Herstellung zusammenhängender Bisaziridine für regioselektive Ringöffnungsreaktionen

Zusammenfassung

Benachbarte Bisaziridine, die nicht aktivierte und aktivierte Aziridine enthielten, wurden durch asymmetrische organokatalytische Aziridinationen synthetisiert und dann chemoselektiven Ringöffnungsreaktionen unter sauren oder basischen Bedingungen unterzogen. Der nicht aktivierte Aziridinring öffnet sich unter sauren Bedingungen mit weniger reaktiven Nukleophilen, während der aktivierte Aziridinring unter basischen Bedingungen mit reaktiveren Nukleophilen öffnet.

Zusammenfassung

Aziridine, eine Klasse reaktiver organischer Moleküle, die einen dreigliedrigen Ring enthalten, sind wichtige Synthone für die Synthese einer Vielzahl funktionalisierter stickstoffhaltiger Zielverbindungen durch die regiokontrollierte Ringöffnung von C-substituierten Aziridinen. Trotz der enormen Fortschritte in der Aziridinsynthese in den letzten zehn Jahren bleibt der effiziente Zugang zu zusammenhängenden Bisaziridinen schwierig. Daher waren wir daran interessiert, zusammenhängende Bisaziridine zu synthetisieren, die einen elektronisch vielfältigen Satz von N-Substituenten jenseits des einzelnen Aziridin-Rückgrats für regioselektive Ringöffnungsreaktionen mit verschiedenen Nukleophilen tragen. In dieser Studie wurden chirale zusammenhängende Bisaziridine durch organokatalytische asymmetrische Aziridinierung von chiralem (E)-3-((S)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyd mit N-Ts-O-Tosyl oder N-Boc-O-Tosylhydroxylamin als Stickstoffquelle in Gegenwart von (2 S)-[Diphenyl(trimethylsilyloxy)methyl]pyrrolidin als chiralem Organokatalysator hergestellt. Hier werden auch repräsentative Beispiele für regioselektive Ringöffnungsreaktionen von angrenzenden Bisaziridinen mit einer Vielzahl von Nukleophilen wie Schwefel, Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff sowie die Anwendung zusammenhängender Bisaziridine zur Synthese von multisubstituierten chiralen Pyrrolidinen durch Pd-katalysierte Hydrierung demonstriert.

Einleitung

Das rationelle Design kleiner organischer Moleküle mit verschiedenen reaktiven Zentren, die die Produktselektivität präzise steuern, ist ein Schlüsselziel in der modernen organischen Synthese und grünen Chemie 1,2,3,4,5,6,7,8. Um dieses Ziel zu erreichen, interessierten wir uns für die modulare Synthese von Aziridinen. Aziridine sind für die meisten organischen Chemiker von Interess....

Protokoll

Die Einzelheiten aller synthetisierten Produkte (1-5), einschließlich Struktur, vollständiger NMR-Spektren, optischer Reinheit und HRMS-MALDI-Daten, sind in der Zusatzdatei 1 enthalten.

1. Synthese von 3-(aziridin-2-yl)acrylaldehyd (1a)

1. Flammtrocknen Sie einen 50-ml-Rundkolben mit Rührstab und Septum unter Vakuumbedingungen. Kühlen Sie es auf Raumtemperatur ab, während Sie es mit Argongas füllen.
2. Wasserfreies Toluol (19 ml) und (R)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridin-2-carbaldehyd (1,00 g, 5,71 mmol) (siehe Materialtabelle) in den Kolben gebe....

Ergebnisse

Um die Erreichbarkeit der Herstellung eines zusammenhängenden Bisaziridins zu untersuchen, wurde zunächst (E)-3-((S)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyd (1a) als Modellsubstrat nach dem in Schritt 1 (Abbildung 1)²⁸ genannten Verfahren synthetisiert.

Diskussion

Die Bildung eines untrennbaren Gemisches von Diastereomeren wurde gelegentlich im Verlauf der organokatalytischen Aziridinierung von chiralem 3-[1-(1-phenylethyl)aziridin-2-yl)]acrylaldehyd beobachtet, wenn N-Boc-O-tosyl oder N-Ts-O-tosylhydroxylamin als Stickstoffquelle verwendet wurde. Ferner nahm die Ausbeute an zusammenhängendem Bisaziridinprodukt ab, wenn die Menge an Diarylsilyletherprolinol als Katalysator von 7 Mol-% auf 20 Mol-%^47,48,49

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
(R)-(+)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilylether	Sigma-Aldrich	677191	Reagenz
(R)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridin-2-carbaldehyd	Imagene Co.,Ltd.		Reagenz
(e)-(–)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilylether	Sigma-Aldrich	677183	Reagenz
(S)-2-(diphenyl((trim ethylsilyl)oxy)methyl)pyrrolidin	Sigma-Aldrich	677183	Reagenz
(Triphenylphosphoranyliden) Acetaldehyd	Sigma-Aldrich	280933	Reagenz
1,2-Dichlorethan	Sigma-Aldrich	284505	Lösungsmittel
AB Sciex 4800 Plus MALDI TOFTM (2,5-Dihydroxybenzoesäure (DHB)-Matrix	Sciex		Hochauflösende Massenspektren
Essigsäure	Sigma-Aldrich	A6283	Reagenz
Ammoniumchlorid	Sigma-Aldrich	254134	Reagenz
Anilin	Sigma-Aldrich	132934	Reagenz
Autopol III digitales Polarimeter	Rudolph Forschung Analytisches		Polarimeter
AVANCE III HD (400 MHz) Spektrometer	Bruker		NMR-Spektrometer
Bruker Ascend 500 (500 MHz)	Bruker		NMR-Spektrometer
Celite 535	Sigma-Aldrich	22138	Für Celite Pad
Dichlormethan	Sigma-Aldrich	270997	Lösungsmittel
Di-tert-butyldicarbonat	Sigma-Aldrich	361941	Reagenz
Ethylacetat	Sigma-Aldrich	270989	Lösungsmittel
Ethylnitroacetat	Sigma-Aldrich	192333	Reagenz
Imidazol	Sigma-Aldrich	I2399	Reagenz
INOVA 400WB (400 MHz)	Varian		NMR-Spektrometer
JMS-700	JEOL		High Auflösung Massenspektren
Methanol	Sigma-Aldrich	322415	Lösungsmittel
N-Boc-O-Tosylhydroxylamin	Sigma-Aldrich	775037	Reagenz
P-2000	JASCO		Polarimeter
Palladiumhydroxid auf Kohlenstoff	Sigma-Aldrich	212911	Reagenz
Phenyl-1H-tetrazol-5-thiol	TCI	P0640	Reagenz
Kieselgel	Sigma-Aldrich	227196	Für die Flash-Kleromographie
Kieselgel auf DC-Platten	Merck	60768	DC-Platte
Natriumacetat	Sigma-Aldrich	S8750	Reagenz
Natriumazid	Sigma-Aldrich	S2002	Reagenz
Natriumborhydrid	Sigma-Aldrich	452882	Reagenz
Natriumcarbonat	Sigma-Aldrich	S2127	Reagenz
tert-Butyldimethylsilylchlorid	Sigma-Aldrich	190500	Reagenz
Tetrahydrofuran	Sigma-Aldrich	401757	Lösungsmittel
Toluol	Sigma-Aldrich	244511	Lösungsmittel
Zinkbromid	Sigma-Aldrich	230022	Reagenz
Zinkchlorid	Sigma-Aldrich	429430	Reagenz