(Phys.org)—Bepaalde functionele groepen komen vaak voor in natuurlijke producten en biologisch relevante moleculen. Tot die functionele groepen behoren allylische aminen. De typische protocollen voor de synthese van allylische amines omvatten een koolstof-koolstofkoppelingsreactie die een overgangsmetaalkatalysator vereist. Echter, overgangsmetaalkatalysatoren zijn vaak duur, vooral als een reactie op commerciële schaal wordt uitgevoerd. Verder, bedrijven zijn geïnteresseerd in groene alternatieven voor katalyse van overgangsmetalen.

Onderzoekers van de Universiteit van Pennsylvania hebben een mechanisme ontwikkeld om allylische amines te maken zonder het gebruik van overgangsmetaalkatalysatoren. Hun werk is het eerste gerapporteerde exemplaar van overgangsmetaalvrij C(sp ³ )-C(sp ² ) koppeling van vinylbromide-elektrofielen met azaallylanionen en azaallylradicalen. Hun werk verschijnt in Natuurchemie .

"Dit werk opent verschillende nieuwe wegen die van invloed kunnen zijn op vele soorten transformaties, " zegt professor Marisa C. Kozlowski, een van de belangrijkste auteurs van de studie. "De vorming van de radicale soort door een carbanion die een elektron afstaat, toont een niet-metalen toegang tot deze belangrijke reactieve soorten. In aanvulling, deze chemie voegt een duidelijk mechanisme toe aan kruiskoppeling waardoor bepaalde architecturen efficiënter kunnen worden gegenereerd."

Voortbouwend op hun eerdere werk voor het maken van allylische amines via een 1, 1-difenyl-3-arylallyl-2-azaallylanion, Li et al. ontdekten dat toen ze een ketimine reageerden met een vinylbromide om hun azaallylanion te vormen, de daaropvolgende vinyleringsreactie vond plaats zonder de noodzaak van een palladiumkatalysator. De SP ² koolstof op het vinylhalogenide toegevoegd aan de sp ³ koolstof op het arylazaallylanion (zie figuur). Dit type koolstof-koolstofkoppelingsreactie vereist typisch een overgangsmetaalkatalysator.

Door een base te gebruiken die sterisch wordt gehinderd, [MN(SiMe .) ₃ ) ₂ waar M =Li, nee], de reactie deprotoneert het product niet en resulteert in het E-vinyleringsproduct met een goede opbrengst. Dit mechanisme is regioselectief, reageren met de imine koolstof, en chemoselectief voor de vorming van het allylische amine boven de concurrerende reactie die een eindstandig alkyn vormt uit het vinylbromide.

Zodra Li et al. hun reactieomstandigheden geoptimaliseerd, ze testten de reikwijdte van hun nieuwe mechanisme. In het algemeen, hun mechanisme is succesvol met een reeks functionele groepen op het N-benzylamine en op het vinylbromide. De auteurs melden dat ze sommige reactieomstandigheden moesten aanpassen, afhankelijk van de functionele groepen op het N-benzylamine, maar, algemeen, de reactie werkte voor elektronenzuigende groepen, zoals 4-halogeniden en 3, 5-di-CF ₃ . Aanvullend, deze reactie werkte voor elektronendonerende groepen, zoals 4-methyl en met heterocyclische verbindingen, zoals pyridylketiminen en thiofenylketiminen.

Vervolgens keken de auteurs naar de veelzijdigheid van het vinylbromide. Hun reactie tolereerde een breed scala aan vinylbromideproducten, waaronder verschillende arylvinylbromiden en alifatische vinylbromiden. belangrijk, de auteurs hebben met geen van de geteste vinylbromiden isomerisatie en cyclisatie gedetecteerd.

Er werden computationele en experimentele studies uitgevoerd om het mechanisme beter te begrijpen in de hoop in de toekomst andere soorten functionele groepen te kunnen testen. Li et al. uiteindelijk een mechanisme bepaald waarbij een ongebruikelijk radicaal tussenproduct betrokken was, gevormd uit azaallylanion-elektronenoverdracht na deprotonering van het ketimine. Elektronenparamagnetische resonantiestudies bevestigden dat er een radicale soort bij betrokken is, maar verdere studies zijn nodig om de aard van deze soort te begrijpen en of de radicalen direct betrokken zijn bij de vinyleringsreactie.

De auteurs geloven dat het radicaal waarschijnlijk een azaallylradicaal is en dat zowel het azaallylanion als het azaallylradicaal tussenproducten zijn in een mechanisme dat afhankelijk is van het substraat op het vinylbromide. Echter, aanvullende studies zouden moeten worden uitgevoerd om dit te bevestigen.

Dit onderzoek opent de deur naar de productie van natuurlijke producten zonder het gebruik van een overgangsmetaalkatalysator voor een reactie die typisch overgangsmetalen vereist. Verder onderzoek zal kijken naar de veelzijdigheid van deze reactie en de daaropvolgende toepassing ervan.

© 2017 Fys.org