Direct Transformation of Esters into Heterocyclic Fluorophores

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Despite the manifold use of heterocyclic fluorophores, only a fraction of the desired dye diversity can be accessed by contemporary synthetic approaches. Herein, we describe a modular method that converts various carboxylic acid esters directly into a bro

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A Journal of the Gesellschaft Deutscher Chemiker
Angewandte
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Title: Direkte Umwandlung von Estern in Heterocyclische Fluorophore
Authors: Christian Fischer and Christof Sparr
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10.1002/anie.201711296
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Direkte Umwandlung von Estern in Heterocyclische Fluorophore
Christian Fischer und Christof Sparr*
Professor Dieter Seebach zum 80. Geburtstag gewidmet
Abstract: Obwohl heterocyclische Fluorophore vielseitig eingesetzt
a) Etablierte Strategien zum Aufbau von Heteroanthrylium-Fluorophoren:
werden, kann mit den derzeitigen Synthesemethoden nur ein
H
H
Bruchteil der erwünschten Farbstoffdiversität zugänglich gemacht
werden. Hier beschreiben wir eine modulare Methode, welche
verschiedenste Carbonsäureester direkt in ein breites Spektrum an
Heteroanthrylium-Fluorophore umwandelt. Die doppelte Addition von
Heteroatom-verknüpften 1,5-difunktionellen Organomagnesium-
Reagenzien an Ester führt nach dehydratisierender saurer
Aufarbeitung zur Bildung von Acridinium-, Xanthylium- und SiR-
Fluorophoren. Diese einstufige Synthesemethode liefert organische
Photoredoxkatalysatoren für die duale Katalyse mit Nickel und
Fluorophore welche Fluoreszenzverstärkungsreaktionen zulassen.
X
+
X
X
R–M
O
H
R
dann HA
hohe Temperaturen
Oxidation
O
R
Heteroanthrylium
Heteroanthron
b) Diese Arbeit:
M
M
Me
N
Me
X
X
N
O
OMe
Me
Me
R
R
OM
NMe2
NMe2
In den Materialwissenschaften, der biologischen Bildgebung,
oder der chemischen Synthese erlangten organische
Fluorophore in vielerlei Hinsicht eine grundlegende Bedeutung.[1]
Neuentwicklungen erfordern jedoch zunehmend Fluorophore mit
maßgeschneiderten photophysikalischen, chemischen und
elektrochemischen Eigenschaften.[2] Um dieser wachsenden
Nachfrage nachzukommen wird regelmäßig auf die Vielseitigkeit
der Heterocyclensynthese zurückgegriffen. Dabei wurde
einerseits die klassische elektrophile aromatische Substitutions-
reaktion (Abbildung 1a links)[3] soweit optimiert, dass oft auf die
ursprünglich harschen Bedingungen und den zusätzlichen
Oxidationsschritt verzichtet werden kann.[4] Andererseits
erschloss sich mit der Addition an Heteroanthrone (Abbildung 1a
rechts) eine elegante Alternative, welche Zugang zu
komplementären Fluorophoren gewährt.[5] Dennoch fehlen
beiden Vorgehen die nötige Variabilität und Flexibilität um die
elektrochemischen und photophysikalischen Eigenschaften der
Fluorophore hinreichend modulieren zu können.
Ester (1)
2 (M = Mg)
3
+ HA
Me
N+
+
Me2N
NMe2
Me2N
O
R
NMe2
A–
A–
Me Me
Si
+
R
Me2N
NMe2
5
4
Acridinium Fluorophore
Xanthylium Fluorophore
A–
R
6
SiR Fluorophore
Abbildung 1. a) Elektrophile aromatische Substitution und Heteroanthron-
Addition zur Synthese von Heteroanthrylium-Fluorophoren. b) Die direkte
Umwandlung von Estern in Acridinium-, Xanthylium-, und SiR-Fluorophoren.
X=Heteroatom (N, O oder Si), A–=Anion.
Verfahren nachfolgende Oxidationsreaktionen und profitiert von
der idealen Reaktivität 1,5-difunktioneller Organomagnesium-
Reagenzien mit Estern. Folglich könnte mit dieser Heterocyclen-
synthese aufgrund der Komplementarität zu Heteroanthron-
additionen und der Diversität an Carbonsäureestern eine Vielfalt
an neuartigen Fluorophoren in einem Syntheseschritt aufgebaut
werden.
Um die Durchführbarkeit dieses Konzepts zu überprüfen, wurde
das stickstoffbasierte Reagenz 2a (X=N) durch eine Pd-
katalysierte
Methylierung und darauffolgender doppelten Grignardierung
hergestellt (Schema S1 in den Hintergrundinformationen).[7] Mit
dem vorliegenden Reagenz 2a wurde daraufhin die direkte
Umsetzung von Estern in Acridinium-Fluorophore untersucht
(Tabelle 1). Benzoesäuremethylester wurde mit 1.40 Äquivalent
des in situ hergestellten Reagenzes 2a während 12 h bei 60 °C
umgesetzt und durch saure Aufarbeitung mit wässriger HBr[8] in
einer Ausbeute von 87% in das Acridiniumbromid 4a
umgewandelt. Um den Anwendungsbereich der Methode zu
bestimmen wurde der Einfluss der Esterreaktivität unter
gleichbleibenden Reaktionsbedingungen untersucht. Wie
Um die benötigte Vielfalt an Heterocyclen bereitzustellen, wären
Carbonsäureester ideale Substrate, weil diese gut zugänglich,
stabil und in der Struktur besonders variabel sind. Es stellte sich
uns deshalb die Frage, ob heterocyclische Fluorophore durch
Kombination von Estern mit difunktionellen Organomagnesium-
Reagenzien[6] hergestellt werden können. So würde eine
doppelte
dimetallischen Dianilids 2 an Carbonsäuremethylester (1) ein
Alkoholat bilden, das durch eine saure Aufarbeitung
Addition
eines Heteroatom-verbrückten
1,5-
Buchwald-Hartwig
Kreuzkupplungsreaktion,
3
dehydratisiert und somit in einem Schritt eine breite Palette an
Fluorophoren verfügbar macht (Abbildung 1b; Acridinium-
Fluorophore 4: X=NMe; Xanthylium-Fluorophore 5: X=O; SiR-
Fluorophore 6: X=SiMe2). Verglichen mit der prototypischen
elektrophilen aromatischen Substitution umgeht dieses
[*]
C. Fischer, Prof. Dr. C. Sparr
Departement Chemie, Universität Basel
St. Johanns-Ring 19, 4056 Basel (Schweiz)
E-mail: christof.sparr@unibas.ch
erwartet
zeigte
das
Fluorbenzoat
gegenüber
dem
Homepage: http://www.chemie.unibas.ch/~sparr
Methoxybenzoat eine höhere Reaktivität (Nr. 2 und 3, 70% vgl.
84%) und auch mit dem sterisch anspruchsvollen Methyl-1-
naphthoat konnte eine gute Ausbeute erhalten werden (Nr. 4,
Die Hintergrundinformationen und Identifikationsnummer (ORCID)
der Autoren sind unter: http://doi.org/ zu finden.
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Tabelle 1. Direkte Umwandlung von Estern in Acridinium-Fluorophore[a]
wobei mit dem Mesityldiaminoacridinium Katalysator 4e nach
3 h eine vollständige Umsetzung erreicht wurde (Tabelle 2, Nr. 5,
86% Ausbeute). Im Gegensatz dazu konnte mit Aminophenyl-
acridiniumbromid 4f (Φfl=0.006), MesMeAcr · BF4, Na2-Eosin Y,
ohne Photoredoxkatalysator, oder im Dunkeln kein aryliertes
M
Me
M
Me
N
Me
Me
N
THF
60 °C
N
N
O
OMe
Me
Me
+
Br–
R
dann HBr
NMe2
2a
NMe2
R
Produkt
9 nachgewiesen werden. Die Tetramethylamino-
1
4a-f
acridiniumsalze komplementieren somit die kürzlich von Zhang
beschriebenen Carbazolyl-Dicyanobenzol Organophotoredox-
katalysatoren für die duale Katalyse mit Nickel.[13]
Nr.
1
Produkt[b]
Nr.
4
Produkt[b]
Me
N
Me
Me
N
Me
N
Me
Me
Tabelle 2. Vergleich organischer Photokatalysatoren[a]
N
N
N
Me
Me
Me
Me
Photokat. (2.5 mol%)
NiCl2⋅glyme (10 mol%)
Br–
Br–
CO2Me
CO2H
N
N
2,2'-bipy (15 mol%)
Cs2CO3, DMF, 3 h
hν
CO2Me
I
Boc
Boc
7
8
9
4a, 87%
4d, 75%
Nr.
1
Photokat.
4a
Ausbeute[b]
Nr.
2
Photokat.
Ausbeute[b]
2
Me
N
Me
Me
N
5
Me
N
Me
Me
N
N
N
47%
56%
86%
-
4b
4d
4f
-
58%
Me
Me
Me
Me
Br–
Br–
3
4c
4
68%
Me
Me
5
4e
6
-
-
-
OMe
Me
4e, 74%[c]
7
4e[c]
8
4b, 70%
9
MesMeAcr·BF4
-
10
Na2-Eosin Y
Me
N
Me
Me
N
3
6
Me
N
Me
Me
N
[a] hν: Kessil LED A160WE, 40 W, (λmax: 464 nm). [b] Ausbeute an isoliertem
Produkt; [c] Reaktion im Dunkeln durchgeführt.
N
N
Me
Me
Me
Me
Br–
Br–
Nachdem Acridiniumsalze für die Photokatalyse zugänglich
wurden, widmeten wir uns der einstufigen Umwandlung von
Estern in Sauerstoff- und Silicium-basierte Fluorophore. Neben
den archetypischen Xanthyliumsalzen (X=O) legten wir unser
Augenmerk auf die langwellig-emittierenden Silaheterocyclen
(X=SiMe2, SiR-Fluorophore).[14,15] Die entsprechenden 1,5-
difunktionellen Organomagnesium Reagenzien konnten in drei
Schritten durch Heteroatomverbrückung, doppelte Bromierung
und einer Dimagnesierung hergestellt werden (Schema S2/S3).
Beide Reagenzien zeigten eine ideale Reaktivität und
bemerkenswerte Stabilität, auch nachdem Reagenz 2c über
60 Tagen aufbewahrt wurde (RT unter Argon).[7] Unter
Verwendung von Reagenz 2b und 2c konnte Benzoesäure-
methylester mit 85% und 72% Ausbeute in Tetramethylrosamin
5a sowie dessen SiR-Analogon 6a umgesetzt werden (Tabelle 3,
NH2
F
4c, 84%
4f, 73%[d]
[a] Reaktionen durchgeführt mit 100 µmol 1 in 1.0 mL THF und 140 µmol 2a
(M=Mg) für 12 h bei 60 °C gefolgt von einer wässrigen Aufarbeitung (HBr
8.8 molL–1). [b] Ausbeute der isolierten Produkte. [c] vierfacher
Reaktionsmaßstab. [d] 240 µmol 2a.
75%). Selbst mit dem äußerst sperrigen Methyl-2,4,6-
trimethylbenzoat wurden 74% des Acridiniumsalz 4e isoliert (Nr.
5). Die Verwendung eines zusätzlichen Äquivalents von
Reagenz 2a ermöglichte auch die Umwandlung des protischen
Methylanthranilats, was Acridiniumsalz 4f in einer Ausbeute von
73% lieferte (Nr. 6). Als nächstes untersuchten wir die
photophysikalischen und elektrochemischen Eigenschaften von
Nr.
1
und 7). Ester mit unterschiedlichen elektronischen
zeigten erneut die zu erwartenden
4a-f.[7]
Acridiniumsalze Redoxpotentiale die dem gängigen übergangs-
metallbasierten Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy) PF6 Photoredox-
Bemerkenswerterweise
zeigten
die
Diamino-
Eigenschaften
Reaktivitätsunterschiede (Nr. 1–3 und 7–9). Im Gegensatz dazu
wurde der Effekt des sperrigen Naphthyl-Substituenten in der
Synthese von 5d stärker bemerkbar (Nr. 4). Mit den
katalysator ähnlich sind (E1/2(P/P–)= –1.37 V; E1/2(P*/P–)= +1.21
V gegen SCE).[9] Im Gegensatz zu dem stark oxidierenden
Fukuzumi Acridinium Photoredoxkatalysator (MesMeAcr BF4,
E1/2(P/P–)=–0.57 V; E1/2(P*/P–)=+2.06 V gegen SCE)[10] wurde
dabei ein speziell für die duale Katalyse gut abgestimmter
oxidativer Charakter vorgefunden (4e, E1/2(P/P–)= –1.15 V und
E1/2(P*/P–)=+1.25 V gegen SCE).[7,11] Insbesondere das optimale
Reduktionspotenzial der Acridiniumsalze 4a-f im Grundzustand
difunktionellen
Organomagnesium-Reagenzien
konnten
indessen auch empfindliche Alkyl- und Alkenyl-substituierte
Xanthylium-Fluorophore 5e und 5f hergestellt werden (Nr. 5 und
6). Um für die weitere Diversifizierung Zugang zu SiR-
Fluorophoren mit funktionellen Gruppen zu erhalten, wurden
Methyl-4-bromobenzoat, Dimethylterephthalat und, mit einem
zusätzlichen Äquivalent von Reagenz 2c, das protische
Methylanthranilat umgesetzt (Nr. 10–12, 6d–f). Ferner konnte
durch Verzehnfachung des Reaktionsmaßstab die Robustheit
des Protokolls überprüft werden (Nr. 12, 1.00 mmol, 90%).[7,16]
ermöglichte
uns
die
Untersuchung
der
gekoppelten
Photoredox/Ni-Katalyse zur Kreuzkupplung von Boc-L-Prolin (7)
mit Methyl-4-iodbenzoat (8).[12] Die gewünschte Produktbildung
konnte mit den Acridiniumsalzen 4a-d nachgewiesen werden,
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Tabelle 3. Direkte Umwandlung von Estern in Xanthylium-,[a] und SiR-Fluorophore[b]
M
M
Me
N
Me
N+
M
M
Me
N+
Me Me
Si
Me
N
Me Me
Si
THF
60 °C
THF
60 °C
O
O
O
OMe
O
OMe
Me
Me
Me
Me
+
+
Br–
Br–
R
R
dann HBr
dann HBr
NMe2
2b
NMe2
R
NMe2
NMe2
R
1
5a-f
6a-f
1
2c
Nr.
1
Produkt[c]
Nr.
4
Produkt[c]
Nr.
7
Produkt[c]
Nr.
10
Produkt[c]
Me
N
Me
N+
Me
N
Me Me
Me
N+
Me
N
Me
N+
Me
N
Me Me
Si
Me
N+
O
Si
O
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Me
Br–
Br–
Br–
Br–
Br
5a, 85%
5d, 60%
6a, 72%
6d, 79%
Me
N
Me
N+
Me
N
Me
N+
Me Me
Si
2
5
Me
N
Me
N+
8
11
Me
N
Me Me
Me
N+
O
O
Si
Me
Me
Me
Me
Me
Br–
Br–
Br–
Br–
C9H19
OMe
OMe
CO2Me
5b, 71%
5e, 69%
6b, 69%
6e, 72%
Me
N
Me
N+
Me
N
Me Me
Si
Me
N+
3
6
9
12
Me
N
Me
N+
Me
N
Me Me
Si
Me
N+
O
O
Me
Me
Me
Me
Me
Br–
Br–
Br–
Br–
NH2
F
F
5c, 83%
5f, 50%
6c, 80%
6f, 89%[d], 90%[e]
[a] Reaktionen durchgeführt mit 100 µmol 1 in 1.0 mL THF und 140 µmol 2b (M=Mg) für 12 h bei 60 °C gefolgt von einer wässrigen Aufarbeitung (HBr 8.8 molL–1).
[b] Reaktionen durchgeführt mit 100 µmol 1 in 1.0 mL THF und 140 µmol 2c (M=Mg) für 12 h bei 60 °C gefolgt von einer wässrigen Aufarbeitung (HBr 8.8 molL–1).
[c] Ausbeute der isolierten Produkte. [d] 240 µmol 2c. [e] 1.00 mmol Maßstab mit 2.40 mmol 2c.
Um aktivierbare Fluorophore zu erhalten, untersuchten wir die
von Bertozzi beschriebe Fluoreszenzverstärkung durch
Azidierung.[15h,17] Dabei wurde das infolge intramolekularer
Zusammenfassend entwickelten wir eine modulare Umwandlung
von Carbonsäureestern in fluoreszierende Acridindium-,
Xanthylium- und SiR-Fluorophoren. Die dazu benötigten 1,5-
difunktionellen Organomagnesium-Reagenzien sind in drei
Stufen und entsprechende Fluorophore mit unterschiedlichen
photophysikalischen Eigenschaften in hohen Ausbeuten
Fluoreszenzlöschung
schwach
emittierende
Amino-SiR-
Fluorophor 6f (Φfl=0.002; Schema 1) durch Diazotierung und
Behandlung mit NaN3 in das Azidoderivat 6h mit einer 100-fach
höheren Fluoreszenzquantenausbeute überführt (83%, Φfl=0.20). zugänglich. Die aufgrund der milden Reaktionsbedingungen
Eine analoge Verstärkung wurde interessanterweise auch durch
eine einfache Acylierung der Amingruppe mittels Ac2O in
wässrigem Medium erzielt (6g; 84% Ausbeute, Φfl=0.20),[7,17a]
womit erwiesen werden konnte, dass aktivierbare Fluorophore
direkt aus Estern mit protischen Gruppen zugänglich sind.
beachtliche Anwendungsbreite umfasst empfindliche Produkte,
rot emittierende Fluorophore für die Fluoreszenzverstärkung,
sowie neuartige Tetramethyldiaminoacridinium Organophoto-
redoxkatalysatoren. Die hohe Variabilität der Estersubstrate
ermöglicht die direkte Umwandlung in maßgeschneiderte
Fluorophore für die biologischen Bildgebung,[18] die Katalyse und
die Materialwissenschaften. Weiterführende Studien in unserer
Gruppe befassen sich mit der gezielten Modulierung der Redox-
eigenschaften von Organophotoredoxkatalysatoren.
Me
N
Me Me
Si
Me
N+
Me
N
Me Me
Si
Me
N+
Me
für 6g:
Ac2O, H2O
Me
Me
Me
Br–
Br–
für 6h:
NaNO2, AcOH
R
NH2
H2O, dann NaN3
6f (φfl = 0.2%)
6g (R=NHAc, φfl = 20%)
6h (R=N3, φfl = 20%)
Danksagung
Schema 1. Funktionalisierungen mit Fluoreszenzverstärkung.
Wir danken dem Schweizerischen Nationalfonds (BSSGI0-
155902/1), der Universität Basel, sowie dem NCCR Molecular
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[9]
a) C. K. Prier, D. A. Rankic, D. W. C. MacMillan, Chem. Rev. 2013, 113,
5322−5363. b) T. M. Monos, A. C. Sun, R. C. McAtee, J. J. Devery III,
C. R. J. Stephenson, J. Org. Chem. 2016, 81, 6988−6994; c) A. Millet,
Q. Lefebvre, M. Rueping, Chem. Eur. J. 2016, 22, 13464–13468.
Systems Engineering für die finanzielle Unterstützung, Dr. M.
Neuburger für die Röntgenstrukturanalyse und PD Dr. D.
Häussinger für NMR-Spektroskopie. Prof. O. S. Wenger, Prof. M.
Mayor, Prof. E. C. Constable und Prof. C. E. Housecroft danken
wir für den Gebrauch deren Geräte zur Messung photo-
physikalischer und elektrochemischer Eigenschaften sowie Dr.
M. Kuss-Petermann und Dr. X. Guo für hilfreiche Diskussionen.
[10] a) S. Fukuzumi, H. Kotani, K. Ohkubo, S. Ogo, N. V. Tkachenko, H.
Lemmetyinen, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1600–1601; siehe auch:
5f); b) A. Joshi-Pangu, F. Lévesque, H. G. Roth, S. F. Oliver, L.-C.
Campeau, D. A. Nicewicz, D. A. DiRocco, J. Org. Chem. 2016, 81,
7244–7249; weitere Anwendungen organischer Photokatalysatoren: c) I.
Ghosh, B. König, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 7676–7679; Angew.
Chem. 2016, 128, 7806–7810; d) S. Lerch, L.-N. Unkel, M. Brasholz,
Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6558–6562; Angew. Chem. 2014, 126,
6676–6680.
Interessenkonflikt
Die Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte vorliegen.
[11] Für eine mehrstufige Synthese von 4e siehe: J. Yanke, Z. Xiu,
CN201410198453, 2014.
Keywords: Carbonsäureester • Fluorophore • Grignard-
[12] a) Z. Zuo, D. T. Ahneman, L. Chu, J. A. Terrett, A. G. Doyle, D. W. C.
MacMillan, Science 2014, 345, 437–440; b) K. L. Skubi, T. R. Blum, T.
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Reaktionen • Organomagnesium • Photoredoxkatalyse
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a) C. Grivas, M. Pollnau, Laser & Photon. Rev. 2012, 6, 419– 462; b) T.
Terai, T. Nagano, Pflugers Arch., EJP 2013, 465, 347– 359; c) Q.
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Synlett 2015, 26, 265–270; f) D. Prasad, B. König, Chem. Commun.
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Xiao, X. Qian, D. Zhao, Y. Xu, Chem. Commun. 2008, 1780–1782; b) Y.
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Kusakabe, N. Saito, T. Terai, T. Okabe, T. Nagano, J. Am. Chem. Soc.
2012, 134, 5029–5031; d) T. Wang, Q.-J. Zhao, H.-G. Hu, S.-C. Yu, X.
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Grazvydas, K. Johnsson, WO2013/029650, 2013; f) G. Lukinavičius, K.
Umezawa, N. Olivier, A. Honigmann, G. Yang, T. Plass, V. Mueller, L.
Reymond, I. R. Corrêa Jr., Z.-G. Luo, C. Schultz, E. A. Lemke, P.
Heppenstall, C. Eggeling, S. Manley, K. Johnsson, Nat. Chem. 2013, 5,
132–139; g) G. Lukinavičius, L. Reymond, E. D'Este, A. Masharina, F.
Göttfert, H. Ta, A. Güther, M. Fournier, S. Rizzo, H. Waldmann, C.
Blaukopf, C. Sommer, D. W. Gerlich, H.-D. Arndt, S. W. Hell, K.
Johnsson, Nat. Methods 2014, 11, 731–733; h) P. Shieh, M. S. Siegrist,
A. J. Cullen, C. R. Bertozzi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2014, 111,
5456–5461; i) Y.-L. Huang, A. S. Walker, E. W. Miller, J. Am. Chem.
Soc. 2015, 137, 10767–10776; j) J. B. Grimm, T. Klein, B. G. Kopek, G.
Shtengel, H. F. Hess, M. Sauer, L. D. Lavis, Angew. Chem. Int. Ed.
2016, 55, 1723–1727; Angew. Chem. 2016, 128, 1755–1759; k) G.
Lukinavičius, L. Reymond, K. Umezawa, O. Sallin, E. D'Este, F.
Göttfert, H. Ta, S. W. Hell, Y. Urano, K. Johnsson, J. Am. Chem. Soc.
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a) N. A. Romero, D. A. Nicewicz, Chem. Rev. 2016, 116, 10075−10166;
L. D. Lavis, ACS Biochemistry, 2017, 56, 5165–5170; b) L. Levi, T. J. J.
Müller, Chem.Soc.Rev. 2016, 45, 2825–2846; c) L. Levi, T. J. J. Müller,
Eur. J. Org. Chem. 2016, 2902–2918; d) F. de Moliner, N. Kielland, R.
Lavilla, M. Vendrell, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3758–3769;
Angew.Chem. 2017, 129, 3812–3823; e) S. Garbarino, D. Ravelli, S.
Protti, A. Basso, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 15476–15484;
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[3]
[4]
a) A. Baeyer, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1871, 4, 555–558; b) M.
Cérésole, (BASF), DE-44002, 1887; c) K. Heumann, H. Rey, Ber. Dtsch.
Chem. Ges. 1889, 22, 3001–3004; d) A. Bernthsen, F. Bender, Ber.
Dtsch. Chem. Ges. 1883, 16, 1802–1819.
a) A. V. Anzalone, T. Wang, Z. Chen, V. W. Cornish, Angew. Chem. Int.
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Wang, X. Chai, W. Zhu, T. Wang, Q. Wu, Chem. Commun. 2014, 50,
14377–14377; c) Y. Yang, J. O. Escobedo, A. Wong, C. M. Schowalder,
M. C. Touchy, L. Jiao, W. E. Crowe, F. R. Fronczek, R. M. Strongin, J.
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T. A. Brown, E. Betzig, L. D. Lavis, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50,
11206–11209; Angew. Chem. 2011, 123, 11402– 11405; Siehe auch:
10b).
[15] Rot emittierende Fluorophore: a) L. J. Patalog, P. G. Jones, D. B. Werz,
Angew.Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13340–13344; Angew. Chem. 2016,
128, 13534–13539; b) P. Zimcik, V. Novakova, K. Kopecky, M. Miletin,
R. Z. U. Kobak, E. Svandrlikova, L. Vaćhová, K. Lang, Inorg. Chem.
2012, 51, 4215−4223; c) B. P. Maliwal, R. Fudala, S. Raut, R. Kokate,
T. J. Sørensen B. W. Laursen, Z. Gryczynski, I. Gryczynski, PLoS ONE,
2013, 8: doi: 10.1371/journal.pone.0063043.
[5]
a) S. F. Beach, J. D. Hepworth, D. Mason, E. A. Swarbrick, Dyes Pigm.
1999, 42, 71–77; b) M. K. Gannon II, M. R. Detty, J. Org. Chem. 2007,
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Soc. 2007, 129, 4510–4511; d) L. Wu, K. Burgess, J. Org. Chem. 2008,
73, 8711–8718; e) F. Torricelli, J. Bosson, C. Besnard, M. Chekini, T.
Bürgi, J. Lacour, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1796–1800; Angew.
Chem. 2013, 125, 1840–1844; f) T. Tsudaka, H. Kotani, K. Ohkubo, T.
Nakagawa, N. V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, S. Fukuzumi, Chem.
Eur. J. 2017, 23, 1306–1317; g) Suzuki Kreuzkupplung von Xanthon-
triflaten: B. D. Calitree, M. R. Detty, Synlett 2010, 89–92.
[16] Kristallographische Daten für 6f (CCDC-1505668): C25H30Br1N3Si, Mw
= 480.53; monoklinisch; Raumgruppe P21/c; a = 10.3133(4) Å, b =
18.3677(8) Å, c = 12.6302(4) Å, α = 90°, β = 93.637(3)°, γ = 90 °, V =
2387.74(16) Å3, Z = 4, ρcalcd =1.337 Mg/m3; R = 0.075; wR = 0.0568
(alle Daten).
[17] Intramolekulare Fluoreszenzlöschung von Fluoresceinaminen: a) C.
Munkholm, D.-R. Parkinson, D. R. Walt, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112,
2608–2612; b) K. Tanaka, T. Miura, N. Umezawa, Y. Urano, K. Kikuchi,
T. Higuchi, T. Nagano, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2530–2536;
Amino-SiR dyes: c) T. Egawa, K. Hanaoka, Y. Koide, S. Ujita, N.
Takahashi, Y. Ikegaya, N. Matsuki, T. Terai, T. Ueno, T. Komatsu, T.
Nagano, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14157–2536; siehe auch: 14h).
[18] Während der Erstellung dieses Manuskripts wurde von Lavis und
Mitarbeitern über eine verwandte Strategie für die biologische
[6]
a) A. Link, C. Fischer, C. Sparr, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54,
12163–12166; Angew. Chem. 2015, 127, 12331–12334; b) A. Link, C.
Fischer, C. Sparr, Synthesis 2017, 49, 397–402.
[7]
[8]
Details sind in den Hintergrundinformationen beschrieben.
Aufarbeitung mit wässriger HCl führt zu Anionen-Gemischen. Trotz
einem Überschuss an HCl wurden Bromid-Salze isoliert (Br aus den
Reagenzvorläufer).
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Angewandte Chemie International Edition
COMMUNICATION
Bildgebung berichtet: J. B. Grimm, T. A. Brown, A. N. Tkachuk, L. D.
Lavis, ACS Cent. Sci. 2017, doi:10.1021/acscentsci.7b00247.
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COMMUNICATION
COMMUNICATION
M
M
Me Me
Si
CO2Me
C. Fischer, C. Sparr*
X
Me2N
Me2N
NMe2
Fluorophore
CO2H
N
SiR-
I
Me
N
Boc
A
Me2N
A
NMe2
Page No. – Page No.
Direkte Umwandlung von Estern in
Heterocyclische Fluorophore
NMe2
NMe2
O
OMe
R
O
LED, Photoredox/Ni Katalyse
dann HA
R
NMe2
A
R
Ester
N
X = NMe, O, SiMe2
CO2Me
Boc
Xanthylium-
Fluorophore
Acridinium-
Fluorophore
R
Ein Spektrum an Ester: Mit Heteroatom-verbrückten 1,5-difunktionellen Organo-
magnesium-Reagenzien wurden Carbonsäureester direkt in Acridinium-,
Xanthylium- und SiR-Fluorophore umgesetzt. Durch die Vielfalt von Estern lassen
sich die chemischen, photophysikalischen und elektrochemischen Eigenschaften
der Fluorophore ideal modulieren und für die Photoredoxkatalyse oder Reaktionen
zur Fluoreszenzverstärkung einsetzen.
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