, ACS, 99+% Alfa Aesar 33254
Chloroform-D Acros 209561000
Di-tert-butyl dicarbonate, 99% Acros 194670250
Ethyl acetate Fisher Scientific E145-4
Ethyl alcohol, absolute – 200 proof Greenfield Global 111000200PL05
Ethyl ether anhydrous Fisher Scientific E138-1
Hexanes Fisher Scientific H302-4
iron nonacarbonyl 99% Strem 26-2640 air sensitive, synonymous with diiron nonacarbonyl
Magnesium sulfate Fisher Scientific M65-500
Methanol EMD Millipore MX0475-1
Methylene chloride Fisher Scientific D37-4
MP alumina, Act. II-III acc. To Brockmann MP Biomedicals 4691 for column chromatography
o-toluidine 98% Sigma Aldrich 466190
Phenethylamine 99% Sigma Aldrich 128945 distill prior to use if not colorless
Sodium bicarbonate Fisher Scientific S233-500
Sodium carbonate anhydrous Fisher Scientific S263-500
Sodium chloride Fisher Scientific S271-500 dissolved in deionized water to perpare a saturated aqueous solution
Sodium sulfate anhydrous Fisher Scientific S415-500
Sonicator Branson model 2510
Sulfuric acid Fisher Scientific A300C-212
Tetrafluoroboric acid solution, 48 wt.% Sigma Aldrich 207934 aqueous solution
TLC Aluminium oxide 60 F254, neutral EMD Millipore 1.05581.0001 for thin layer chromatography
Tropone 97% Alfa Aesar L004730-06 Light sensitive

References

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Huang, Z., Phelan, Z. K., Tritt, R. L., Valent, S. D., Guan, Z., He, Y., Weiss, P. S., Griffith, D. R. Preparation of 6-aminocyclohepta-2,4-dien-1-one Derivatives via Tricarbonyl(tropone)iron. J. Vis. Exp. (150), e60050, doi:10.3791/60050 (2019).

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