CIQTEK EPR erleichtert die effiziente Synthese von Benzofuran-Derivaten

Kürzlich hat das Forschungsteam von Zhichao Jin an der Universität Guizhou gezeigt, dass heteroatomare Anionen als Superelektronendonoren verwendet werden können, um radikalische Reaktionen auszulösen und so leicht 3-substituierte Benzofurane zu synthetisieren. Die resultierenden Produkte haben breite Anwendungsaussichten in der organischen Synthese und der Pestizidentwicklung.

 

 

Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ unter dem Titel „Facile access to benzofuran derivatives through Radical Reactions with heteroatom-centered super-electron-donors“ veröffentlicht. In der Studie wurde das X-Band-Dauerstrich-Elektronenresonanzspektrometer EPR200-Plus von CIQTEK verwendet, um die Entstehung freier Radikalspezies im Reaktionssystem zu bestätigen.

 

Benzofurane gehören zu den 100 wichtigsten zyklischen Strukturen, die häufig in klinischen Arzneimitteln für den Menschen vorkommen. Insbesondere 3-substituierte Benzofurane werden häufig als Kernstrukturen in vielen natürlichen und nichtnatürlichen Arzneimittelmolekülen mit nachgewiesener biologischer Aktivität gefunden. Um schnell und selektiv 3-substituierte Benzofuranderivate mit einem breiten Spektrum an Funktionalitäten zu erhalten, ist die Entwicklung neuer und effizienter Synthesemethoden unerlässlich. Die Einzelelektronentransferreaktion ist eine der effizientesten Methoden zum Aufbau funktionalisierter 3-substituierter Benzofurane, und ein geeigneter Elektronendonor ist entscheidend für den Erfolg des Einzelelektronentransferprozesses. Bisher wurde jedoch in keiner Studie über die Verwendung heteroatomzentrierter Anionen als direkte Superelektronendonoren für Einzelelektronentransferreaktionen berichtet.

 

Das Forschungsteam von Zhichao Jin an der Universität Guizhou hat in seinen Studien problemlos 3-substituierte Benzofuranmoleküle mit verschiedenen Heteroatomfunktionalitäten synthetisiert, indem es Heteroatomanionen als SEDs verwendet hat, um die Reaktionen freier Radikale auszulösen. Phosphine, Thiole und Aniline mit unterschiedlichen Substitutionsmustern zeigten bei dieser intermolekularen Radikalkupplungsreaktion eine gute Leistung, und die 3-substituierten Benzofuranprodukte mit Heteroatomfunktionalitäten zeigten mäßige bis ausgezeichnete Ausbeuten.

 

Abb. 1 | Bioaktivitäten, Synthesen von 3-substituierten Benzofuranen und SEDs für radikalische Reaktionen. a Kommerzielle Arzneimittel, die 3-substituierte Benzofuranstrukturen enthalten. b Typische Methoden für den Zugang zu 3-substituierten Benzofuranen. c Repräsentative organische kleinmolekulare SEDs. d Heteroatom-Anionen als SEDs für die 3-Heteroalkylbenzofuran-Synthese.

 

Die Entstehung freier Radikalspezies im Reaktionssystem wurde in der Studie mit der EPR-Technik (CIQTEK EPR200-Plus) bestätigt. Die EPR-Spektren der Mischung aus 1a, HPPh2 und LDA in DME bei 25 °C zeigten ein Signal ähnlich dem Phenyl-g-Faktor bei g = 2,0023.

Abb. 4 | EPR-Spektrum der Reaktionsmischungen und Kontrollexperimente. ein EPR-Spektrum der Reaktionsmischungen. b Möglichkeiten der heteroatomaren Anionen als SEDs für Radikalreaktionen. c Radikalkreuzkupplungsreaktionen mit Mercaptanen. d Das X-Band-EPR-Spektrum der stöchiometrischen 1:2:2-Reaktion von 1a (0,1 mmol), HPPh2 (0,2 mmol) und LDA (0,2 mmol) wurde bei 298 K mit DME (2 ml) als Lösungsmittel in einer Mikrowelle gemessen Frequenz von 9,418333054 GHz (g = 2,0023).

 

Zusammenfassung

Nature Communications : Einfacher Zugang zu Benzofuran-Derivaten durch radikalische Reaktionen mit Heteroatom-zentrierten Superelektronendonoren

Die Entwicklung geeigneter Elektronendonoren ist für Einzelelektronentransferprozesse (SET) von entscheidender Bedeutung. Die Verwendung heteroatomzentrierter Anionen als Superelektronendonoren (SEDs) für direkte SET-Reaktionen wurde selten untersucht. Hier zeigen wir, dass Heteroatomanionen als SEDs verwendet werden können, um Radikalreaktionen für die einfache Synthese von 3-substituierten Benzofuranen auszulösen. Phosphine, Thiole und Aniline mit unterschiedlichen Substitutionsmustern funktionieren gut in dieser intermolekularen Radikalkupplungsreaktion und die 3-funktionalisierten Benzofuranprodukte mit heteroatomaren Funktionalitäten werden in mäßigen bis hervorragenden Ausbeuten erhalten. Der Reaktionsmechanismus wird durch Kontrollexperimente und rechnerische Methoden aufgeklärt. Die angebotenen Produkte zeigen vielversprechende Anwendungen sowohl in der organischen Synthese als auch in der Pestizidentwicklung.

 

CIQTEK Elektronenparamagnetische Resonanz

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