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Chemistry

一个直接的，早期胍基协议的复杂含氨基胍，天然产物合成

Published: September 9, 2016 doi: 10.3791/53593
Automatic Translation
1, 2
1Department of Chemistry, Central Washington University, 2Department of Chemistry, Utah Valley University

Abstract

胍官能团的氨基酸精氨酸，生命的基本构建模块之一最显着位置，是许多复杂的天然产物和药物发现的重要结构元素。由于新的含胍天然产品和设计的小分子，不断发现快速，高效的胍基化方法是浓厚的兴趣，合成和药物有机化学的。由于胍的亲核性和碱性会影响后续的化学变化，传统的，间接的胍基通常追求。间接方法通常采用涉及潜胺的前体多重保护步骤，例如叠氮化物，邻苯二甲酰亚胺，或氨基甲酸酯。通过绕过这些迂回的方法和早期采用直接胍基反应在合成序列中，有可能伪造含clavatadine A的骨干实现线性终端胍这种强效因子XIa抑制剂短小精炼合成。在实践中，盐酸胍阐述与优化生存的合成步骤来精心构造的保护阵列。在clavatadine A的制备，市售二胺直接胍基消除其合成2不必要的步骤。再加上多种已知胍保护基，直接胍基evinces所固有的发现在合成化学家的工具箱中的Home方法简洁，高效的实用性。

Introduction

此视频的目的是用来说明如何使用一个直接和早期胍基的方法，使一个终端胍结构更实用，快速，效率比在有机合成传统胍基的方法。胍官能基，在氨基酸精氨酸发现，在许多复杂的天然产物和药物的重要结构元件。发现和含天然产物和小分子新胍的设计建立一个更有效的胍基化的方法的需要。常用的迂回的方式设有引入是在合成的后期阶段揭露潜胍前体。与此相反，一个简单的战术安装了一个受保护的胍到伯胺在合成路线的早期。

胍的被动性通常阻止他们从日常使用没有适当的保护基策略。传统上，方法添加胍官能团参与，参与随后在合成的末尾添加胍多重保护措施的间接方式。最近的两个合成说明固有的间接胍基1,2缺点。本文所报道的直接方法包括被保护的胍试剂与伯胺早在一个给定的分子的合成反应，然后在合成结束时脱保护。这一战略在最近的生物活性生物碱海洋全合成成功部署clavatadine A和phidianidine A和B 3,4。

虽然这种直接胍基方法确实有过胍基的传统方法其优点它还是有它的缺点。的化学条件，该受保护的胍可以生存将取决于所使用的保护基。尽管有这些潜在的缺点，直接胍基方法是一个有利的战略到终端胍添加伯胺为在复杂的有机分子的合成中使用。

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Protocol

注意：对于使用前每种化学物质，请咨询并注意安全数据表（SDS）。一些在该合成中使用的化学品是腐蚀性的，有毒的，致癌的，或以其他方式危害。因此，采取一切预防措施，以避免吸入，食入，或与这些化学物质接触皮肤。请正确佩戴适当的个人防护装备（PPE）。正确的PPE包括环绕安全眼镜，丁腈手套以上的耐化学腐蚀手套，实验室外套，裤长覆盖的鞋子顶部，封闭趾鞋。以尽可能低的高度使用带窗框工作通风柜，与更多的相关工程控制串联，以减少意外暴露的风险。该过程的一些部分涉及标准空气和无湿气的技术，如使用在Schlenk线，琥珀化学品储存瓶冠状瓶盖和弹性体盘，注射器，液体和溶液插管转移，压缩气体，和叔他蒸馏惰性气氛下易燃液体。5

1.直接胍基

  1. 与Goodman的试剂（6）丁烷-1,4-二胺（5）的直接胍基以制备二- 叔丁氧羰基（BOC）-agmatine（7）3,6-
    1. 干的1000ml三颈圆底反应含有磁力搅拌棒，50毫升压力平衡加料漏斗和一个14/20到24/40毛玻璃适配器过夜在干燥炉中在等于或高于烧瓶130℃。除去从烘箱烧瓶中并迅速覆盖右边的孔和左颈部有橡胶隔片。折叠在烧瓶唇橡胶隔膜。到中心颈部，加盖玻璃适配器，接着加入漏斗中。
      注意：使用丙烷焊炬以代替过夜烘箱干燥的烧瓶中，并搅拌棒可以覆盖有隔膜，放置在真空或惰性气体，并根据在Schlenk线火焰干燥。请咨询ŧHESE资源有关使用隔垫，在Schlenk线，和加料漏斗的更详细的信息。7-9
      1. 覆盖用橡胶隔膜的加料漏斗的顶部，折叠的烧瓶的唇部的橡胶隔片。冷却下，用在Schlenk线惰性气体的正流组装装置到室温。
    2. 放置股票瓶丁烷-1,4-二胺（5）（熔点25-28℃）中的热水浴中以部分熔化所述固体化学。一旦液化丁烷-1,4-二胺的小体积（5）是可用的，使用烘箱加热巴斯德吸移管从库存瓶转移化合物5的2.32毫升（2.03克，0.0231摩尔，3.00摩尔当量）以一个烘箱温热10毫升量筒。传送液化二胺5使用巴斯德吸移管的圆底反应烧瓶中。
      注意：请参考这些资源邻更多详细信息N使用巴斯德吸移管。-7,10-
    3. 从在环境温度（20℃）的量筒添加320毫升二氯甲烷（CH 2 Cl 2中）向圆底反应烧瓶中。搅拌溶液中，同时从配有一个斜面尖端12英寸，20号金属针2毫升玻璃柱塞注射器加入1.1毫升三乙胺（乙基3 N）（0.78克，0.0077摩尔，1.00摩尔当量）。
      注：请参考使用注射器这些资源更详细的信息7,8,10还请参阅该资源有关使用磁力搅拌板的详细信息8。（26-29页）。
    4. 用分析天平，称量氮 3.01克（0.00769摩尔，1.00摩尔当量），N'-二-制备Boc-ñ-triflylguanidine（6）（Goodman的试剂）。11,12倒入该固体到烧杯中。在25毫升无水CH 2 Cl 2中的溶解该化合物。得出这样的解决方案，我n要配备一个斜角尖一个12英寸，20号金属针的50ml玻璃柱塞注射器。分配从注射器到加料漏斗向该溶液，以确保在漏斗的底部的活塞关闭。
      注：请参考使用分析天平这些资源的详细信息7,13。
    5. 同时继续在磁力搅拌板上的磁力搅拌，打开活塞慢慢以允许在步骤1.1.4制备的溶液在约一滴的速度每四秒滴入圆底反应烧瓶中，以使整个溶液是添加超过约1小时。当加料完成后，搅拌在环境温度下将溶液12小时。附着在烧瓶壁上的沉淀物或残余物的形成通常是在整个搅拌的12小时观察到。
  2. 水溶液处理为二-Boc-胍丁胺的隔离（7）
    1. 12小时后，露出搜索解决方案n至空气通过消除隔膜。删除用搅拌棒猎犬的磁力搅拌棒。倾从圆底反应烧瓶中的无色溶液到分液漏斗中。
    2. 用饱和碳酸氢钠水溶液两个连续50毫升（ 碳酸氢钠 ）洗涤有机溶液。每次洗涤后，沥干下部有机层到干净的锥形瓶中。倾上层水层到第二锥形瓶中。添加有机层返回到分液漏斗中。
      注意：请参考这些资源的开采和更详细的信息，用分液漏斗7-9,14。
    3. 用的水的两个连续每份50ml洗涤有机溶液。每次洗涤后，沥干下部有机层到干净的锥形瓶中。倾上层水层到第二锥形瓶中。添加有机层返回到分液漏斗中。
    4. 洗用盐水的1个50毫升的有机溶液。排水第l奥尔有机层到干净的锥形烧瓶中，并用无水硫酸钠干燥（ 用 Na 2 SO 4）。重力过滤通过装有带槽纹过滤纸（粗孔隙率，快速流动，20-25微米颗粒保留）到一个干净的漏斗该溶液中，配衡的圆底烧瓶中。
      注：请参考使用干燥剂干燥有机溶液这些资源更详细的信息7-9,14请咨询这些资源对重力过滤的更多详细信息7-9,15。
    5. 用旋转蒸发器与浴温在40℃和旋转设定为120转蒸发在圆底烧瓶中的液体。
      注：请参考使用旋转蒸发器这些资源更详细的信息7-9,16。
  3. 纯化二-Boc-胍丁胺（7）3,6-
    1. 制备使用5-的洗脱液进行快速层析柱：3：2乙基乙酸乙酯（EtOAc）纯化-甲醇-乙醚3 N通过硅胶固定相。使用玻璃层析柱是宽3.8厘米45厘米高。
      注：请参考使用柱层析纯化有机化合物这些资源更详细的信息7-9,17,18。
      1. 硅藻土添加到柱中以形成基础是约2厘米高。此过滤剂将阻止任何溶解的硅胶从污染柱级分。直到洗脱液-硅藻土悬浮液的柱达到约10厘米高，约40-50毫升添加洗脱剂。通过温和涡旋混合洗脱液，硅藻土，以确保该悬浮液是均匀的，然后让固体沉降。
        注意：请参考本资源进行更详细的信息，用硅藻土作为助滤剂8。
      2. 湿包通过使由100克硅胶浆液和足够volum列洗脱剂，以使该浆料电子用金属铲容易地搅拌。通过一个塑料或玻璃漏斗倒入浆料到列中。
      3. 使用空气压力通过该柱，使得流出作为液体平缓流流以强制洗脱剂。洗脱液流速应为每分钟大约两线性英寸。停止洗脱液的流动，当它到达硅胶的水平，确保硅胶与洗脱液不断湿。
    2. 在洗脱液的体积是刚好足以完全溶解粗产物，约15〜20毫升的溶解烧瓶（4.21克）的内容。仔细加载溶液到硅胶而不通过从烧瓶中的溶液转移到使用巴斯德吸移管列扰乱硅胶。挖掘柱以确保硅胶的顶部是平的。漏洗脱液使得它到达硅胶的水平。添加洗脱液和重复的少量。
      注：请参考该资源对使用溶解固体溶剂的详细信息，9。
      1. 避免干扰的列的洗脱过程中的硅胶，添加砂子对硅胶的顶部，以形成一个筒是在高度大约为0.5至1厘米。添加洗脱液几毫升润湿的沙子。漏洗脱液使得它到达砂的水平。
      2. 装满淋洗液列。使用空气压力如在步骤1.3.1.3描述通过硅胶强制洗脱剂。收集在试管洗脱液，构成洗脱液混合物的一小部分的每个试管。
    3. 收集的级分，直到该产品已经完全从该柱洗脱。以确定何时发生这种情况，发现一出来上的薄层色谱（TLC）板每隔几个柱级分。二-Boc胍丁胺（7）具有5 0.39的R F：3：2乙酸乙酯-甲醇-乙醚3 N.
      注：请咨询这些资源对TLC更详细的信息。7-9,19,20
    4. 收集含在一个配衡，圆底烧瓶所需产物的所有级分，并用旋转蒸发器蒸发溶剂。干燥得到的浑浊，淡黄色在高真空下过夜液除去残留的溶剂。溶解的分析样品（约5毫克）的纯产物，化合物7（2.49克，98％产率），与0.75毫升氘代氯仿的（CDCL 3），并通过质子（1 H）和碳分析它（13 CNMR）光谱。
      注意：请查阅准备NMR分析的样品，并进行了核磁共振实验这些资源更详细的信息7-9,21
  4. 二-Boc-胍丁胺的异氰酸酯的合成（8）3
    1. 准备一个干净的100毫升园底包含磁力搅拌棒的反应烧瓶中。
    2. 在分析天平上，添加二 - 博Ç胍丁胺（7）使用金属刮刀，直到化合物7的加入净重的圆底反应烧瓶中是1.00克（0.00303摩尔，1.00摩尔当量）。 25毫升的 CH 2 Cl 2的从在环境温度（20℃）的量筒添加到圆底反应烧瓶中。放置在水 - 冰浴将溶液冷却该溶液至0℃。
    3. 在通风橱中，用分析天平称量三光气0.297克（0.00303摩尔，1.00摩尔当量）。通过用玻璃或塑料漏斗浇这种固体加入到圆底反应烧瓶中。
      注意：三光气是剧毒。处理这种化合物时穿两双丁腈橡胶手套。其蒸气也是有害的;因此，只应在一个工作通风柜处理。称重三光此反应之前转移的分析天平到工作的通风柜。
    4. 同时继续磁力搅拌，加25毫升饱和NaHCO 3水溶液倾入圆底反应烧瓶中，通过在玻璃或塑料漏斗。当加入完成，使用磁搅拌板上剧烈搅拌于0℃将两相混合物30分钟。
  5. 二-Boc-胍丁胺的异氰酸酯的水后处理（8）3
    1. 30分钟后，停止搅拌，用搅拌棒猎犬取出磁力搅拌棒。倾从圆底反应烧瓶中的混合物到包含100毫升的 CH 2 Cl 2和100毫升水的分液漏斗中。
    2. 摇动分液漏斗大力图层混合。漏下部有机部分到干净的锥形瓶中。提取用CH 2 Cl 2中的三个相继15ml份水层。每次萃取后，沥干下层有机层为含有合并的有机提取物中的Erlenmeyer烧瓶中。在三次采油后，倒入AQueous层到第二个干净的锥形瓶中。
    3. 用无水Na 2 SO 4干燥该合并的有机提取物。重力过滤通过装有带槽纹过滤纸（粗孔隙率，快速流动，20-25微米颗粒保留）到一个干净的漏斗的溶液，配衡250ml园底烧瓶中。
    4. 用旋转蒸发器与浴温在40℃和旋转设定为120转蒸发在圆底烧瓶中的液体。溶解的分析样品（约5毫克）所得浅棕色油状物，将化合物8（1.11克，理论103％），在CDCl 3中，并通过1 H和13 C核磁共振光谱，和红外（IR）光谱法进行分析。
      注：在室温下数小时内将异氰酸酯降解，并应在经隔离的立即用于下一步骤。请咨询红外（IR）光谱这些资源的更多详细信息（参考7：269页-303;参考9：146-147页。参考10：66-76）7-9

2.合成从二-Boc-氨基甲酸酯9的胍丁胺的异氰酸酯（8）和2,4- DibromoHGAL（3）3

  1. 设置二-Boc胍丁胺的异氰酸酯（8）的反应与2,4- dibromoHGAL（3）
    1. 干燥的250毫升圆底含有磁搅拌棒的过夜的干燥炉中在等于或高于130℃的反应烧瓶中。除去从烘箱烧瓶中，并迅速覆盖用橡胶隔膜烧瓶孔。折叠在烧瓶唇橡胶隔膜。冷却下，用在Schlenk线惰性气体的正流烧瓶到室温。
      注意：使用丙烷焊炬以代替过夜烘箱干燥的烧瓶中，并搅拌棒可被置于真空或惰性气体下在Schlenk线火焰干燥。
    2. 用分析天平，称0.933克（0.00303摩尔，1.00摩尔当量）的2,4-dibromoHGAL（3），一个ð添加该固体的圆底反应烧瓶中在氮气保护下。
      注：2,4- dibromoHGAL（3）在两个步骤中制备从2,5-（二甲氧基）乙酸（1）中 ， 如图1a中 3,22,23的合成过程中形成的副产物的主体。化合物3是4- bromoHGAL（4），其HGAL（2）3的第一溴化期间化合物3的通过柱色谱法纯化后形成，继续洗脱1：1 EtOAc-己烷允许收集化合物4，其具有为0.34的R F时TLC洗脱剂为1：副产品从11-15％4范围的1 EtOAc-己烷3典型的分离产率3
    3. 30毫升无水的 CH 2 Cl 2加入到圆底反应烧瓶从装有用12英寸，20号金属针头的玻璃注射器柱塞斜尖，在环境温度（20℃）。搅拌溶解固体。
      注：蒸馏的氮气下的 CH 2 Cl 2在氢化钙（CAH 2）上激活的3埃分子筛在使用前。
    4. 通过注射器添加0.103毫升Hunig碱（0.0078克，0.000606摩尔，0.2摩尔当量）的圆底反应烧瓶中。
      注：“通过注射器”是指该液体被收集并使用金属/聚四氟乙烯涂覆的柱塞，气密注射器装有一个斜尖的6英寸，20号金属针（玻璃桶）分配。蒸馏Hunig碱在氢化钙2在氮气下到活化3埃分子筛在使用前。
    5. 覆盖从步骤1.5.4用橡胶隔膜含有未纯化的异氰酸酯8的圆底烧瓶中的开口。折叠在烧瓶唇隔膜。将烧瓶连接到的Schlenk线并吹扫FLAS用氮气K中10分钟。
    6. 到含异氰酸酯8，将烧瓶从配有12英寸，20号金属针与在环境温度下斜面尖端（20℃）的玻璃柱塞注射器加入30毫升无水CH 2 Cl 2中的。摇动烧瓶以溶解固体。
  2. 异氰酸酯8的溶液转移到2,4- dibromoHGAL（3）和Hunig碱通过套管
    1. 通过刺破每个隔膜具有18英寸长，20号金属套管的任一倾斜金属尖端两个烧瓶直接连接。
      注意：请参考本资源进行更详细的信息，用套管一个解决方案，惰性气体（参考8：74-79页）下转移到另一个。8
    2. 从含有CH烧瓶移除氮气入口2氯-2,4- dibromoHGAL 2溶液（3）和Hunig碱，和插入2.5cm的disposablE 16号金属针（针退出）通过隔膜。关闭充当的Schlenk线的出口鼓泡器。
      注意：封山的Schlenk线的起泡是在正的惰性气体压力可能是危险的。确保出口针封闭起泡前通畅。
    3. 金属套管插入的异氰酸酯8 的 CH 2 Cl 2溶液下部一端，而整个溶液转移至圆底反应烧瓶中在约1小时。根据需要为每分钟约为0.5毫升所需的流速调整氮气的压力。
    4. 冲洗含有异氰酸酯8用CH 2 Cl 2中的两个连续的每份5ml的烧瓶中。通过套管转移的每个的 CH 2 Cl 2冲洗入圆底反应烧瓶中。
    5. 冲洗都转移到反应瓶中后，拆卸套管设备。
      1. - [R从反应烧瓶emove出射针的同时，重新开始氮气流鼓泡。转移氮气入口从由含有异氰酸酯的圆底反应烧瓶中，烧瓶中的舒伦克线始发。
    6. 从圆底反应烧瓶中取出套管，搅拌在环境温度下将溶液搅拌3小时。
  3. 氨基甲酸酯9 3纯化
    1. 3小时后，通过除去隔膜暴露溶液于空气中。删除用搅拌棒猎犬的磁力搅拌棒。
    2. 用旋转蒸发器与浴温在40℃和旋转设定为120转蒸发在圆底反应烧瓶中的液体。
    3. 通过硅胶固定相0至90:10 的 CH 2 Cl 2 -二乙基乙醚（Et 2 O等）：通过快速柱色谱法，使用100梯度洗脱粗产物纯化。使用玻璃Chromatography列宽3.8厘米45厘米高。
    4. 湿包通过使由60克硅胶和CH 2 Cl 2 中 ，以使浆液的足够体积的浆料的柱被倒入柱中。
    5. 使用空气压力通过该柱，使得流出作为液体平缓流流以强制洗脱剂。洗脱液流速应为每分钟大约两线性英寸。停止洗脱液的流动，当它到达硅胶的水平，确保硅胶与洗脱液不断湿。
    6. 在CH 2 Cl 2的最小体积溶解粗产物（2.202克，理论110％）。仔细加载溶液在二氧化硅凝胶，而不会干扰硅胶。挖掘柱以确保硅胶的顶部是平的。漏洗脱液使得它到达硅胶的水平。添加CH 2 Cl 2中，并重复少量。
    7. 为了避免distur该柱的洗脱过程BING硅胶，添加砂子对硅胶的顶部，以形成一个筒是在高度大约为0.5至1厘米。添加CH 2 Cl 2中的几毫升润湿的沙子。漏洗脱液使得它到达砂的水平。
    8. 用CH 2 Cl 2填充柱。使用空气压力如在步骤2.3.5描述通过硅胶强制洗脱剂。收集在试管洗脱液，构成洗脱液混合物的一小部分的每个试管。
    9. 收集的级分，直到第一化合物已经完全从该柱洗脱。以确定何时发生这种情况，发现每几个柱级分中的一个出在TLC板上。
      注：洗脱的第一化合物是未反应的2,4-dibromoHGAL（3），其具有的R F 0.74在90:10 的 CH 2 Cl 2 -Et 2 O
    10. 当未反应的2,4-dibromoHGAL（3）已经从洗脱柱，用90:10 CH替换洗脱液2 Cl 2中-Et 2 O继续收集级分，直到所需产物完全从该柱洗脱。以确定何时发生这种情况，发现每几个柱级分中的一个出在TLC板上。
      注意：需要的产物，氨基甲酸酯9，具有0.31 90:10 CH的R F 2 Cl 2中-Et 2 O
    11. 收集含氨基甲酸酯9在一个配衡，圆底烧瓶所有级分，并用旋转蒸发器蒸发溶剂。干燥所得泡沫状固体在高真空下浓缩至干。分析的分析样品（约5毫克）的产物，氨基甲酸酯9（1.36克，68％产率），用1 H和13 C-NMR在CDCl 3中。还收集1 H和氘代二甲基亚砜13 C NMR谱（DMSO-Ð6），其允许用叔直接溶剂的比较他的产品第3步。

3.合成与Clavatadine的隔离（10）3

  1. 通过氨基甲酸酯9伴随酸催化水解内酯和脱胍准备clavatadine A（10）
    1. 制备清洁250ml园底包含磁力搅拌棒的反应烧瓶中。
    2. 在分析天平上，称量氨基甲酸酯91.205克（0.00181摩尔，1.00摩尔当量），在步骤2中制备，并添加该固体的圆底反应烧瓶中。
    3. 从在环境温度（20℃）的量筒上加12毫升四氢呋喃（THF）中的至圆底反应烧瓶中。作为溶液搅拌固体应该溶解。
    4. 准备加入48ml 1.0M的盐酸水溶液（盐酸）。
      1. 4ml浓（12.0 M）的盐酸溶液添加到10ml的量筒中。
      2. 通过转移巴斯德管浓HCl溶液吨至50毫升刻度，它包含30-40毫升蒸馏水圆筒。用蒸馏水稀释该溶液到48 ml的终体积。
    5. 添加48毫升搅拌环境温度在步骤3.1.4.3制备向圆底反应烧瓶含水的1.0M的HCl溶液。
    6. 轻轻地放在一个24/40毛玻璃塞以覆盖反应烧瓶的开口。
    7. 浸没在已预热至30℃的温度控制的热板的水浴的反应烧瓶中。确保在反应烧瓶中的溶液的水平低于在浴中的水位。
      注意：在这个规模，反应会产生二氧化碳的2摩尔当量和异丁烯气体的2摩尔当量，其中应占据大约0.174 L的空间确保塞子轻轻放置在烧瓶以确保任何多余的压力开发可通过毛玻璃联合发布。
    8. 虽然CONtinuing的磁力搅拌，加热，在30℃下20小时的溶液中。
    9. 20小时后，真空通过中等孔隙率烧结玻璃漏斗将所得悬浮液过滤到干净，配衡的圆底烧瓶中，以除去任何不溶性物质。
    10. 蒸发使用与浴温在50℃和旋转设定为120转旋转蒸发器在反应烧瓶中的黄色溶液。
    11. 干燥所得黄色 - 以桃红色无定形固体至恒重高真空下。在一个温暖的（40°C）水浴加热烧瓶撤离方便晒。
    12. 溶解的分析样品（约5毫克）的产物，它是clavatadine A（10）（0.866克，93％产率）的盐酸盐，在无水DMSO-Ð6，并通过一维1小时进行分析和13 C核磁共振光谱。

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Representative Results

市售的α直接胍基，ω二胺，接着用三光气反应，得到作为clavatadine A的线性部分上的反应性异氰酸酯8（ 图1b）。这两步反应序列产率总是较高，95％或更高。胍基试剂6由古德曼描述的方法制备完全相同。11,24

当异氰酸酯8用二溴苯酚3（其合成在图1a中示出）在适中的产率在有机碱的N催化量，N-二异丙基，氨基甲酸酯形成提供化合物9（ 图1c）的存在下结合。将反应混合物的等分试样在15分钟后取和后处理。该混合物的sh IR分析欠，异氰酸酯已经完全消耗掉。与此数据，目前还不清楚为什么反应产率不高。层析后二溴3的再分离表明，或许一些异氰酸酯在反应条件下分解，或产品可以后处理或色谱法中已部分水解。最后，在酸性条件下的内酯水解伴随胍保护基团导致最终分子的脱保护，clavatadine A（10）（ 图1d）。在合成的任何阶段的任何含苯并呋喃分子到甲醇中曝光必然导致内酯的不可逆的甲醇分解;因此，用小的醇接触是要避免的。

图2-8包括NMR或IR光谱确认了其制备在本文中描述的各化合物的结构。日比较其合成前体的NMR谱的每个合成化合物电子NMR谱表明，确认制备的分子的身份结构变化。每NMR谱挂满了箭头，用于显示与每个组中的一个准备好的分子独特的氢原子的每个频谱谐振可能或确认分配。其他进一步证实合成的分子已在别处发表的内部分配结构支持数据。3

图1
通过直接的，早期胍基的方法clavatadine A（10） 图1. 逐步合成。计划通过广告直接，早期胍基的方式说明了clavatadine A（10）的制备化学反应物和反应条件的顺序。 （a）该芳合成omatic部，2,4- dibromohomogentisic酸内酯（3）。线性部分（b）的合成，异氰酸酯8，通过直接胍基。 （ 三 ）氨基甲酸酯形成反应团结芳族和线性亚基。 （ 四 ）酸性水解和氨基甲酸酯9导致clavatadine A（10）的盐酸盐的Boc脱保护。 请点击此处查看该图的放大版本。

图2
图2. 质子NMR谱确认线性化合物二-Boc-胍丁胺的制备（7）。关于化学位移和可见质子信号的相对积分数值以上和频谱下方都进行了标记分别;峰分配从所示的结构起源;和已知杂质各相关峰3上面列出。 请点击此处查看该图的放大版本。

图3
图 3. 质子NMR谱确认线性化合物二-Boc-胍丁胺的异氰酸酯的制备（8）有关的化学位移和可见质子信号的相对积分数值标记的上方和光谱，分别以下;峰分配从所示的结构起源;和已知杂质各相关峰3上面列出。 请点击此处查看该图的放大版本。


图4. 红外线（IR）光谱，确认线性化合物二-Boc-胍丁胺的异氰酸酯的制备（8）。关于波债券吸收的数字数值被标记谱如下所述，但是横轴的上方。化合物8的特征异氰酸酯拉伸可以在2265厘米-1找到。 请点击此处查看该图的放大版本。

图5
图5. 质子NMR光谱证实了制备氨基甲酸酯9，在CDCl 3中。数值有关的化学位移和可见PR的相对结合 OTON信号被标以上和频谱，分别以下;峰分配从所示的结构起源;和已知杂质各相关峰3上面列出。 请点击此处查看该图的放大版本。

图6
。 图6.质子NMR谱确认氨基甲酸酯9的制备中，在DMSO-Ð6的数值有关的化学位移和可见质子信号的相对积分标记上方和光谱，分别以下;峰分配从所示的结构起源;和已知杂质被列出的每一个相关的以上高峰。ANK“>点击此处查看该图的放大版本。

图7
图 7.质子NMR谱确认clavatadine A的制备（10），在DMSO-Ð6的数值有关的化学位移和可见质子信号的相对积分标记上方和光谱，分别以下;峰分配从所示的结构起源;和已知杂质各相关峰3上面列出。 请点击此处查看该图的放大版本。

图8
图8. 碳（13 C）NMR谱确认clavatadine A（10）的准备，在DMSO-Ð6。关于化学位移数值的频谱3以上标记。 请点击此处查看该图的放大版本。

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Discussion

准备clavatadine初始努力入伍传统的，间接的方法来胍基的适合的胺的前体，在这种情况下是一个终端叠氮化物。中央这一努力是在分子的两半的结合来构造氨基甲酸酯部分。不幸的是，为了实现在一个计划晚期胍基的预期的叠氮化物还原的所有尝试均告失败。25,26这些挫折启发追求化合物7，这可能在从市售材料的单步通过直接胍基来制备。虽然这种方法已在现有全合成中使用，在这种情况下，一个直接的方法规避之中无数尝试遇到严重僵局安装保护胍功能集成到一个先进的合成中间体27-29

这种直接aminoguanidinylation方法的应用开始使用p已知的N赔偿，N'-从Goodman的试剂-二Boc-保护的胍7（6）和1,4-丁二胺（5）在3,6,30，产量高。保护胍7的末端胺转化成通过暴露的反应性的异氰酸酯为8〜在两相溶剂混合物中的三光气3在倒数第二合成转化，亲电子的异氰酸酯8用2,4- dibromohomogentisic酸内酯（3）处理，以形成在化合物9的中心氨基甲酸酯键。 3最后，串联内酯水解和胍脱保护稀的酸性条件下发生，以提供clavatadine A（10），产率93％。3为整个四步合成（最长线性序列）的总产率为41-43％。3

对于每一个化学反应描述于这不是在含水介质中进行的协议，使用高纯度，不含水分的溶剂的是至关重要的。一些这些转化过程中形成的反应性中间体的有可能与外来的水发生反应，导致分解。虽然Goodman的试剂（6）是可商购的，其显着的成本和相对易于合成制成其制备一个合理的选择。再次，通过蒸馏各试剂和艰苦的温度控制到它的成功合成是关键的，如在公布的程序规定减少水分。11

尽管固有​​为生物学相关含有氨基胍化合物的合成这种直接的方法的权宜之计，有这种方法的局限性。使用不同的胺保护团体有可能在此直接胍基的方法，但整体的成功总是取决于所选择的保护基策略。原则上，TH氨基胍保护基电子选择需要大量的深谋远虑，因为蒙面胍必须在整个所有后续合成步骤保持不变。此外，先进靶分子必须能够承受在适当的时候为胍去保护所需的条件和试剂。在clavatadine A（10）的合成中，对酸敏感的Boc基团被用于保护胍，因此有必要反应的回避所需或创建的酸性环境。在这种情况下，需要使用酸性条件水解内酯是最佳由于这一事实，即酸裂解的Boc氨基甲酸酯的方便手段。31虽然clavatadine A代表一个理想的模板，以展示这种方法，直接胍基应是适合于制备许多其它天然和非天然的有机分子。为此，正在努力在我们的实验室准备几个非天然ANAclavatadine A的logues作为药物发现方案制定人血凝血因子夏可逆和选择性，天然产物抑制剂为基础的组成部分。32

是什么使这直接方法潜在地比传统的，间接的方式更好的是，它可以缩短由多个步骤的有机合成路线，不再需要保护和安装所需的胍官能前一个末端胺多次脱保护。虽然传统的，间接的胍基化的方法是有效的，诸如在活套最近蛤蚌毒素的总合成中所示，外来的步骤中合成的夹杂物是时间密集的，并有可能降低总产率。33此外，直接胍基的值是在含1,2,4-恶二唑天然产物phidianidine A和B的最近的总合成强调该总合成比报告的合成短两步1年由斯奈德和同事早。4,34

今后，直接胍基的方法需要扩大，并在不同的含氨基胍，支架测试，不可避免地，朝着不同的胍保护基团的探索。 Clavatadine A和phidianidine A和B都使用的Boc保护基掩盖胍功能。在该方法中的精细化的下一阶段是尝试用不同的保护基相同的反应，看看是否可以得到更高的产量。4最近由普费弗工作，35活套，36和长泽37表明，各种氨基胍的保护基团的除了Boc时，如CBZ，以及CBZ的衍生物可以登记。另一种方法将涉及对氨基胍支架中使用两种不同的保护基团。审慎地选择掩蔽基与正交反应性可以使氨基胍对surviv该切割一个保护基团，而留下其他完好ë反应条件。38最后，可以使用用于clavatadine A和它们的变体的全合成的直接胍基的方法来合成新发现的含有胍-天然产品和设计药物。39 ，40

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chloroform-d Sigma-Aldrich 612200-100G 99.8% D, 0.05% v/v tetramethylsilane; Caution: toxic
Dimethylsulfoxide-d6 185965-50G 99.9% D, 1% v/v tetramethylsilane
sodium thiosulfate pentahydrate Sigma-Aldrich S8503-2.5KG
sodium sulfate, anhydrous Sigma-Aldrich 238597-2.5KG
silica gel Fisher Scientific S825-25 Merck, Grade 60, 230-400 mesh
washed sea sand Sigma-Aldrich 274739-5KG
hexane Sigma-Aldrich 178918-20L Caution: flammable
ethyl acetate Sigma-Aldrich 319902-4L
methylene chloride Sigma-Aldrich D65100-4L
sodium chloride Sigma-Aldrich S9888-10KG
sodium bicarbonate Sigma-Aldrich S6014-2.5KG
acetic acid Sigma-Aldrich 695092-2.5L
hydrochloric acid Sigma-Aldrich 258248-2.5L Caution: Corrosive
bromine Sigma-Aldrich 470864-50G >99.99% trace metals basis; Caution: Corrosive, causes severe burns
hydrobromic acid Sigma-Aldrich 244260-500ML 48% aqueous; Caution: Corrosive
2,5-dimethoxyphenylacetic acid ChemImpex 26909
chloroform Sigma-Aldrich 132950-4L Caution: Toxic
tetrahydrofuran Sigma-Aldrich 360589-4x4L Caution: highly flammable
N,N-diisopropylethylamine Sigma-Aldrich D125806-500ML Caution: Corrosive
triethylamine Sigma-Aldrich T0886-1L Caution: Corrosive
3 Angstrom molecular sieves Sigma-Aldrich 208574-1KG
calcium hydride Sigma-Aldrich 213268-100G Caution: Corrosive, reacts violently with water
ammonium molybdate Sigma-Aldrich 431346-50G
phosphomolybdic acid Sigma-Aldrich 221856-100G
cerium(IV) sulfate Sigma-Aldrich 359009-25G
1-butanol Sigma-Aldrich 537993-1L
1,4-butanediamine Sigma-Aldrich D13208-100G Caution: Corrosive / warm in hot water bath to melt prior to use
triphosgene VWR 200015-064 Caution: Highly Toxic
methanol Sigma-Aldrich 646377-4X4L
sodium acetate Sigma-Aldrich 241245-100G
Dimethylsulfoxide-d6 Sigma-Aldrich 570672-50G Anhydrous, 99.9% D
sodium hydroxide Sigma-Aldrich 221465-500G Caution: Corrosive
guanidine hydrochloride Sigma-Aldrich G4505-25G Caution: Toxic, Corrosive
di-tert-butyl dicarbonate VWR 200002-018% Caution: Toxic / may warm in hot water bath to melt prior to use
trifluoromethanesulfonic anhydride Fisher Scientific 50-206-771 98%, anhydrous; Caution: toxic, corrosive, extremely moisture sensitive

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References

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化学，第115，化学，全合成，海洋天然产物，胍基，胍，氨基甲酸酯，水解，因子下，Clavatadine
一个直接的，早期胍基协议的复杂含氨基胍，天然产物合成
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Malmberg, C. E., Chamberland, S. A… More

Malmberg, C. E., Chamberland, S. A Direct, Early Stage Guanidinylation Protocol for the Synthesis of Complex Aminoguanidine-containing Natural Products. J. Vis. Exp. (115), e53593, doi:10.3791/53593 (2016).

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