Synthesis of the C(7)-C(22)-Sector of (+)-Acutiphycin Via O-Directed Double Free Radical Alkyne Hydrostannation with Ph3SnH/Et3B, Double I-Sn Exchange and Double Stille Coupling

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Herein a new double O-directed free radical hydrostannation reaction is reported on the structurally complex dialkyldiyne 11. Through our use of a conformation-restraining acetal to help prevent stereocenter-compromising 1,5-H-atom abstraction reactions by vinyl radical intermediates, the two vinylstannanes of 10 were concurrently constructed with high stereocontrol using Ph3SnH/Et3B/O2. Distannane 10 was thereafter elaborated into the bis-vinyl iodide 9 via O-silylation and double I–Sn exchange; double Stille coupling of 9, O-desilylation, and oxidation thereafter furnished 8.

A study of nitronyl and imino nitroxide radicals attached to heterocyclic cores

Stabile organische Radikale mit zusätzlichen Funktionalitäten wie Donor/Akzepotor Eigenschaften und Ligandeneignung für Übergangsmetallkomplexierung repräsentieren eine synthetische Herausforderung beim Streben nach der Konstruktion hochdimensionaler heterospin Strukturen. In diesem Hinblick wurden acht neue Hochspinbiradikal-Moleküle zusammen mit ihren Monoradikal- Pendants in dieser Arbeit hergestellt. Die Wahl der Liganden als organische Distanzhalter der Radikaleinheiten wurde auf stickstoffhaltige Heterozyklen (Pyridin und Pyrazol) gelenkt. Diese wurden weiterhin mit den stabilen Spinträgern Nitronylnitroxid- (NN) und Iminonitroxidfragmenten (IN) dekoriert. Ihre Synthese beinhaltete mehrstufige Umsetzungen (Brominierung, Iodierung, N- und Carbaldehyd Schutzgruppen, Stille-Kupplung, Grignard Reaktion, etc.) um die Mono- und Dicarbaldehyd-heterocyclenderivate als Schlüsselvorläufer der Radikaleinheiten zu gewinnen. Die Carbaldehyd-Zwischenstufen wurden Kondensationsreaktionen mit 2,3-Dimethyl-2,3-bis(hydroxylamino)-butan unterworfen (üblicherweise in Dioxan unter Argon für ~ 7 Tage), gefolgt von der Oxidation der Bis-hydroxylimidazolidin-Vorläufer unter Phasentransferkatalyse (NaIO4/H2O). Die Radikalmoleküle wurden mit verschiedenen spektroskopischen Methoden untersucht (FT/IR, UV/Vis/ EPR etc.) und ihre Einkristalle mit Röntgenstrahlbeugung gemessen. Die UV/VIS- Lösungsspektren zeigten in einem breiten Bereich verschiedener Lösungsmittelpolaritäten keine spezifische Wechselwirkung zwischen Lösungsmittel und Radikaleinheit, während ihre Stabilitäten in protischen Lösunsgmitteln wie MeOH stark abnahmen. Als Pulver konnten sie jedoch im Kühlschrank an der Luft für eine Jahr gelagert werden, ohne sich zu zersetzen. Die spektroskopischen Fingerabdrücke der Radikale wurden eindeutig identifiziert and erschienen stark abhängig vom Typ des pi-Ringsystems an das die Spinträger gekoppelt wurden. Basierend auf diesen Informationen wurde ein schnelles Protokoll etabliert, das eine direkte Zuordnung der Art der Radikale und ihrer Anzahl ermöglicht, sowie ihre Reinheit und Verunreinigungen zu definieren. In Lösung bestätigte die Analyse der EPR Spektren der Biradikale die starke Austauschwechselwirkung J zwischen den Radikalfragmenten über die Kopplungseinheiten (J >> an, an ist die Stickstoffhyperfeinkopplungskonstante). Dies wurde weiter unterstützt durch die Beobachtungen in gefrorener Lösung über die Nullfeldaufspaltungen und verbotenen Halbfeldübergänge (Δms = 2). Die Temperaturabhängigkeiten der Δms = 2 - EPR Signale wurden bis herunter auf 4 K gemessen und das exakte Vorzeichen und die Größe von J ermittelt. Diese Arbeit unterstreicht die Möglichkeit über synthetische Chemie eine Feineinstellung der „through bond“ Austauschwechselwirkung zwischen verwandten pi- und sigma- konjugierten Heterozyklen zu erreichen, in denen der S = 1 Grundzustand angenommen wird. Zusätzlich zeigten diese Resultate, dass die Übertragung der Spinpolarisation durch verschiedene Koppler sehr effektiv war.

Highly efficient, stoichiometric radical exchange reactions using isoindoline profluorescent nitroxides

Exchange reactions between the isoindoline profluorescent nitroxide 1,1,3,3-tetramethyldibenzo[e,g]isoindolin-2-yloxyl (TMDBIO) and a TEMPO capped polystyrene were carried out. High conversions to the desired products were achieved using only stoichiometric ratios of nitroxide relative to polymer. The scope of this study was expanded by exploiting a di-nitroxide 9,10-bis(5-[1,1,3,3-tetramethylisoindolin-2-yloxy])anthracene (BTMIOA) as a connector between two polymer chains forming PS–nitroxide–PS systems.

Oxidative potential of logwood and pellet burning particles assessed by a novel profluorescent nitroxide probe

This study reports the potential toxicological impact of particles produced during biomass combustion by an automatic pellet boiler and a traditional logwood stove under various combustion conditions using a novel profluorescent nitroxide probe BPEAnit. This probe is weakly fluorescent, but yields strong fluorescence emission upon radical trapping or redox activity. Samples were collected by bubbling aerosol through an impinger containing BPEAnit solution, followed by fluorescence measurement. The fluorescence of BPEAnit was measured for particles produced during various combustion phases, at the beginning of burning (cold start), stable combustion after refilling with the fuel (warm start) and poor burning conditions. For particles produced by the logwood stove under cold-start conditions significantly higher amounts of reactive species per unit of particulate mass were observed compared to emissions produced during a warm start. In addition, sampling of logwood burning emissions after passing through a thermodenuder at 250oC resulted in an 80-100% reduction of the fluorescence signal of BPEAnit probe, indicating that the majority of reactive species were semivolatile. Moreover, the amount of reactive species showed a strong correlation with the amount of particulate organic material. This indicates the importance of semivolatile organics in particle-related toxicity. Particle emissions from the pellet boiler, although of similar mass concentration, were not observed to lead to an increase in fluorescence signal during any of the combustion phases.

A profluorescent azaphenalene nitroxide for nitroxide-mediated polymerization

A novel nitroxide-mediated polymerization (NMP) control agent; 1,1,3,3-tetramethyl-2,3-dihydro-2-azaphenalen-2-yloxyl (TMAO), was used in the free-radical polymerization of styrene. The conversion of styrene during NMP was studied using FT-Raman spectroscopy and the effectiveness of TMAO as a NMP control agent was assessed by GPC analysis. Fidelity of the TMAO-alkoxyamine end-group on the synthesized polymers was confirmed by GPC, UV-Vis and fluorescence spectroscopic analyses. Comparison to the well known NMP control agent, TEMPO was made. TMAO showed control of molecular weight approaching that of TEMPO. Attempts to improve the properties of TMAO as an NMP control agent by synthesizing an analogue with bulkier substituents around the nitroxide did not generate the target molecule but demonstrated some of the interesting chemistry of the azaphenalene ring system