Herstellung zusammenhängender Bisaziridine für regioselektive Ringöffnungsreaktionen

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 Interesse, da sie strukturell wichtig sind⁹ mit einem elektronisch vielfältigen Satz von N-Substituenten, die zu regioselektiven Ringöffnungsreaktionen mit multiplen Nukleophilen führen können 10,11,12,13,14,15,16,17,18^{, 19}, und verschiedene pharmakologische Aktivitäten wie antitumorale, antimikrobielle und antibakterielle Eigenschaften. Trotz der Fortschritte in der Aziridinchemie haben nicht aktiviertes Aziridine und aktiviertes Aziridine unabhängige Synthesen und Ringöffnungsreaktionen in der Literatur²⁰.

Daher wollten wir zusammenhängende Bisaziridine synthetisieren, die sowohl die nicht aktivierten als auch die aktivierten Aziridine umfassen. Diese zusammenhängenden Bisaziridine können verwendet werden, um ein chemoselektives Ringöffnungsmuster systematisch zu rationalisieren, das auf den folgenden elektronischen Eigenschaften der beiden verschiedenen Aziridine und ihrer Reaktivität auf Nukleophile 20,21,22,23,24 basiert: a) aktivierte Aziridine, bei denen die elektronenentziehenden Substituenten konjugativ die negative Ladung auf dem Stickstoff stabilisieren^, reagieren leicht mit mehreren Nukleophilen zu ringgeöffnete Produkte zulassen; b) nicht aktivierte Aziridine, bei denen der Stickstoff an die elektronenspendenden Substituenten gebunden ist, sind gegenüber Nukleophilen erheblich inert; Daher ist ein Voraktivierungsschritt mit einem geeigneten Aktivator (hauptsächlich Brønsted- oder Lewis-Säuren) erforderlich, um die ringgeöffneten Produkte in hohen Ausbeuten^20,21,25,26 zu liefern.

Die vorliegende Studie beschreibt das rationale Design zusammenhängender Bisaziridine als chirale Bausteine mittels Übergangsmetall-freier Organokatalyse und die Synthese verschiedener stickstoffreicher Moleküle unter Verwendung von prädiktiven Modellierungswerkzeugen für Ringöffnungsreaktionen von Bisaziridinen. Diese Studie zielt darauf ab, die Weiterentwicklung praktischer Methoden für den Aufbau von stickstoffangereicherten bioaktiven Verbindungen und Naturstoffen sowie die Polymerisation von Aziridinen anzuregen.

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 geben. Dann rühren Sie die Lösung für 1 min.
3. (Triphenylphosphoranyliden)acetaldehyd (2,08 g, 6,85 mmol) (siehe Materialtabelle) in die gerührte Lösung geben.
4. Das Reaktionsgemisch wird 18 h bei 60 °C erhitzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und unter vermindertem Druck flüchtiges Lösungsmittel aus dem Reaktionsgemisch entfernt.
5. Überwachung des Reaktionsfortschritts durch TLC unter Verwendung von Ethylacetat:Hexanen (1:6 v/v, R_f = 0,25) als Elutionsmittel.
6. Das Rohprodukt wird mittels Kieselgel-Flash-Chromatographie mit Ethylacetat:Hexan (1:6 v/v) als Elutionsmittel gereinigt, um das reine Produkt 1a (siehe Zusatzdossier 1) als gelbe Flüssigkeit zu isolieren.
7. Bestätigen Sie das Produkt durch NMR- und Polarimetermessungen (siehe Schritte 8 und 9 für Messmethoden).

2. Synthese von zusammenhängendem Bisaziridin (2a)

1. Flammtrocknen Sie einen 50-ml-Rundkolben mit einem Rührstab und einem Septum unter Vakuumbedingungen. Kühlen Sie es auf Raumtemperatur ab, während Sie es mit Argongas füllen.
2. Wasserfreies Ethylacetat (3 ml) und 1a (Schritt 1.6, 201 mg, 1.0 mmol) in den Kolben geben und dann die Lösung 1 min umrühren.
3. Katalysator (S)-2-(Diphenyl((trimethylsilyl)oxy)methyl)pyrrolidin (B_S, siehe Materialtabelle) (0,02 ml, 7 Mol%) in die Mischung geben und bei Raumtemperatur 30 min rühren.
4. 316 mg, 1,10 mmol tert.-Butyltosyloxycarbamat (BocNHOTs, siehe Materialtabelle) und 123 mg, 1,50 mmol Natriumacetat in das Reaktionsgemisch gegeben und 24 h umgerührt.
5. Überwachung des Reaktionsfortschritts durch TLC unter Verwendung von Diethylether:Hexanen (1:4 v/v, R_f = 0,27) als Elutionsmittel.
6. Das Reaktionsgemisch wird mit Ethylacetat (3 x 50 ml) in einem Scheidetrichter extrahiert.
7. Die gebundene organische Schicht über wasserfreiem_Na2SO4 trocknen, filtrieren und im Vakuum konzentrieren.
8. Das resultierende Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie auf Kieselgel mit Diethylether:Hexan (1:4 v/v) als Elutionsmittel gereinigt, um das reine Produkt 2a (siehe Zusatzdossier 1) als gelbe Flüssigkeit zu isolieren.
9. Bestätigen Sie das Produkt durch NMR- und Polarimetermessungen (siehe Schritte 8 und 9).

3. Synthese von Verbindung 3

1. Flammtrocknen Sie einen 50-ml-Rundkolben mit einem Rührstab und einem Septum unter Vakuumbedingungen. Kühlen Sie es auf Raumtemperatur ab, während Sie es mit Argongas füllen.
2. Wasserfreies Methanol (11 ml) und Aldehyd 2a (Schritt 2.8, 1,00 g, 3,16 mmol) [oder 2b (1,17 g, 3,16 mmol, siehe Zusatzdossier 1)] in den Kolben geben und dann die Lösung eine Minute lang umrühren.
3. NaBH₄ (95 mg, 2,53 mmol) in die gerührte Lösung geben.
4. Das Reaktionsgemisch 1 h bei 0 °C umrühren.
5. Überwachung des Reaktionsfortschritts durch TLC unter Verwendung von Ethylacetat:Hexan (1:4 v/v, R_f = 0,27) als Elutionsmittel.
6. Nach 1 h wird das Reaktionsgemisch mit destilliertem Wasser abgeschreckt und mit Ethylacetat (3 x 50 ml) in einem Scheidetrichter extrahiert.
7. Die gebundene organische Schicht über wasserfreiem_Na2SO4 trocknen, filtrieren und im Vakuum konzentrieren.
8. Der Rohrückstand wird durch Kieselgel-Flash-Chromatographie mit Ethylacetat:Hexan (1:4 v/v) als Elutionsmittel gereinigt, um reine Produkte 3a [oder 3b] (siehe Ergänzende Akte 1) als gelbe Flüssigkeit zu isolieren.
9. Bestätigen Sie das Produkt durch NMR- und Polarimetermessungen (siehe Schritte 8 und 9).

4. Synthese von Verbindung 4

1. Flammtrocknen Sie einen 50-ml-Rundkolben mit einem Rührstab und einem Septum unter Vakuumbedingungen. Kühlen Sie es auf Raumtemperatur ab, während Sie es mit Argongas füllen.
2. Wasserfreies Dichlormethan (11 ml) und Alkohol 3a (Schritt 3.8, 1.00 g, 3.14 mmol) [oder 3b (1.17 g, 3.14 mmol)] in den Kolben geben und dann die Lösung eine Minute lang umrühren.
3. tert-Butyldimethylsilylchlorid (TBSCl, 520 mg, 3,45 mmol) und Imidazol (427 mg, 6,28 mmol) (siehe Materialtabelle) in die gerührte Lösung gegeben.
4. Das Reaktionsgemisch 18 h bei 0 °C umrühren.
5. Überwachung des Reaktionsfortschritts durch TLC unter Verwendung von Ethylacetat:Hexan (1:4 v/v, R_f = 0,26) als Elutionsmittel.
6. Nach 18 h wird das Reaktionsgemisch mit entionisiertem Wasser abgeschreckt und mit Methylenchlorid (3 x 50 ml) in einem Scheidetrichter extrahiert.
7. Trocknen Sie die kombinierte organische Schicht über dem wasserfreien Natriumsulfat, filtern Sie und konzentrieren Sie sich dann unter reduziertem Druck.
8. Der Rohrückstand wird durch Kieselgel-Flash-Chromatographie mit Ethylacetat:Hexan (1:4 v/v) als Elutionsmittel gereinigt, um reine Produkte 4a [oder 4b] (siehe Zusatzdossier 1) als gelbe Flüssigkeit zu isolieren.
9. Bestätigen Sie das Produkt durch NMR- und Polarimetermessungen.

5. Selektive Ringöffnung von nicht aktivierten Aziridinen: Synthese von 5d

1. Flammtrocknen Sie einen 50-ml-Rundkolben mit einem Rührstab und einem Septum unter Vakuumbedingungen. Kühlen Sie es auf Raumtemperatur ab, während Sie es mit Argongas füllen.
2. 3b (Schritt 4.2, 100 mg, 0,27 mmol) und Essigsäure (0,12 ml, 2,14 mmol) in den Kolben geben und dann die Mischung bei Raumtemperatur 5 h umrühren.
3. Überwachung des Reaktionsfortschritts durch TLC unter Verwendung von Ethylacetat:Hexan (2:3 v/v, R_f = 0,28) als Elutionsmittel.
4. Nach 5 h die Essigsäure im Vakuum entfernen.
5. Der Rohrückstand wird durch Kieselgel-Flash-Chromatographie mit Ethylacetat:Hexan (2:3 v/v) als Elutionsmittel gereinigt, um das reine Produkt 5d (siehe Zusatzdossier 1) als gelbe Flüssigkeit zu isolieren.
6. Bestätigen Sie das Produkt durch NMR- und Polarimetermessungen.

6. Selektive Ringöffnung aktivierter Aziridine: Synthese von 5f

1. Flammtrocknen Sie einen 50-ml-Rundkolben mit einem Rührstab und einem Septum unter Vakuumbedingungen. Kühlen Sie es auf Raumtemperatur ab, während Sie es mit Argongas füllen.
2. Wasserfreies Methanol (8 ml) und 4b (Schritt 4.8, 100 mg, 0,21 mmol) in den Kolben geben und dann die Lösung 1 min umrühren.
3. _NaN3 (39 mg, 0,6 mmol) und_NH4Cl (21 mg, 0,41 mmol) in_H2O(1 ml) zu obiger Lösung zugeben.
4. Das Reaktionsgemisch 4 h bei 0 °C umrühren.
5. Überwachung des Reaktionsfortschritts durch TLC unter Verwendung von Ethylacetat:Hexanen (1:4 v/v, R_f = 0,30) als Elutionsmittel.
6. Nach 4 h wird das Reaktionsgemisch mit_H2Oabgeschreckt und mit Ethylacetat (3 x 50 ml) in einem Scheidetrichter extrahiert.
7. Die gebundene organische Schicht über wasserfreiem_Na2SO4 trocknen, filtrieren und im Vakuum konzentrieren.
8. Reinigen Sie den Rohrückstand durch Kieselgel-Flash-Chromatographie mit Ethylacetat:Hexane (1:4 v/v) als Elutionsmittel, um das reine Produkt 5f (siehe Ergänzende Datei 1) als gelbe Flüssigkeit zu isolieren.
9. Bestätigen Sie das Produkt durch NMR- und Polarimetermessungen.

7. Pd-katalysierte Hydrierung zusammenhängender Aziridine: Synthese von 5h

1. Flammtrocknen Sie einen 50-ml-Rundkolben mit einem Rührstab und einem Septum unter Vakuumbedingungen. Kühlen Sie es auf Raumtemperatur ab, während Sie es mit Argongas füllen.
2. Wasserfreies Methanol (5 ml), 2b (Schritt 3.2, 100 mg, 0,27 mmol), Boc2O (70 mg, 0,32 mmol) und 20% Pd(OH)₂/C (37 mg) in den Kolben geben.
3. Rühren Sie die Mischung unter H2-Atmosphäre (Ballon, 1 atm) bei Raumtemperatur für₁₂ h.
4. Überwachung des Reaktionsfortschritts durch TLC unter Verwendung von Ethylacetat:Hexanen (2:3 v/v, R_f = 0,29) als Elutionsmittel.
5. Das Reaktionsgemisch durch ein handelsübliches Celite-Pad filtrieren (siehe Materialtabelle) und mit Methanol waschen.
6. Das Filtrat wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand durch Kieselgel-Flash-Chromatographie mit Ethylacetat:Hexan (2:3 v/v) als Elutionsmittel gereinigt, um das reine Produkt 5h (siehe Zusatzdossier 1) als farblose Flüssigkeit zu isolieren.
7. Bestätigen Sie das Produkt durch NMR- und Polarimetermessungen.

8. Polarimeter-Analyse

1. Bereiten Sie eine geeignete Menge der zu messenden Probe (~ 100 mg) vor.
2. Die vorbereitete Probe wird in CHCl3 (c 0,05-1,00) gelöst.
3. Die Probenlösung wird in die Probenkammer überführt, um sicherzustellen, dass keine Luftblasen vorhanden sind
   [ø = 1,8 mm, l = ^10-1 m].
4. Legen Sie die Probenkammer in das Polarimetergerät ein (siehe Materialtabelle) und überprüfen Sie die Ausrichtung der Kammer.
5. Setzen Sie 0 als klicken Sie auf Null löschen im Abschnitt "Steuerung".
6. Messen Sie die spezifische Drehung von CHCl₃ für den Rohling.
   HINWEIS: Lichtquelle: Na; λ = 589 nm; D.I.T: 5 s; Zykluszeiten: 5; Zyklusintervall: 5 s; Temperatur: 20 °C.
7. Messen Sie die spezifische Rotation der Probenlösung bei konstanter Temperatur.
   HINWEIS: Lichtquelle: Na; λ = 589 nm; D.I.T: 5 s; Zykluszeiten: 5; Zyklusintervall: 5 s; Temperatur: 20 °C.
8. Messen Sie die spezifische Rotation der Probenlösung dreimal auf die gleiche Weise, um den Mittelwert zu erhalten.
9. Berechnen Sie die spezifische Rotation mit der folgenden Gleichung²⁷:
   
   α = beobachtete Rotation (Grad), c = Konzentration (g/ml), l = Weglänge (^10-1 m).

9. ¹H und ¹³C NMR-Analyse

1. Bereiten Sie etwa 0,6-1,0 ml des NMR-Lösungsmittels (CDCl₃) vor.
2. Lösen Sie ~ 50 mg der Probe im Lösungsmittel in einer Konzentration von 0,02 M für ¹H NMR und 0,05 M für ¹³C NMR-Messungen.
3. Die Probenlösung wird mit einer Pasteur-Pipette in ein NMR-Röhrchen überführt.
4. Legen Sie das Röhrchen in das NMR-Gerät ein (siehe Materialtabelle).
   HINWEIS: NMR-Messungen wurden mit 400 MHz oder 500 MHz Spektrometern durchgeführt. Spin-Nummer: 16 (¹H NMR), 256 oder 512 (¹³C NMR); Messzeit: 10 min (¹H NMR), 20 oder 30 min (¹³C NMR)].
5. Zeichnen Sie die NMR-Spektren auf und analysieren Sie die Daten.
   HINWEIS: Beziehen Sie sich auf die chemische Verschiebung des Spektrums zum CDCl_3-Signal [δ (¹H NMR-Spektrum) = 7,26 ppm; δ (¹³C NMR-Spektrum) = 77,0 ppm)].

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.

Abbildung 1: Synthese von 1a als Modellsubstrat. Produkt 1a wurde aus (R)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridine-2-carbaldehyd unter Verwendung von (Triphenylphosphoranyliden)acetaldehyd als Reagenz synthetisiert. Diese Abbildung stammt von Mao et al.28 und Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Danach wurde eine Aziridination von 1a durchgeführt, um zusammenhängende Bisaziridine (2a und 2b) unter den folgenden optimalen Reaktionsbedingungen 29,30,31,32,33,34,35 (Schritt 2 und Abbildung 2) zu erhalten: a) Für die Synthese von 2a: 1a (1,0 mmol), Katalysator B S (7 Mol-%), BocNHOTs als Stickstoffquelle (1,1-Äquivalent), NaOAc als Base (1,5-Äquivalent), EtOAc (0,3 M) für 24 h bei Raumtemperatur; b) Für die Synthese von 2b: 1a (1.0 mmol), Katalysator BS (7 Mol%), TsNHOTs als Stickstoffquelle (1.1 Äquivalent), NaOAc als Base (1.5 Äquivalent), THF (0.3 M) für 7 h bei Raumtemperatur.

Abbildung 2: Synthese zusammenhängender Bisaziridine (2a und 2b). Die Produkte 2a und 2b wurden aus 1a in zwei Schritten synthetisiert, wobei im ersten Schritt BS als Katalysator und im zweiten Schritt BocNHOTs oder TsNHOTs als Reagenz verwendet wurden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Nach dem Aufbau von enantioangereicherten Bisaziridinen mit nicht aktivierten und aktivierten Aziridineinheiten wurden verschiedene stickstoffangereicherte Moleküle (5a-g) durch regioselektive Ringöffnungsreaktionen mit verschiedenen Nukleophilen hergestellt. Repräsentative Beispiele für die Ringöffnungsreaktionen von Bisaziridinen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Tabelle 1: Regioselektive Ringöffnung von Bisaziridinen mit verschiedenen Nukleophilen. Diese Tabelle stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

In Gegenwart der Lewis-Säure ZnCl2, des Schwefelatoms von 1-Phenyl-5-mercaptotetrazol und in sauren MedienNH4Clgreift das Amin von Anilin das weniger gehinderte C3-Atom der Aziridine 3b und 4b an, um die entsprechenden Produkte 5a bzw.5b 36,37,38,39,40,41,42 zu leisten (Tabelle 1 , Einträge 1 und 2). Produkt 5c wurde synthetisiert, wenn das Stickstoffatom des N-Methylenaminäquivalents 43, das aus 1,3,5-Triethylhexahydro-1,3,5-triazin in Gegenwart von ZnBr2 als Katalysator hergestellt wurde, das nicht aktivierte Aziridin über das nicht umgesetzte aktivierte Aziridine 3b angreift, gefolgt von einer Ringschlussreaktion (Tabelle 1 , Eintrag 3). Überraschenderweise kann die regiochemische Kontrolle in der Ringöffnung der nicht aktivierten Aziridine durch die Auswahl einer geeigneten N-Schutzgruppe wie Ts- oder Boc-Gruppe an den aktivierten Aziridinen erreicht werden (Tabelle 1, Einträge 4 und 5). Vermutlich kann das differentielle Ringöffnungsmuster auf die Geometrie der Aktivierungsmoden bei Protonierung (d.h. sekundäre Wechselwirkungen) zurückgeführt werden (Abbildung 3). Die sekundäre Wechselwirkung zwischen dem Stickstoffatom des nicht aktivierten Aziridins und dem benachbarten Stickstoffatom des Sulfonamids an der C2'-Position könnte aufgetreten sein, wodurch eine sterisch verstopfte chirale Umgebung entstanden ist; der daraus resultierende nukleophile Angriff von Acetat auf das weniger gehinderte C3-Atom44,45,46 hätte zur Bildung des kinetischen Produkts 5d geführt (Tabelle 1, Eintrag 4). Auf der anderen Seite kann die sekundäre Wechselwirkung zwischen dem Proton des Aziridiniumions und Carbonylsauerstoff die Konstruktion eines flexibleren und weniger sterisch überlasteten Umstands beinhalten, der zur Bildung des thermodynamischen Produkts 5edurch den nukleophilen Angriff führt 20,21,22,23,24,25,26 von Acetat auf dem stärker substituierten C2-Atom (Tabelle 1, Eintrag 5). Bemerkenswerterweise griffen verschiedene Nukleophile wie S, N, C und O das nicht aktivierte Aziridin unter leicht sauren Bedingungen günstig an (Tabelle 1, Einträge 1-5). 

Abbildung 3: Plausible sekundäre Wechselwirkungen für die selektiven Ringöffnungsreaktionen zusammenhängender Bisaziridine . (A) Der nukleophile Angriff von Acetat auf das weniger behinderte C3-Atom hätte zur Bildung kinetischer Produkte 5d geführt. (B) Der nukleophile Angriff von Acetat auf das stärker substituierte C2-Atom hätte zur Bildung des thermodynamischen Produkts 5e geführt. Diese Abbildung stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Die selektive Ringöffnungsreaktion von N-Ts-geschütztem Aziridin kann mit Azid (N3ˉ) durchgeführt werden, um das gewünschte Produkt 5f zu erhalten, da Azid Zugang zu dem weniger behindertenC3'-Atom47,48,49 bietet (Tabelle 1, Eintrag 6). Ferner wurde Isoxazolin-N-oxid 5g durch die Bildung eines β-Hydroxy-α-nitroesters und den sukzessiven nukleophilen Angriff des Nitronat-Sauerstoffatoms auf das C3'-Atom des aktivierten Aziridinrings synthetisiert, während das angrenzende Bisaziridinylaldehyd mit Ethylnitroacetat und Imidazol 50 umgesetzt wurde (Tabelle 1, Eintrag 7). Insbesondere traten bevorzugte Ringöffnungsreaktionen der aktivierten Aziridin-Einheiten unter Grundbedingungen auf (Tabelle 1, Einträge 6 und 7).

In Gegenwart von Pd(OH)2/C, H2 (1 atm) undBoc2Owurde der zusammenhängende Bisaziridinylaldehyd über die folgenden aufeinanderfolgenden Reaktionen 51 leicht in die multisubstituierte chirale Pyrrolidinverbindung5h umgewandelt (Tabelle 1, Eintrag 8 und Abbildung 4). 

Abbildung 4: Schematische Darstellung der Synthese von chiralem Pyrrolidin. Diese Abbildung wurde von Rhee et al.52 modifiziert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Charakterisierungsdaten für die Produkte
Einige wichtige Peaks in den 1H NMR-Spektraldaten (Abbildung 5, Abbildung 6, Abbildung 7, Abbildung 8, Abbildung 9, Abbildung 10 und Abbildung 11) der Verbindungen sind wie folgt. Der Peak des Aldehydwasserstoffs erscheint bei ≥9,00 ppm. Die Peaks der Alkenwasserstoffe liegen im Bereich von 5,00-7,00 ppm. Die Spitzen der Aziridin-Wasserstoffe erscheinen bei ≤3,50 ppm. Im Falle von Bisaziridin erscheinen die Wasserstoffe einzeln. Im Allgemeinen treten die Peaks der Wasserstoffe der anderen Alkylgruppen bei ≤3,00 ppm auf. Im Fall von Boc und TBS sind die Wasserstoffpeaks im Allgemeinen stationär und erscheinen als Singlets bei ≤2,00 ppm. Im Falle der Bisaziridin-Ringöffnungsverbindung treten die Wasserstoffpeaks der Alkylgruppe einzeln auf. Alle Einzelheiten zu den Produkten sind in der Zusatzdatei 1 enthalten (vollständige NMR-Spektren, optische Reinheit und HRMS-MALDI-Daten).

Die übrigen NMR-Spektraldaten der in Tabelle 1 aufgeführten Produkte sind in der Zusatzdatei 1 enthalten (5a-c, 5e und 5g).

Abbildung 5: Spektraldaten für 1a: (A) 1H NMR-Spektrum. (B) 13C NMR-Spektrum. Bemerkenswerte Peaks im 1H NMR-Spektrum: Die Peaks bei 6,56 und 6,38 ppm entsprechen den Alkenwasserstoffen zwischen Azirid und Aldehyd. Darüber hinaus entspricht der Peak mit 9,47 ppm dem Aldehyd Wasserstoff. Diese Zahl stammt von Mao et al.28. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 6: Spektraldaten für 2a: (A) 1H NMR-Spektrum. (B) 13C NMR-Spektrum. Bemerkenswerte Peaks im 1H NMR-Spektrum: Der Peak bei 9,16 ppm zeigt an, dass der Aldehyd intakt bleibt. Der Peak bei 1,48 ppm entspricht den Boc-Wasserstoffen. Im Vergleich zu den Spektrumdaten von 1a sind die Peaks von Alkenwasserstoff verschwunden; Die Peaks der erzeugten Aziridin-Wasserstoffe werden jedoch im Bereich von 1,25-1,72 ppm nachgewiesen. Diese Abbildung stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 7: Spektraldaten für 3a: (A) 1H NMR-Spektrum. (B) 13C NMR-Spektrum. Bemerkenswerte Peaks im 1 H NMR-Spektrum: Der Peak bei 1,42 ppm entspricht dem Alkoholwasserstoff im Ethylalkohol neben dem Aziridin, was darauf hinweist, dass Aldehyd in 2a zu Ethylalkohol reduziert wurde. Darüber hinaus repräsentieren die Peaks bei 4,00 und 3,54 ppm die Methylenwasserstoffe in Ethylalkohol. Diese Abbildung stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 8: Spektraldaten für 4a: (A) 1H NMR-Spektrum. (B) 13C NMR-Spektrum. Bemerkenswerte Peaks im 1H NMR-Spektrum: Die Peaks bei 0,90 und 0,07 ppm entsprechen den TBS-Wasserstoffen. Diese Abbildung stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 9: Spektraldaten für 5d: (A) 1H NMR-Spektrum. (B) 13C NMR-Spektrum. Bemerkenswerte Peaks im 1H NMR-Spektrum: Der Peak bei 2,13 ppm entspricht den Methylwasserstoffen von Acetat. Die Peaks bei 4,43 und 4,15 ppm entsprechen den an Acetat angrenzenden Methylenwasserstoffen, die nach der Öffnung des Aziridinrings durch Essigsäure gebildet werden. Somit sind die Peaks bei 2,13, 3,11, 4,15 und 4,43 ppm ein direkter Beweis für die Ringöffnungsreaktion. Diese Abbildung stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 10: Spektraldaten für 5f: (A) 1H NMR-Spektrum. (B) 13C NMR-Spektrum. Bemerkenswerte Peaks im 1H NMR-Spektrum: Der Peak bei 4,95 ppm entspricht dem Aminproton. Der Peak bei 3,72 ppm entspricht dem Wasserstoff, der an den an das Azid gebundenen Kohlenstoff gebunden ist. Diese Peaks sind ein direkter Beweis für die Ringöffnung des Aziridins mit der -Ts-Gruppe durchN3ˉ-Nukleophil. Diese Abbildung stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 11: Spektraldaten für 5h: (A) 1H NMR-Spektrum. (B) 13C NMR-Spektrum. Bemerkenswerte Peaks im 1 H NMR-Spektrum: Die Peaks bei 1,70, 1,99, 3,32, 3,45 und 3,65 ppm entsprechen den Wasserstoffen von Pyrrolidin. Der Peak des Aminprotons neben der -Ts-Gruppe überlappt sich mit anderen Phenylgruppen bei 7,30 ppm. Diese Peaks zeigen die Ringöffnung und Hydrierung von Bisaziridin und die anschließende Bildung neuer cyclischer Verbindungen. Diese Abbildung stammt von Rhee et al.52. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Zusatzdatei 1: Struktur, NMR-Spektren, optische Reinheit und HRMS-MALDI-Daten der synthetisierten Produkte. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

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