様々 な Difluoroalkenes にアクセスを提供する Trifluoromethylated Benzofulvenes の選択的 C F の活性化で元素ランタノイドのアプリケーション

この方法は、有機化学の分野におけるランタノイド金属の還元化学に関する新たな知見を提供することができ、これはC-F活性化反応で実証されています。この技術の主な利点は、すべてのランタノイド金属に適用でき、幅広い有機および有機金属反応に対して反応性の高い金属を提供することです。手順の前に、目的のトリフルオロメチル化ベンゾフルベンとニトロアルケンを合成します。

反応の前日に、無水テトラヒドロフランをリスト2ミリリットルで蒸留し、活性化モレキュラーシーブにかけます。また、窒素またはアルゴンを充填したグローブボックスに、金属製のヤスリ、ペンチ、アルミホイル、浅いポリプロピレン容器、オーブン乾燥した5ミリリットルの試験管、および2つのゴム製セプタムを移します。まず、トリフルオロメチル化ベンゾフルベンを65ミリモルで測定し、オーブン乾燥させた磁気攪拌棒を備えたオーブン乾燥50ミリリットルのシュレンクチューブに入れます。

PTFEで裏打ちされたプラスチックスクリューキャップでシュレンクチューブを閉じます。チューブをマグネチックスターラーにクランプし、サイドアームをシュレンクラインに接続します。約700〜800rpmで攪拌を開始し、チューブを開いて真空にします。

ベンゾフルベンを真空下で10分間乾燥させた後、窒素またはアルゴンガスでチューブをベントします。乾燥工程をさらに2回、合計3回繰り返します。次に、チューブに不活性ガスを入れ、ストップコックを閉じます。

チューブを不活性ガスで満たされたグローブボックスに移します。計量紙の代わりに、グローブボックスの天びんにアルミホイルを1枚置きます。ポリプロピレンプレートを別のアルミホイルで裏打ちして、金属のやすりをキャッチします。

次に、大きなジスプロシウム金属片をペンチでしっかりと保持します。金属の汚染を最小限に抑えるために、ホイルで裏打ちされたプレートの上に、金属の外側の不活性層をやすりで削ります。次に、ヤスリで削りたてのジスプロシウム金属82ミリグラムを測定します。

金属をシュレンクチューブに入れ、ゴム製のセプタムでチューブをストッパーします。その後、200ミリグラムの無水塩化アルミニウムを試験管に測定し、2番目のゴム中隔で管を詰まらせます。C-Fアクティベーションを開始する準備ができたら、シュレンクチューブと試験管をグローブボックスから取り外します。

シュレンクチューブをマグネチックスターラーにクランプし、シュレンクラインに接続します。混合物を真空下で10分間乾燥させ、チューブに不活性ガスを補充する3サイクルを実行します。次に、シュレンクチューブを不活性ガスの正圧流の下に置き、乾燥混合物の攪拌を開始します。

塩化アルミニウムの試験管をフードに固定し、試験管を中隔を通る針を介して不活性ガスの正の流れに接続します。次に、不活性ガスの正の流れの下で、10〜12ミリグラムのヨウ素をシュレンクチューブに加えます。次に、21ゲージ、120ミリメートルの皮下注射針を装備した乾燥プラスチックの2ミリリットルの注射器を、注射器に不活性ガスを充填し、3回排出することによりパージします。

蒸留したばかりの乾燥THFを1.5ミリリットルをパージしたシリンジに引き込みます。シュレンクチューブに5ミリリットルのTHFを加えて、深い茶色の溶液を得る。残りの1ミリリットルのTHFを塩化アルミニウムに滴下します。

必要に応じて、チューブを静かに渦巻いて塩化アルミニウムを溶かします。次に、まだ温かい黄色がかった塩化アルミニウム溶液をシリンジに引き込み、シュレンクチューブ内の反応混合物に加えます。ベンゾフルベンが完全に消費されるまで、反応混合物を攪拌し続けます(通常、これには約1時間かかります)。

混合物は最初に黄褐色になり、次に濁った濃い緑色になります。その間、オーブン乾燥試験管に5ミリモルの所望のニトロアルケンを測定します。チューブをゴム栓で密封し、セプタムを通る針を介して真空下でニトロアルケンの乾燥を開始します。

反応が1時間進行した後、薄層クロマトグラフィー用の10cmキャピラリーで混合物のサンプルを採取します。サンプルを石油エーテルで溶出し、ベンゾフルベンから明るい黄色の斑点がないか確認します。ベンゾフルベンが消費されたら、ニトロアルケンのチューブに不活性ガスを入れます。.

次に、乾燥したニトロアルケンをシュレンクチューブに加え、不活性ガスの正の流れの下で加えます。反応混合物は黄緑色になります。ニトロアルケンが消費されるまで混合物を攪拌し続けます(通常約1時間かかります)。

TLCを介してニトロアルケンの消費量を評価し、95〜5容量の石油エーテルと酢酸エチルの混合物を溶離液として使用します。反応が完了したら、製品混合物を20ミリリットルのジエチルエーテルで希釈します。ヒュームフード内のシュレンクチューブを開いた状態で、塩酸の1リットルあたり1モルの水溶液5ミリリットルで混合物を急冷します。

最後に、生成物をジエチルエーテルに抽出し、抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで生成物を精製します。提案された反応メカニズムには、ランタノイドを介したCF活性化、トランスメタリション、およびニトロアルケンの付加が含まれます。粗生成物のフッ素NMRは、ジアステレオマー生成物のジフルロアルケン基に起因する2つのダブレットを2セット示しました。

少量の加水分解生成物が観察されましたが、これは出発ベンゾフルベンの過剰によるものです。水分が反応混合物に入った場合、またはニトロアルケンの添加が完了する前に反応が急冷された場合、かなりの量の加水分解生成物が観察されます。C-Fの活性化が完了しなかった場合、出発物質が観察されることがあり、これは反応性が不十分なランタニドを示している可能性があります。

ジアステレオマーは、長いシリカゲルカラム上でゆっくりとした溶出によって分離できます。ジスプロシウムを使用すると、反応は2種類のニトロアルケンで良好に進行しました。一方、2-チエニル置換ベンゾフルベンは、パラ-クロロフェニルニトロアルケンと首尾よく反応しました。

ベンゾフルベンを電子リッチなパラジメチルアミノフェニル基で置換した場合、同様の条件下では反応は起こりませんでした。このビデオを見れば、不活性雰囲気下での反応性ランタノイド金属の取り扱い方法と、強力な還元ポテンシャルを興味深い合成手順に利用する方法について十分に理解できるはずです。