Intramolekulární reakce diazokarbonylových sloučenin - Intramolecular reactions of diazocarbonyl compounds - Wikipedia

Intramolekulární reakce diazokarbonylových sloučenin zahrnout doplněk k dvojné vazby uhlík-uhlík tvořit kondenzovaný cyklopropany a vložení do vazby uhlík-vodík nebo vazby uhlík-uhlík.[1]

Úvod

V přítomnosti vhodné přechodový kov (typicky měď nebo rhodium [2]), a-diazokarbonylové sloučeniny jsou převedeny na karbeny přechodných kovů, které podstoupí adiční reakce v přítomnosti dvojných vazeb uhlík-uhlík za vzniku cyklopropanů.[3] Vložení do vazeb uhlík-uhlík nebo uhlík-vodík je možné u substrátů bez dvojné vazby.[4] Intramolekulární verze této reakce tvoří kondenzované karbocykly, i když výtěžky reakcí zprostředkovaných mědí jsou obvykle mírné. Pro enantioselektivní cyklopropanace a inzerce, používají se katalyzátory na bázi mědi i rhodia, i když ty byly v posledních letech intenzivněji studovány.[5]

(1)

MCPGen.png

Mechanismus a stereochemie

Převládající mechanismus

The mechanismus reakce rozklad diazokarbonylových sloučenin s mědí začíná tvorbou komplexu karbenu mědi. Důkazy o tvorbě karbenu mědi jsou poskytovány srovnáním s chováním fotolyticky generované volné karbeny[6] a pozorování znatelné enantioselektivity v cyklopropanacích s chirální komplexy mědi.[7] Po vytvoření karbenu mědi probíhá buď inzerce, nebo adice, aby se získaly karbocykly nebo cyklopropany. Jak přidání, tak vložení pokračují zachování konfigurace.[8][9] Tím pádem, diastereoselektivita může být často diktována konfigurací výchozího materiálu.

(2)

MCPMech.png

Rozsah a omezení

Pro měď lze velmi obecně použít práškový měď nebo soli mědi intramolekulární reakce diazokarbonylových sloučenin. Tato část popisuje různé typy diazokarbonylových sloučenin, které mohou za přítomnosti mědi podstoupit intramolekulární reakce. Všimněte si, že pro intermolekulární reakce diazokarbonylových sloučenin je výhodné použití rhodiových katalyzátorů.[2]

Diazoketony obsahující závěsné dvojné vazby podléhají cyklopropanaci v přítomnosti mědi. Klíčový krok v jedné syntéze barbaralone je selektivní intramolekulární cyklopropanace a cykloheptatrien.[10]

(3)

MCPScope1.png

a, β-cyklopropylketony mohou působit jako maskované a, β-nenasycené ketony. V jednom příkladu vede intramolekulární účast arylové skupiny k tvorbě polycyklického kruhového systému s úplnou diastereoselektivitou.[11]

(4)

MCPScope2.png

α-Diazoestery nejsou tak účinné jako diazoketony intramolekulární cyklizace v některých případech kvůli sklonu k estery existovat v trans konformace o jednoduché vazbě uhlík-kyslík.[12] Intramolekulární reakce diazoesterů však probíhají - v příkladu v rovnici (5), síran měďnatý se používá k ovlivnění tvorby zobrazeného cyklopropylesteru.[6]

(5)

MCPScope3.png

V přítomnosti katalytického množství kyseliny se diazomethylketonové substráty obsahující závěsnou dvojnou vazbu nebo aryl skupina podstoupit cyklizaci. Mechanismus tohoto procesu s největší pravděpodobností zahrnuje protonace diazokarbonylové skupiny za vzniku a diazoniová sůl následovaný vytěsněním dusíku nenasycenou funkčností a deprotonací. V níže uvedeném příkladu demetylace poskytuje a chinon.[13]

(6)

MCPScope6.png

Pokud v podkladu není přítomna žádná nenasycená funkce, Vložení CH může nastat. C-H vložení je zvláště snadné u konformačně omezených substrátů, ve kterých je C-H vazba držena v těsné blízkosti diazo skupiny.[14]

(7)

MCPScope4.png

Byly také pozorovány transanulární inzerce, které tvoří kondenzované karbocyklické produkty. Výtěžky jsou však u těchto reakcí často nízké.[15]

(8)

MCPScope5.png

Bylo pozorováno vložení do vazeb uhlík-uhlík. V příkladu v rovnici (9) je methylová skupina udržována v těsné blízkosti diazo skupiny, což usnadňuje inzerci C-C.[14]

(9)

MCPScope7.png

Syntetické aplikace

Intramolekulární cyklopropanace diazoketonu se aplikuje v a racemický syntéza sirenin. Po tvorbě a cyklizaci diazoketonu byl izolován jediný cyklopropan diastereomer v 55% výtěžku.[16]

(10)

MCPSynth.png

Experimentální podmínky a postup

Typické podmínky

Diazo sloučeniny mohou být výbušné a je třeba s nimi zacházet opatrně. Velmi často se diazokarbonylová sloučenina připravuje a okamžitě se použije zpracováním odpovídajícího chloridu kyseliny nadbytkem diazomethan (příklad viz rovnice (18) níže).[17] Reakce zprostředkované mědí jsou typicky v řádu hodin a v některých případech je nutné pomalé přidávání diazokarbonylové sloučeniny. Reakce by měly být prováděny v inertní atmosféře v bezvodých podmínkách.

Příklad postupu[18]

(11)

MCPEx.png

Roztok olefinové kyseliny (0,499 g, 2,25 mmol) rozpuštěný v benzenu (20 ml, čerstvě destilovaný z hydridu vápenatého) byl míchán při 0 ° C (ledová lázeň) pod dusíkem, zatímco oxalylchlorid Po kapkách se přidá (1,35 ml, 2,0 g, 15,75 mmol). Ledová lázeň se odstraní a roztok se míchá 2 hodiny při teplotě místnosti. Rozpouštědlo a přebytek činidla byly odstraněny ve vakuu. Výsledný oranžový olej byl rozpuštěn v benzen (2 x 5,0 mil, čerstvě destilované z hydrid vápenatý ) pod dusíkem.

Tento roztok byl přidán po kapkách při 0 ° C (ledová lázeň) k bezvodému etherickému roztoku sloučeniny diazomethan (50 ml, -20 mmol, předem vysušený nad kovem sodným) za intenzivního míchání pod dusíkem. Výsledný roztok se míchá 1 hodinu při 0 ° C a poté 1,5 hodiny při teplotě místnosti. Rozpouštědla a přebytek činidla byly odstraněny ve vakuu.

Tetrahydrofuran (40 ml, čerstvě destilovaný z lithiumaluminiumhydridu) a jemně drcený kovový měděný prášek (0,67 g) se postupně přidaly k surovému diazoketonu. Tato suspenze byla intenzivně míchána pod zpětným chladičem po dobu 2 hodin. Výsledná suspenze se nechá míchat při teplotě místnosti dalších 14 hodin. Roztok byl přefiltrován do vody (100 ml). Směs byla intenzivně třepána po dobu 5 minut a poté extrahována etherem (3 x 50 ml). Spojené etherické extrakty se promyjí nasyceným roztokem hydrogenuhličitanu sodného (4 x 40 ml), vodou (40 ml) a nasyceným roztokem chloridu sodného (40 ml), vysuší (Na2TAK4), a koncentruje se ve vakuu čímž se získá 0,673 g surového hnědého oleje. Tento surový olej se chromatografuje na silikagelu (67 g) na koloně o průměru 2 cm za použití 10% etheru - 90% petroletheru za vzniku kolony za použití frakcí o velikosti 37 ml. Frakce 11-16 poskytly 0,164 g (33%) čistého ketonového produktu: t.t. 64-64,5 ° (z pentanu); IR (CCl4) 3095 (cyklopropyl CH) a 1755 cm−1 (CO); NMR (CCl4) 5 1,18 (s, 3H, CH3) 1,03 (9, 3H, CH3), 0,97 (s, 3H, CH3) a 0,90 ppm (s, 3H, CH3). Anální. Vypočteno pro C15H22O: C, 82,52; H, 10,16. Nalezeno: C, 82,61; H, 10,01.

Reference

  1. ^ Burke, S. D .; Grieco, P. A. Org. Reagovat. 1979, 26, 361. doi:10.1002 / 0471264180.nebo026.02
  2. ^ A b Davies, H .; Antoulinakis, E. Org. Reagovat. 2004, 57, 1.
  3. ^ Stork, G .; Ficini, J. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 4678.
  4. ^ Nakata, T .; Tahara, A. Tetrahedron Lett. 1976, 1515.
  5. ^ Doyle, M .; Forbes, D. Chem. Rev. 1998, 98, 911.
  6. ^ A b Kirmse, W .; Dietrich, H. Chem. Ber., 1965, 98, 4027.
  7. ^ Fritschi, H .; Leutenegger, U. Angew. Chem. Int. Vyd. 2000, 25, 1005.
  8. ^ Stork, G .; Gregson, M. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 2372, poznámka pod čarou 6.
  9. ^ Ledon, H .; Linstrumelle, G .; Julia, S. Tetrahedron Lett. 1973, 25.
  10. ^ Doering, W .; Ferrier, B .; Fossel, E .; Hartenstein, J .; Jones, Jr., M .; Klumpp, G .; Rubin, R .; Saunders, M. Čtyřstěn 1967, 23, 3943.
  11. ^ Stork, G .; Gregson, M .; J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 2373.
  12. ^ Rando, R .; J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 6706.
  13. ^ Beames, D .; Klose, T .; Mander, L. Aust. J. Chem. 1974, 27, 1269.
  14. ^ A b Yates, P .; Danishefsky, S. J. Am. Chem. Soc. '1962, 84, 879.
  15. ^ Regitz, M .; Rüter, J. Chem. Ber. 1969, 102, 3877.
  16. ^ Grieco, P. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 5660.
  17. ^ House, H .; Boots, S .; Jones, V. J. Org. Chem. 1965, 30, 2519.
  18. ^ Welch, S. C .; Walters, R. L. J. Org. Chem. 1974, 39, 2665.