Synthesis of (Z)-tributylstannyl enynes: systematic studies of Sonogashira cross-coupling reactions between (E)-1-iodovinyl-1-tributylstannanes and terminal acetylenes using amines or tetrabutylammonium hydroxide (TBAOH) as activator

Sonogashira cross-coupling reactions involving (E)-iodo vinyl stannanes and terminal acetylenes were carried out in the presence of Pd(PPh(3))(4), Cul and several amines, affording (Z)-tributylstannyl enynes in moderate to good yields (62-91%). Utilizing the catalytic system containing Pd(PPh(3))(4) (5%), Cul (10%), and TBAOH (40% in aqueous media) as activator, better yields (72-91%) and lower reaction times were achieved. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Studies on the Solvent Dependence in the Reaction of a Few (Anthracen-9-yl)MethyLamines and Sulfanes with Reactive Acetylenes

The thesis entitled ‘Studies on the Solvent Dependence in the Reaction of a Few (Anthracen-9-yl)methylamines and Sulfanes with Reactive Acetylenes’ is divided into six chapters. ln Chapter l a general survey of electron transfer reactions, Diels-Alder reactions and Michael-type additions is presented. A detailed discussion on the synthesis of several (anthracen-9-yl)methylamines is presented in Chapter 2. In Chapter 3, results of preliminary photophysical studies on a few (anthracen-9yl) methylamines are compiled. A detailed discussion on extensive examination of dependence in the reaction of (anthracen-9-yl)methylamines with reactive acetylenes is presented Chapter 4. Details on the synthesis and reaction of a few (anthracen-9-yl)methylsulfanes with DMAD are described in Chapter 5.

[3 + 2] Cycloaddition of acetylenes with azides to give 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles in a modular flow reactor

The cycloaddition of acetylenes with azides to give the corresponding 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles is reported using immobilised reagents and scavengers in pre-packed glass tubes in a modular flow reactor.

Negishi cross-coupling of organotellurium compounds: synthesis of biaryls, aryl-, and diaryl acetylenes

A functional group tolerant palladium-catalyzed Negishi coupling of diaryl tellurides with organozinc has been developed. This methodology permits efficient preparation of biaryls, aryl acetylenes and diaryl acetylenes in moderate to good yields. A preliminary study to gain further insight into the reaction was performed using in situ ReactIR technology. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Hydroalumination of seleno acetylenes: a versatile generation and reactions of alpha-aluminate vinyl selenide intermediates in the highly regio and stereoselective synthesis of telluro(seleno)ketene acetals

The hydroalumination of butylseleno acetylenes with DIBAL-H followed by addition of n-butyllithium generated in situ the (Z)-butylseleno vinyl alanates intermediates which were captured with C(4)H(9)TeBr furnishing the (E)-telluro(seleno)ketene acetals exclusively. The isomers with opposite stereochemistry (Z)-telluro(seleno)ketene acetals were obtained by the reduction of phenylseleno acetylenes with lithium di-(isobutyl)-n-butyl aluminate hydride (Zweifel's reagent) followed by reaction of (E)-phenylseleno vinyl alanates intermediates with C(4)H(9)TeBr. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Microwave Spectroscopy and Structures of Several Substituted Acetylenes and Fluorocarbons

The structures of two substituted acetylene compounds have been characterized from their microwave rotational spectra. In the first study, two structures of 6-methyl-3-heptyne have been determined. This compound can be thought of as an ethyl group separated from an isobutyl group by a C≡C spacer. Both structures have the ethyl and isobutyl groups eclipsed, consistent with the dominant interaction determining the orientation about the acetylene axis being the weak dispersion attraction between the end groups. One structure is with the isobutyl group in a symmetric conformation and the other with the isobutyl group asymmetric. In addition, the microwave spectrum of the butane analogue 3,5-octadiyne has been observed. This compound consists of two ethyl groups separated by two C≡C spacers. The study is still in progress, but it appears that the ethyl end groups are freely rotating. Therefore, it seems that the dispersion attractions between the end groups are too weak at this longer distance of about 7 Å. The structures of several fluorocarbons have also been studied by microwave spectroscopy. The structures of perfluoropentane and perfluorohexane have been shown to be helical, like the polymer polytetrafluoroethylene (Teflon©). The structure of perfluoropropane and two conformers of 1H-heptafluoropropane have been determined to be non-helical. It is apparent that the steric and dipole repulsions between fluorine atoms that have been attributed to the helical structure of longer fluorocarbon chains are not sufficient in a three carbon chain to cause a twist in the structures.

Nucleophilic addition of Nitrones to Electron deficient acetylenes and related studies

Nitrones or azomethine-N-oxides are important precursors for the synthesis of several heterocyclic systems. They belong to the allyl anion type 1,3-dipoles and possess unique structural features which make them extraordinarily useful synthons. They behave as 1,3-dipoles in 1,3-dipolar cycloaddition reactions and as electrophiles in reactions with organometallic reagents. These are the two basic reactions given by nitrones. Nitrones also act as ‘spin traps’ in which they react with short-lived radicals to furnish stable nitroxide radicals which can be detected and identified by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. Recently SmI2 catalysed reductive cross-coupling reactions of nitrones have gained significant interest in which the reactions are initiated by single electron transfer (SET) to nitrones. Apart from these reactions, nitrones are also known to participate in reactions which are initiated by the nucleophilic attack of nitrone-oxygen. In our group, we have also explored the nucleophilic character of nitrones through various reactions. The results obtained enabled us to develop a novel two-step one-pot strategy for quinolines and indoles - the heterocycles renowned for their pharmacological applications, from nitrones and electron deficient acetylenes. Using dibenzoylacetylene and phenylbenzoylacetylene as dipolarophiles, we could introduce a desired functional group at a predetermined position of the quinolines or indoles to be synthesised. In this context, the thesis entitled “NUCLEOPHILIC ADDITION OF NITRONES TO ELECTRON DEFICIENT ACETYLENES AND RELATED STUDIES” portrays our attempt to expand the scope of our x novel synthetic protocol using ester functionalised acetylenes: dimethyl acetylenedicarboxylate (DMAD) and methyl propiolate. The thesis is organised in to five chapters. The first chapter briefly describes the different classes of reactions that nitrone functionality can tolerate. The research problem is defined at the end of this chapter. The second chapter describes the synthesis of different nitrones used for the present study. The optimisation and expansion of scope of the novel strategy towards quinoline synthesis is discussed in the third chapter. The fourth chapter portrays the synthesis of indole-3-carboxylates using the novel strategy. In the fifth chapter, the reaction of N-(2,6-dimethylphenyl) and N-(2,4,6-trimethylphenyl)nitrones are discussed. Here we also discuss the mechanistic reinvestigation of Baldwin’s proposal in the isoxazoline-oxazoline rearrangement. The major outcome of the work is given at the end of the thesis. The structural formulae, schemes, tables and figures are numbered chapter-wise since each chapter of the thesis is organized as an independent unit. All new compounds (except two compounds reported in fourth chapter) are fully characterised on the basis of spectral and analytical data and single crystal X-ray analysis on representative examples. Relevant references are included at the end of individual chapters.

Hydroalumination of seleno acetylenes: a versatile generation and reactions of alpha-aluminate vinyl selenide intermediates in the highly regio and stereoselective synthesis of telluro(seleno)ketene acetals

The hydroalumination of butylseleno acetylenes with DIBAL-H followed by addition of n-butyllithium generated in situ the (Z)-butylseleno vinyl alanates intermediates which were captured with C(4)H(9)TeBr furnishing the (E)-telluro(seleno)ketene acetals exclusively. The isomers with opposite stereochemistry (Z)-telluro(seleno)ketene acetals were obtained by the reduction of phenylseleno acetylenes with lithium di-(isobutyl)-n-butyl aluminate hydride (Zweifel's reagent) followed by reaction of (E)-phenylseleno vinyl alanates intermediates with C(4)H(9)TeBr. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Mechanistic aspects of the isomerization of Z-vinylic tellurides double bonds in the synthesis of potassium Z-vinyltrifluoroborate salts

Through direct transmetalation reaction of Z-vinylic tellurides with nBuLi was observed the unexpected isomerization of double bonds leading to potassium E-vinyltrifluoroborates salts in low to moderate yields. Using EPR spin trapping experiments the radical species that promoted the stereoinversion of Z-vinylic organometallic species during the preparation of potassium vinyltrifluoroborate salts was identified. The experiments support the proposed mechanism, which is based on the homolytic cleavage of the TenBu bond.

Nucleophilic Addition of Potassium Alkynyltrifluoroborates to D-Glucal Mediated by BF(3)center dot OEt(2): Highly Stereoselective Synthesis of alpha-C-glycosides

A convenient, mild and highly stereoselective method for C-glycosidation (alkynylation) of D-glucal with various potassium alkynyltrifluoroborates, mediated by BF(3)center dot OEt(2) and involving oxonium intermediates, preferentially provides the alpha-acetylene glycoside products with good yields.

Crystal and molecular structures of dichloro((Z)-2-chloro-2-phenylvinyl)(organo)tellurium(IV) for organo = n-butyl and phenyl

In each of the title compounds, R[Ph(Cl)C=(H)C]TeCl(2), R = nBu (1) and Ph (2), the primary geometry about the Te(IV) atom is a pseudo-trigonal-bipyramidal arrangement, with two Cl atoms in apical positions, and the lone pair of electrons and C atoms in the equatorial plane. As the Te(IV) is involved in two, an intra- and an inter-molecular, Te center dot center dot center dot Cl interactions the coordination geometry might be considered as a Psi-pentagonal bipyramid in each case. In addition, in (2) there is a hint of a Te center dot center dot center dot pi interaction (Te center dot center dot center dot C = 3.911(3) A). The key feature in the crystal structure of both compounds is the formation of supramolecular chains mediated by Te center dot center dot center dot Cl contacts. (1): C(12)H(15)Cl(3)Te, triclinic, P (1) over bar, a = 5.9471 (11), b = 10.7826(22), c = 11.7983(19) angstrom, alpha = 75.416(12), beta = 78.868(13), gamma = 80.902(14)degrees, V = 713.6(2) angstrom(3), Z = 2, R(1) = 0.021; (2): C14HIIC13Te, orthorhombic, Pcab, a=7.7189(10), b=17.415(2), c=21.568(3)angstrom, V = 2899.3(6) angstrom(3), Z = 8, R(1) = 0.027.

Formation of cumulenes, triple-bonded, and related compounds by flash vacuum thermolysis of five-membered heterocycles

Flash vacuum thermolysis of a large variety of heterocyclic compounds is a useful means of production of ketenes, ketenimines, thioketenes, allenes, iminopropadienones, bis(imino)propadienes, iminopropadienethiones, carbodiimides, isothiocyanates, acetylenes, fulminic acid, nitrile imines and nitrile ylides, nitriles, cyanamides, cyanates, and other compounds, often in preparatively useful yields.

Diazafluoren-9-yliden als Bindungsmotiv für Metallfragmente in kreuzkonjugierten π-Systemen

In der vorliegenden Dissertation wurden kreuzkonjugierte organische Verbindungen basierend auf Diazafluorenmethyliden- sowie Dipyridylmethyliden-Bausteinen synthetisiert, die zum einen photoredoxaktive Metallfragmente komplexieren können und zum anderen erweiterte π-konjugierte Pfade auf der Grundlage von Alkineinheiten ermöglichen. Das kreuzkonjugierte Motiv wurde über die Kupplung von Alkineinheiten an halogenierte Methyliden-Einheiten, den so genannten Dibromolefinen, zugänglich gemacht. Zur Synthese von Dibromolefinen wurden verschiedene Methoden untersucht. Literaturbekannte Methoden wie die Wittig-Reaktion und ihre Modifikationen sowie die Corey-Fuchs-Reaktion konnten für die Diazafluoreneinheit nicht erfolgreich angewendet werden. Bei einer mikrowellenunterstützten Reaktion konnte sowohl ausgehend von Diazafluoren-9-on als auch von Di-2-pyridylketon eine Dibromolefinierung (55 % und 65 %) erreicht werden. Die Eignung der Mikrowellenstrahlung für Dibromolefinierungsreaktionen nach Corey und Fuchs wurde weiterhin an verschiedenen Aldehyden und Ketonen untersucht. In den meisten Fällen konnten gute bis sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Durch die erfolgreiche Synthese von Dibromolefinen über Mikrowellensynthese wurde die Realisierung von diversen π-konjugierten Systemen möglich. Dies erfolgte exemplarisch durch die Kupplung der Alkine 5-Ethinyl-2,2’-bipyridin, 1-(Ferrocenylethinyl)-4-(ethinyl)benzol, Tri(tolyl)propin sowie der TIPS- und TMS-Acetylene. Neben der Vielfalt an Möglichkeiten zur Funktionalisierung von Dipyridyl- und Diazafluorenbausteinen zeigte sich zudem, dass sogar räumlich anspruchsvolle Verbindungen wie die geminale angeordneten voluminösen Tri(tolyl)propinyl-Substituenten an der Doppelbindung erfolgreich synthetisiert werden können. Die Koordinationseigenschaften der neu synthetisierten Verbindungen konnten durch Umsetzungen der Diazafluoren- und Dipyridylverbindungen mit PdCl2 und [RuCl2(bpy)2] erfolgreich gezeigt werden. Im Hinblick auf die Herstellung von Funktionsmaterialien eignen sich die Endiin-Strukturmotive aufgrund von diversen Variationsmöglichkeiten wie Koordination von Übergangsmetallen sowie Funktionalisierung der Peripherie gut. Dadurch können die elektronischen Eigenschaften wie die Absorption oder elektrochemische Potentiale der Verbindungen modifiziert werden. Die UV/Vis-Spektren der neu synthetisierten Verbindungen zeigen, dass Absorptionen in längerwelligen Bereichen durch Verlängerung des Konjugationspfades gesteuert werden können. Zudem lassen sich weitere photophysikalische Eigenschaften wie MC-, LC-, LMCT- oder MLCT-Übergänge durch Koordination von Metallen generieren. Die elektrochemischen Potentiale der Dipyridyl- und Diazafluorenbausteine konnten durch Anbindung von verschiedenen Substituenten beeinflusst werden. Es zeigte sich, dass sich die Reduktionswellen im Vergleich zu denen der Ketone zu niedrigeren Potentialen verschieben, wenn Alkine an die Dipyridylmethyliden- und Diazafluorenmethyliden-Bausteine geknüpft wurden. Zudem konnte beobachtet werden, dass die Signale nicht immer reversibel sind. Insbesondere die Dipyridylverbindungen zeichneten sich durch irreversible Reduktionswellen aus. Die Realisierung von π-konjugierten Systemen gelang auch mit cyclischen kohlenstoffbasierten Verbindungen. Über das separat synthetisierte 2,2’-Diethinyltolan konnte eine cyclische Verbindung, ein dehydroannulen-radialenisches System, erfolgreich hergestellt werden. Die Koordination von redoxaktiven Metallzentren wie [Ru(bpy)2] konnte für diese Verbindung ebenfalls erfolgreich gezeigt werden. Die elektronische Wechselwirkung zwischen dem Metallzentrum und dem dehydroannulenischen System könnte sowohl über theoretische Methoden (zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie) als auch experimentell wie z. B. über transiente Absorptionsspektroskopie untersucht werden. Diese zukünftig durchzuführenden Untersuchungen können Aufschluss über die Ladungstransferraten und -dauer geben. Im Hinblick auf die Realisierung von Modellverbindungen für molekulare Drähte wurden lineare Systeme basierend auf der Diazafluoreneinheit synthetisiert. Zur Synthese von derartigen Systemen war es zunächst notwendig, die Dibromolefine unsymmetrisch zu alkinylieren. Die unsymmetrische Substitution gestaltete sich als Herausforderung, da eine Einfachkupplung mit einem Acetylen nicht möglich war. In den meisten Fällen wurden zweifach substituierte Spezies mit den identischen Alkinen erhalten. Die besten Ausbeuten konnten durch die konsekutive Zugabe von TIPS-Acetylen und darauffolgend TMS-Acetylen in die Reaktionsmischung erhalten werden. Offenbar spielt der räumliche Anspruch des Erstsubstituenten in diesem Zusammenhang eine Rolle. Die selektive Entschützung der unterschiedlich silylierten Verbindungen erfolgte mit K2CO3 in MeOH/THF (1:1). Die oxidative Homokupplungsreaktion erfolgte ohne Isolierung der entschützten Spezies, da diese instabil ist und zur Polymerisation neigt. Aufgrund der Instabilität der entschützten Spezies sowie möglichen Nebenreaktionen waren die Ausbeuten sowohl bei der TIPS-geschützten Verbindung als auch bei der TTP-geschützten Verbindung gering. Versuche, lineare Systeme von dipyridylbasierten Verbindungen zu erhalten, schlugen fehl. Die π-konjugierten Systeme lassen aufgrund der effektiven Überlappung der beteiligten π-Orbitale hohe Ladungsträgermobilitäten vermuten. Die im Rahmen dieser Arbeit synthetisierten Verbindungen könnten mit Schwefelverbindungen die Anbindung an Elektroden zulassen, worüber die Leitfähigkeiten der Verbindungen gemessen werden könnten.

Síntesi i Reactivitat de nous Macrocicles Nitrogenats Poliinsaturats

En aquesta tesi s'han sintetitzat macrocicles nitrogenats poliinsaturats de diferents mides i s'ha estudiat la seva reactivitat. S'han preparat macrocicles de quinze i setze baules triacetilènics i de quinze baules contenint dos triples i un doble enllaç a l'estructura. S'ha estudiat la ciclotrimerització [2+2+2] d'aquests macrocicles catalitzada per metalls de transició en dissolvents orgànics convencionals o en sals foses. S'han sintetitzat complexos de rodi contenint un lligand carbènic N-heterocíclic per tal d'utilitzar-los com a catalitzadors alternatius al complex de Wilkinson en les reaccions de ciclotrimerització dels macrocicles poliinsaturats i d'altres anàlegs oberts. Els complexos carbènics sintetitzats han presentat una eficiència lleugerament superior a la del catalitzador de Wilkinson. També s'ha iniciat un estudi mecanístic de la cicloisomerització d'aquests macrocicles induïda tèrmicament. Finalment, s'han preparat macrocicles de catorze i dinou baules contenint un nucli endiínic a més d'altres insaturacions i s'ha estudiat la corresponent ciclació de Bergman en estat sòlid.