Synthesis, reactivity, structures, and dynamic properties of gyroscope like iron complexes with dibridgehead diphosphine cages: pre- vs. post-metathesis substitutions as routes to adducts with neutral dipolar Fe(CO)(NO)(X) rotors

Three routes are explored to the title halide/cyanide complexes trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)14)3P) (9c-X; X = Cl/Br/I/CN), the Fe(CO)(NO)(X) moieties of which can rotate within the diphosphine cages (ΔH‡/ΔS‡ (kcal mol−1/eu−1) 5.9/−20.4 and 7.4/−23.9 for 9c-Cl and 9c-I from variable temperature 13C NMR spectra). First, reactions of the known cationic complex trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)14)3P)]+ BF4− and Bu4N+ X− give 9c-Cl/-Br/-I/-CN (75–83%). Second, reactions of the acyclic complexes trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH2)3)2 and Grubbs’ catalyst afford the tris(cycloalkenes) trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH(CH2)m)3P) (m/X = 6/Cl,Br,I,CN, 7/Cl,Br, 8/Cl,Br) as mixtures of Z/E isomers (24–41%). Third, similar reactions of trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH2)3)2]+ BF4− and Grubbs’ catalyst afford crude trans-[Fe(CO)2(NO)P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH(CH2)m)3P)]+ BF4− (m = 6, 8). However, the C[double bond, length as m-dash]C hydrogenations required to consummate routes 2 and 3 are problematic. Crystal structures of 9c-Cl/-Br/-CN are determined. Although the CO/NO/X ligands are disordered, the void space within the diphosphine cages is analyzed in terms of horizontal and vertical constraints upon Fe(CO)(NO)(X) rotation and the NMR data. The molecules pack in identical motifs with parallel P–Fe–P axes, and without intermolecular impediments to rotation in the solid state

Synthesen und Dielektrizitätsmessungen von symmetriereduzierten gyroskopartigen Eisenkomplexen und Synthesen von oktaedrischen gyroskopartigen Chrom- und Molybdänkomplexen

Kapitel 1 liefert einen †berblick Ÿber organische Rotoren, molekulare Gyroskope und molekulare Kompasse. Kapitel 2 beschreibt die Erforschung von eisenhaltigen Gyroskopen mit Symmetrieerniedrigung verglichen mit den ursprünglich erwähnten Fe(CO)3 basierten Systemen und deren Modellkomplexen. Die Reaktionen von ?,?-Bromalkenen Br(CH2)nCH=CH2 (n = 6, a; 7, b; 8, c) mit PCl3 geben die Liganden P((CH2)nCH=CH2)3 (2a-c, 58-69%). Die Reaktionen von Fe[BDA](CO)3 und 2a-c ergeben die Ausgangsverbindungen trans-Fe(CO)3(P((CH2)nCH=CH2)3)2 (3a-c, 65-68%). Die Behandlung von 3a-c mit NO+ BF4Ð ergibt die kationischen Nitrosylkomplexe trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)nCH=CH2)3)2]+ BF4Ð (4a-c+ BF4Ð, 91-97%). Weiterer Ligandenaustausch mit (CH3(CH2)3)4N+ X? fŸhrt zu den Eisen Modellkomplexen trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)nCH=CH2)3)2 (X = Cl, 5a-c; Br, 6a-c; I, 7a-c; CN, 8a-c; 49-92%). Eine dreifache intramolekulare Alkenmetathese ausgehend von 3a mit Grubbs' Katalysator erster Generation fŸhrt zu trans-Fe(CO)3(P((CH2)6CH=CH(CH2)6)3P) (81%), die darauffolgende Hydrierung mit PtO2 ergibt das Eisengyroskop trans-Fe(CO)3(P((CH2)14)3P) (10a, 80%). Gleichartige Ligandenaustauschreaktionen von 10a mit NO+ BF4Ð ergeben das kationische Gyroskop trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)14)3P)]+ BF4Ð (11a+ BF4Ð, 91%). Die Reaktionen von 11a+ BF4Ð mit (CH3(CH2)3)4N+ X? fŸhren zu den symmetrieerniedrigten Eisengyroskopen trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)14)3P) (X = Cl, 12a; Br, 13a; I, 14a; CN, 15a; 75-85%). Die Kristallstrukturen 12a, 13a, und 15a werden bestimmt und diskutiert. Alternative Synthesewege fŸr gyroskopartige Komplexe werden erforscht. Bei einer Reaktionsfolge wird 6a mit Grubbs' Katalysator erster Generation behandelt und es wird trans-Fe(CO)(NO)(Br)(P((CH2)6CH=CH(CH2)6)3P) als Rohprodukt erhalten. Die Hydrierung mit PtO2 liefert einen alternativen Weg zu 13a. Eine Šhnliche Reaktion von 4c+ BF4Ð mit Grubbs' Katalysator erster Generation ergibt den kationischen Komplex trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)8CH=CH(CH2)8)3P)]+ BF4Ð. Die Hydrierung mit ClRh(PPh3)3 ergibt trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)18)3P)]+ BF4Ð (11c+ BF4Ð) als Rohprodukt. Behandlung von 11c+ BF4Ð mit dem Bromsalz (CH3(CH2)3)4N+ Br? liefert trans-Fe(CO)2(NO)(Br)(P((CH2)18)3P) (13c, 80% rein). Kapitel 3 beschreibt die dielektrischen Messungen von Kristallen die ein Dipolmoment besitzen. Auf den Versuchsaufbau und die physikalischen HintergrŸnde wird nŠher eingegangen. Wichtige Bestandteile der Anordnung (der Kondensator, der Kryostat) werden analysiert. Der physikalische Hintergrund der DielektrizitŠtsmessungen wird exemplarisch anhand von 'metal organic frameworks (MOF)' erläutert. Zwei gyroskopartige Komplexe mit erniedrigter Symmetrie, 12a und 13a, werden vermessen und die Ergebnisse diskutiert. Kapitel 4 beschreibt die ersten oktaedrischen gyroskopartigen Verbindungen von Chrom und MolybdŠn. Die thermischen Reaktionen von Cr(CO)6 mit den entsprechenden Phosphinen ergeben trans-Cr(CO)4(P((CH2)nCH=CH2)3)2 (trans-1; n = 5, a; 6, b; 7, c; 47-57%). Die Makrozyklisierung von trans-1b mit Grubbs' Katalysator erster Generation ergibt trans-Cr(CO)4(P((CH2)6CH=CH(CH2)6)3P) (79%), und die anschließende Hydrierung liefert den gyroskopartigen Komplex trans-Cr(CO)4(P((CH2)14)3P) (16%). Zwei bekannte Mo(CO)4 †bertrŠger, Mo(CO)4[NBD] (65%) und cis-Mo(CO)4(piperidine)2 (5, 75%), werden durch Austauschreaktionen mit Mo(CO)6 erhalten. Die Reaktionen von P((CH2)6CH=CH2)3 mit 5 liefert cis-Mo(CO)4(P((CH2)6CH=CH2)3)2 (cis-6, 79%). Nach einer thermischen Isomerisierung von cis-6 zu trans-6 (37%), ergeben die Metathese und die Hydrierung (15 mol% PtO2) erst trans-Mo(CO)4(P((CH2)6CH=CH(CH2)6)3P) (23%) und abschließend trans-Mo(CO)4(P((CH2)14)3P) (21% mit 6% Verunreinigung)

Detection of monoamine oxidase a in brain of living rats with [18F]fluoroethyl-harmol PET

Monoamine oxidase A (MAO-A) in brain, sympathetic fibres, and neuroendocrine tissues can catalyze the oxidative deamination of serotonin, noradrenaline and adrenaline, and contributes, along with MAO-B,to the catabolism of brain dopamine. As such, MAO-A is potentially an important target for molecular imaging, although the repertoire of suitable radiotracers is rather limited. The first successful MAO-A ligand for positron emission tomography (PET) studies of\ud MAO-A was the b-carboline [11 C]harmine, which binds reversibly with nM affinity and high selectivity to the enzyme (Bergstrom et al., 1997). In contrast,\ud the cerebral binding to MAO-A of [11C]clorgyline is difficult to quantify since the rate constant for irreversible binding is so very high, and due to the presence of a nonspecific binding component in white\ud matter (Fowler et al., 2001). Other reversibly binding\ud PET ligands for MAO-A include [11 C]befloxatone (Zanotti-Fregonara et al., 2013) and [11 C]ROMAO (Jensen et al., 2008). However, only [11 C]harmine is currently finding use in human PET studies of brain MAO-A (Chiuccariello et al., 2014). Logistic issues arising from the brief half-life of carbon-11 may be limiting the wider use of [11 C]harmine and other MAO-A ligands in research. Obtaining an MAO-A\ud ligand labelled with fluorine-18 might afford multiple\ud scans from a single radiosynthesis, and would make\ud MAO-A scanning available to research centers lacking\ud a medical cyclotron. In two preliminary reports, the b-\ud carboline [18 F]fluoroethyl-harmol was found to have\ud good properties for imaging in vivo, including high\ud affinity and specificity, while corresponding PEGylated\ud derivatives did not cross the blood-brain-barrier (Blom\ud et al., 2008; Schieferstein et al., 2012). However, the\ud specific binding of [18 F]fluoroethyl-harmol was not\ud reported in detail in those reports. In this study, we\ud report a high yield radiosynthesis of [18 F]fluoroethyl-\ud harmol, and use small animal PET to map the distribution of its specific binding in brain of living rat

Synthesis, reactivity, structures, and dynamic properties of gyroscope like iron complexes with dibridgehead diphosphine cages: pre- vs. post-metathesis substitutions as routes to adducts with neutral dipolar Fe(CO)(NO)(X) rotors

Three routes are explored to the title halide/cyanide complexes trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)14)3P) (9c-X; X = Cl/Br/I/CN), the Fe(CO)(NO)(X) moieties of which can rotate within the diphosphine cages (ΔH‡/ΔS‡ (kcal mol−1/eu−1) 5.9/−20.4 and 7.4/−23.9 for 9c-Cl and 9c-I from variable temperature 13C NMR spectra). First, reactions of the known cationic complex trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)14)3P)]+ BF4− and Bu4N+ X− give 9c-Cl/-Br/-I/-CN (75–83%). Second, reactions of the acyclic complexes trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH2)3)2 and Grubbs’ catalyst afford the tris(cycloalkenes) trans-Fe(CO)(NO)(X)(P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH(CH2)m)3P) (m/X = 6/Cl,Br,I,CN, 7/Cl,Br, 8/Cl,Br) as mixtures of Z/E isomers (24–41%). Third, similar reactions of trans-[Fe(CO)2(NO)(P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH2)3)2]+ BF4− and Grubbs’ catalyst afford crude trans-[Fe(CO)2(NO)P((CH2)mCH[double bond, length as m-dash]CH(CH2)m)3P)]+ BF4− (m = 6, 8). However, the C[double bond, length as m-dash]C hydrogenations required to consummate routes 2 and 3 are problematic. Crystal structures of 9c-Cl/-Br/-CN are determined. Although the CO/NO/X ligands are disordered, the void space within the diphosphine cages is analyzed in terms of horizontal and vertical constraints upon Fe(CO)(NO)(X) rotation and the NMR data. The molecules pack in identical motifs with parallel P–Fe–P axes, and without intermolecular impediments to rotation in the solid state