Name: Vorbereitung der stabile bicyclische Aziridinium Ionen und ihre Ring-Öffnung für die Synthese von Azaheterocycles (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-22T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 45 s
Description: Lernen Sie die Synthese von bicyclischen Aziridinium-Ionen für die Herstellung von Azaheterocyclen. Diese Methode ermöglicht die regio- und stereospezifische Ringspreitung zur effizienten Darstellung substituierter Piperidine und Azepane.

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Diese Arbeit wurde unterstützt durch die National Research Foundation of Korea (NRF-2012M3A7B4049645 und Hufgetrappel Forschungsfonds (2018).

1. Synthese von (6R) -1-[(R)-1-Phenylethyl)-1-Azoniabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate (4)
<ol><li>Synthese von 4-(R)-[1-(R) -1-Phenyl) Aziridin-2-Yl] Butyl-4-Methylbenzenesulfonate (2)<ol>
<li>Hinzufügen von 100 mg 4-[(R)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (1)12 (0,46 Mmol, 1,0 Equiv), 140 µL Triethylamin (Et3N, 1,0 Mmol, 2.2 Equiv), und eine magnetische rühren-Bar in einem Ofen getrocknet 25 mL 2-Hals Rundboden Kolben unter Stickstoffatmosphäre (N2).</li>
		<li>Der Reaktionskolben mit luftdichten Spritze fügen Sie wasserfreie Dichlormethan (CH2Cl2, 5 mL hinzu).</li>
		<li>Kühlen Sie die Reaktionsmischung bei 0 ° C mit Eisbad ab und rühren Sie die Mischung für 5 Minuten.</li>
		<li>Das Reaktionsgemisch p- Toluenesulfonic Anhydrid (164 mg, 0,50 Mmol, 1,10 Equiv) hinzu und rühren Sie für weitere 45 Minuten.</li>
		<li>Das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur (RT) warm und 30 min köcheln.</li>
		<li>Überwachen der Reaktion unter Verwendung einer Dünnschichtchromatographie (TLC) mithilfe von Hexanes: Ethylacetat (EtOAc) (1:1 V/V, Aufbewahrung Faktor Rf = 0,55) als ein Eluent.</li>
		<li>Stillen Sie nach dem kompletten Konsum von Alkohol 1beginnend das Reaktionsgemisch mit Wasser (5 mL). Entpacken Sie die heterogene Mischung mit CH2Cl2 (3 x 15 mL), die kombinierten organische Schicht über wasserfreiem Natriumsulfat Trocknen (Na2SO4) für 10 min und konzentrieren sich im Vakuum mit einer drehverdampfer.</li>
		<li>Reinigen Sie das Rohprodukt mit Flash-Spalte Chromatographie eluierenden mit Hexanes: EtOAc (2:1 bis 1:2 V/V) um 165 mg (0,44 Mmol, 96 % Ausbeute) 4-(R) leisten-[1-(R) -1-Phenyl) Aziridin-2-Yl] Butyl-4-Methylbenzenesulfonate (Rf = 0,55, Hexanes: EtOAc (1:1 V/V)) als eine zähe Flüssigkeit.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Synthese von (6R) -1-[(R)-1-phenylethyl)-1-Azoniabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate (4)<ol>
<li>5 mg von frisch zubereiteten 2 in einem NMR-Röhrchen zu übertragen und Acetonitril-d3 (CD3CN, 300 µL) hinzufügen.</li>
		<li>Halten Sie die obige Lösung bei RT für 24 h zu erreichen, die vollständige Umstellung auf (6R) -1-[(R)-1-phenylethyl)-1-Azoniabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate 4.</li>
		<li>Überwachen Sie die Umwandlung von 2 bis 4 durch Kernspinresonanz (NMR) Spektrum CD3CN zu verschiedenen Zeitpunkten (10 min, 1, 5, 7 und 24 h).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. allgemeine Verfahren für den Ausbau der 1-Azoniabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate
<ol><li>Verwenden Sie Schritte 1.1.1 zu 1.1.7 für die Vorbereitung der entsprechenden Tosylate 2.</li>
	<li>Fügen Sie die oben grob Tosylate und eine magnetische rühren-Bar in einem Ofen getrocknet 25 mL Rundboden Kolben.</li>
	<li>Der Reaktionskolben mit luftdichten Spritze fügen Sie wasserfreie CH3CN (4,0 mL hinzu).</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch der entsprechenden Nucleophil (1,37 Mmol, 3.0 Equiv) hinzu und rühren Sie für 8-15 Uhr.</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch mit Wasser (5 mL) zu stillen, Auszug mit CH2Cl2 (3 x 15 mL), trocknen die kombinierten organische Schicht über wasserfreiem Na2SO4 und konzentrieren sich im Vakuum mit einer drehverdampfer.</li>
	<li>Reinigen Sie das Rohprodukt mit Säulenchromatographie mithilfe Hexanes: EtOAc (19:1 bis 7:3 V/V) reine Ring erweitert Produkte leisten können. Hinweis: Alle Verbindungen synthetisiert mit über Verfahren außer 6j (Eintrag j, Tabelle 1). Achtung: Getrocknete CH3CN bereitet durch Destillation es von Kalzium Hydrid (CaH2) unter N2 Atmosphäre. Natriumcyanid ist giftig zu den giftigsten Substanzen bekannt und es wird unter chemischen Abzugshaube mit Sicherheitsschutz verwendet. Abschrecken der NaCN wurde mit Kaliumpermanganatlösung (KMnO4) durchgeführt.</li>
</ol>3. Synthese von (S) -1-[(R) -1-Phenyl] Azepan-3-Ol (6j)
<ol><li>Übertragen 4-(R)-[1-(R) -1-Phenyl) Aziridin-2-Yl] Butyl-4-Methylbenzenesulfonate (100 mg, 0,27 Mmol, 1,0 Equiv) und eine magnetische rühren-Bar in einem Ofen getrocknet 25 mL Rundboden Kolben mit Reflux Kondensator ausgestattet.</li>
	<li>Hinzu kommt der Reaktionskolben mit Spritze 1,4-Dioxan (4 mL).</li>
	<li>Am Reaktionsgemisch und Wärme zum Rückfluss für 2,0 h fügen Sie 0,4 mL von 2,0 M Natronlauge (NaOH, 0,80 Mmol, 3.0 Equiv hinzu).</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch mit Wasser (4 mL) zu stillen, Auszug mit CH2Cl2 (4 x 15 mL), trocknen die kombinierten organische Schicht über wasserfreiem Na2SO4 und konzentrieren sich im Vakuum mit einer drehverdampfer.</li>
	<li>Das Rohprodukt mit Spalte Chromatographie eluierenden mit Hexanes: EtOAc (2:1 bis 1:1 (V/V)) zu reinigen (Rf = 0,60, Hexanes: EtOAc (1:1 (V/V)) leisten 46 mg (S) -1-[(R) -1-Phenyl] Azepan-3-Ol (0,21 Mmol, 79 % Ausbeute).</li>
</ol>(4) Synthese von [(2R,3R,4R)-3,4-Bis (C(2)-OBN-Gruppe) -1-(S) -1-Phenyl) Piperidin-2-Yl] Methyl-Acetat (8):
<ol><li>Transfer (3R, 4R) - 3,4 - BIZ (c(2)-OBN-Gruppe)-4-[(R) -1-(S)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (7) (220 mg, 0,51 Mmol, 1,0 Equiv), 180 µL Et3N (1,27 Mmol, 2,5 Equiv) und eine magnetische rühren-Bar in einem Ofen getrocknet 25 mL 2-Hals Rundboden Kolben unter N2 Atmosphäre.</li>
	<li>Der Reaktionskolben mit luftdichten Spritze fügen Sie wasserfreie CH2Cl2 (4 mL hinzu).</li>
	<li>Die Reaktionsmischung bei 0 ° C abkühlen und 5 min köcheln.</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch p- Toluenesulfonic Anhydrid (200 mg, 0,61 Mmol, 1,20 Equiv) hinzu und rühren Sie für weitere 45 Minuten.</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch auf RT warm und 30 min köcheln.</li>
	<li>Überwachen Sie den Fortschritt der Reaktion von TLC mit Hexanes: EtOAc (7:3 V/V, Rf = 0,60) als ein Eluent.</li>
	<li>Nach der komplette Verbrauch von Alkohol 7, Stillen das Reaktionsgemisch mit Wasser (5 mL), Extrakt mit CH2Cl2 (3 x 15 mL), trocknen die kombinierten organische Schicht über wasserfreiem Na2SO4 und -Konzentrat in Vacuo mit einem drehverdampfer.</li>
	<li>Übertragen Sie die oben genannten groben Tosylate und eine magnetische rühren-Bar in einem Ofen getrocknet 25 mL Rundboden Kolben.</li>
	<li>Der Reaktionskolben mit luftdichten Spritze fügen Sie wasserfreie CH3CN (4 mL hinzu).</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch 125 mg Natrium-Acetat (NaOAc, 1,53 Mmol, 3.0 Equiv) hinzu und rühren Sie für 12 h.</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch mit Wasser (5 mL) zu stillen, Auszug mit CH2Cl2 (3 x 15 mL), trocknen die kombinierten organische Schicht über wasserfreiem Na2SO4 und konzentrieren sich im Vakuum mit einer drehverdampfer.</li>
	<li>Reinigen Sie das Rohprodukt mit Säulenchromatographie mithilfe Hexanes: EtOAc (9:1 bis 4:1 V/V) reine zusammengesetzte 8 (200 mg, 83 % Ausbeute) zu leisten.</li>
</ol>5. Synthese von (3R, 4R)-3-Azido - 1-[(R) -1-Phenyl] Azepan-4-Ol (14):
<ol><li>Übertragen (R)-1-[(S)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butane-1,4-diol (13) (235 mg 1,0 Mmol, 1,0 Equiv), 0,35 mL Et3N (2,50 Mmol, 2,5 Equiv) und eine magnetische rühren-Bar in einem Ofen getrocknet 25 mL 2-Hals Rundboden Kolben unter Stickstoffatmosphäre.</li>
	<li>Der Reaktionskolben mit luftdichten Spritze fügen Sie wasserfreie CH2Cl2 (8 mL, 0,12 M hinzu).</li>
	<li>Die Reaktionsmischung bei 0 ° C abkühlen und 5 min köcheln.</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch p- Toluenesulfonic Anhydrid (359 mg, 1,10 Mmol, 1,10 Equiv) hinzu und rühren Sie für weitere 45 Minuten.</li>
	<li>Überwachen Sie den Fortschritt der Reaktion von TLC Hexanes verwenden: EtOAc (1:1 V/V, Rf = 0,40) als ein Eluent.</li>
	<li>Nach dem vollständigen Konsum von Alkohol 13ab, das Reaktionsgemisch mit Wasser (10 mL) zu stillen, Auszug mit CH2Cl2 (3 x 15 mL), trocknen die kombinierten organische Schicht über wasserfreiem Na2SO4 und Konzentrat im Vakuum mit einer drehverdampfer.</li>
	<li>Fügen Sie die oben grob Tosylate und eine magnetische rühren-Bar in einem Ofen getrocknet 25 mL Rundboden Kolben.</li>
	<li>Der Reaktionskolben mit luftdichten Spritze fügen Sie wasserfreie CH3CN (8 mL, 0,12 M hinzu).</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch 214 mg NaOAc (3,30 Mmol, 3,30 Equiv) hinzu und rühren Sie für 12 h.</li>
	<li>Das Reaktionsgemisch mit Wasser (10 mL) zu stillen, Auszug mit CH2Cl2 (15 mL x 3 mal), trocknen die kombinierten organische Schicht über wasserfreiem Na2SO4 und konzentrieren sich im Vakuum mit einer drehverdampfer.</li>
	<li>Reinigen Sie das Rohprodukt mit Säulenchromatographie mithilfe Hexanes: EtOAc (9:1 bis 4:1 V/V), reine zusammengesetzte 14 (133 mg, 51 % Ausbeute) leisten.</li>
</ol>6. Charakterisierung aller Produkte
<ol><li>Die neuen Verbindungen von 1H, 13C-NMR-Spektroskopie und hochauflösende Massenspektrometrie (HRMS) zu charakterisieren.</li>
</ol>

<ol><li>Singh, G. S., D'hooghe, M., De Kimpe, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Reactivity+of+C-Heteroatom-Substituted+Aziridines%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Reactivity of C-Heteroatom-Substituted Aziridines.</a> Chem. Rev. 107, 2080-2135 (2007).</li>
<li>Yudin, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aYudin%2C+A+%22Aziridines+and+Epoxides+in+Organic+Synthesis%22">Aziridines and Epoxides in Organic Synthesis</a>. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. (2006).</li>
<li>Lee, W. K., Ha, H. J. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/229736436_Highlights_of_the_Chemistry_of_Enantiomerically_Pure_Aziridine-2-carboxylates">Highlight of the Chemistry of Enantiomerically Pure Aziridine-2-carboxylates.</a> Aldrichimica Acta. 36, 57-63 (2003).</li>
<li>Ghorai, M. K., Bhattacharyya, A., Das, S., Chauhan, N. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/chapter/10.1007/7081_2015_159">Ring Expansions of Activated Aziridines and Azetidines.</a> Top. Heterocycl. Chem. 41, 49-142 (2016).</li>
<li>Kim, Y., Ha, H. -J., Yun, S. Y., Lee, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+preparation+of+stable+aziridinium+ions+and+their+ring-openings%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">The preparation of stable aziridinium ions and their ring-openings.</a> Chem. Commun. , 4363-4365 (2008).</li>
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<li>Ji, M. K., Hertsen, D., Yoon, D. H., Eum, H., Goossens, H., Waroquier, M., Van Speybroeck, V., D'hooghe, M., De Kimpe, N., Ha, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleophile-Dependent+Regio-+and+Stereoselective+Ring+Opening+of+1-Azoniabicyclo%5B3.1.0%5Dhexane+Tosylate%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Asian+J%22%5BJournal%5D)">Nucleophile-Dependent Regio- and Stereoselective Ring Opening of 1-Azoniabicyclo[3.1.0]hexane Tosylate.</a> Chem. Asian J. 9, 1060-1067 (2014).</li>
<li>Mtro, T. -X., Duthion, B., Gomez Pardo, D., Cossy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rearrangement+of+%CE%B2-amino+alcohols+viaaziridiniums%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Rearrangement of β-amino alcohols viaaziridiniums: a review.</a> Chem. Soc. Rev. 39, 89-102 (2010).</li>
<li>Dolfen, J., Yadav, N. N., De Kimpe, N., D'hooghe, M., Ha, H. J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsc.201600750/abstract">Bicyclic Aziridinium Ions in Azaheterocyclic Chemistry-Preparation and Synthetic Application of 1-Azoniabicyclo[n.1.0]alkanes.</a> Adv. Synth. Catal. 358, 3485-3511 (2016).</li>
<li>Choi, J., Yadav, N. N., Ha, H. -J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajoc.201700080/abstract">Preparation of a Stable Bicyclic Aziridinium Ion and Its Ring Expansion toward Piperidines and Azepanes.</a> Asian J. Org. Chem. 6, 1292-1307 (2017).</li>
<li>Yadav, N. N., Choi, J., Ha, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-pot+multiple+reactions%3A+asymmetric+synthesis+of+2%2C6-cis-disubstituted+piperidine+alkaloids+from+chiral+aziridine%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Biomol.+Chem%22%5BJournal%5D)">One-pot multiple reactions: asymmetric synthesis of 2,6-cis-disubstituted piperidine alkaloids from chiral aziridine.</a> Org. Biomol. Chem. 14, 6426-6434 (2016).</li>
<li>Angoli, M., Barilli, A., Lesma, G., Passarella, D., Riva, S., Silvani, A., Danieli, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote+Stereocenter+Discrimination+in+the+Enzymatic+Resolution+of+Piperidine-2-ethanol.+Short+Enantioselective+Synthesis+of+Sedamine+and+Allosedamine%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Remote Stereocenter Discrimination in the Enzymatic Resolution of Piperidine-2-ethanol. Short Enantioselective Synthesis of Sedamine and Allosedamine.</a> J. Org. Chem. 68, 9525-9527 (2003).</li>
<li>Shaikh, T. M., Sudalai, A. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejoc.201000169/full">Enantioselective Synthesis of (+)-α-Conhydrine and (-)-Sedamine by L-Proline-Catalysed α-Aminooxylation.</a> Eur. J. Org. Chem. , 3437-3444 (2010).</li>
<li>Miyabe, H., Torieda, M., Inoue, K., Tajiri, K., Kiguchi, T., Naito, T. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo980208r">Total Synthesis of (−)-Balanol.</a> J. Org. Chem. 63, 4397-4407 (1998).</li>
<li>Castillo, J. A., Calveras, J., Casas, J., Mitjans, M., Vinardell, M. P., Parella, T., Inoue, T., Sprenger, G. A., Joglar, J., Clapes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fructose-6-phosphate+Aldolase+in+Organic+Synthesis%3A+Preparation+of+d-Fagomine%2C+N-Alkylated+Derivatives%2C+and+Preliminary+Biological+Assays%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Lett%22%5BJournal%5D)">Fructose-6-phosphate Aldolase in Organic Synthesis: Preparation of d-Fagomine, N-Alkylated Derivatives, and Preliminary Biological Assays.</a> Org. Lett. 8, 6067-6070 (2006).</li>
<li>Kikuchi, H., Yamamoto, K., Horoiwa, S., Hirai, S., Kasahara, R., Hariguchi, N., Matsumoto, M., Oshima, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploration+of+a+New+Type+of+Antimalarial+Compounds+Based+on+Febrifugine%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Med.+Chem%22%5BJournal%5D)">Exploration of a New Type of Antimalarial Compounds Based on Febrifugine.</a> J. Med. Chem. 49, 4698-4706 (2006).</li>
</ol>

Die Autoren erklären keine konkurrierenden finanziellen Interessen.

Piperidin und Azepane sind zwei am häufigsten vorkommenden Azaheterocycles in viele lebensrettende Medikamente und Antibiotika, einschließlich der verschiedenen biologisch aktiven Naturprodukte16. Um Zugriff auf Enantiopure-Piperidin (5) und Azepane (6) mit unterschiedlichen Substituenten, wir Develped eine effiziente synthetische Methode durch die Bildung von 1-Azoniabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate von Entiopure 2-(4-hydroxybutyl) Aziridne gefolgt von Ei nukleoph...

Unter den drei gliedriger zyklische Verbindungen hat Aziridine ähnlichen Ring Dehnungsenergie als Cyclopropane und oxiran über Ring Öffnung1,2,3verschiedene stickstoffhaltige zyklische und azyklische Verbindungen zu leisten. Die Eigenschaften und die Reaktivität der Aziridine hängen jedoch von der Substituent Ring Stickstoff. Aziridine mit einem Elektron-Aberkennung der Gruppe im Ring Stickstoff4, nennt man "aktivierte Aziridine", die aktiviert wird, mit der eingehende Nucleophil ohne irgendwelche zusätzlichen aktivierenden Reagenz reagieren. Auf der anderen Seite ist "nicht aktivierte Aziridin-" mit Elektron-Spenden Substituent am Stickstoff ziemlich stabil und inert gegenüber der nukleophile, sofern es, als ein Aziridinium Ion als ichein (Abbildung 1a)5, aktiviert ist 6 , 7. Ring Eröffnung eine nicht aktivierte Aziridin-hängt von verschiedenen Faktoren ab, z. B. die Substituenten bei C2 und C3 Carbon von Aziridin-, Elektrophil, den Aziridin--Ring und die eingehenden Nucleophil zu aktivieren. Isolierung und Charakterisierung eines Aziridinium-ions ist nicht möglich wegen seiner hohen Reaktivität in Richtung Ringöffnung Reaktion durch nukleophile, aber seiner Entstehung und Eigenschaften wurden mit einem nicht-nukleophilen Zähler Anion spektroskopisch beobachtet 5 , 8 , 9 , 10. Regio und Stereoselective Ringöffnung Reaktion der Aziridinium Ion durch eine geeignete Nucleophil liefert Stickstoff-haltigen azyklische wertvolle Moleküle (Pich und PIi)5, 6,7,8,9,10.
In ähnlicher Weise eine bicyclischen Aziridinium Ion (ichb) möglicherweise über die Entfernung des Arbeitskreises verlassen den nukleophilen Angriff des Ring Stickstoff des Aziridin-in Intramolekulare Mode (Abbildung 1 b) erzeugt. Dann erfährt dieses Zwischenprodukt Ring-Expansion mit der eingehenden Nucleophil über die Freisetzung von Ring-Stamm. Die Bildung und Stabilität von bicyclischen Aziridinium Ion sind abhängig von vielen Faktoren wie der Substituenten, die Größe des Rings und Lösungsmittel mittlere9. Die Regio und Stereoselektivität der Aziridin-Ring-Erweiterung ist eine zentrale Aspekt seiner synthetischen-Dienstprogramm, das hängt von der Art des Substituenten im Substrat ab und die Eigenschaften der angewandten Nucleophil.
In unserer frühen Studie konnten wir zur Vorbereitung 1-Azoniabicyclo [3.1.0]hexane Tosylate ichb (n = 1) deren nachträgliche Ring-Erweiterung führte zu der Bildung von einem Pyrrolidine und ein Piperidin (PIii und Piv, n = 1, Abbildung 1)8. Im Zuge unserer kontinuierlichen Studie auf die bicyclischen Aziridinium Ionenchemie beschreibt wir hierin die Bildung von 1-Azoniabicyclo [4.1.0]heptane Tosylate ichb (n = 2) als ein repräsentatives Beispiel. Dies wurde vorbereitet von 2-(4-Toluensulfonyloxybutyl) Aziridin- und seine Ring-Expansion wurde durch ein Nucleophil, leisten wertvolle Piperidin und Azepane trigged (Pich und PIi, n = 2, Abb. 1) mit diversen Substituenten rund um die Ring-11. Die Ring-Erweiterung des Enantiopure Aziridin-4-[(R) -1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (1) führte in der asymmetrischen Synthese von substituierten Azaheterocycles die auf biologisch bauen anwendbar sind aktiven Molekülen mit Piperidin und Azepane Skelett. Dieses synthetische Protokoll wurde für die verschiedenen Verbindungen, die von einfachen 2-Cyanomethylpiperidine 5f, 2-Acetyloxymethylpiperidine- 5 h und 3-Hydroxyazepane- 6j bis hin zu komplexer Moleküle, einschließlich natürliche angewandt Produkte wie Fagomine (9), Febrifugine Analog (12) und Balanol (15) in optisch reinen Formen11.

<table><tbody><tr><td>Dünnschichtchromatographie (DC)</td><td>Merck</td><td>100390</td><td></td></tr><tr><td>UV-Licht</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z169625-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Bruker AVANCE III HD (400 MHz) Spektrometer</td><td>Bruker</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>JASCO P-2000</td><td>JASCO</td><td>P-2000</td><td>Für optische Rotation</td></tr><tr><td>Hochauflösende Massenspektren / MALDI-TOF/TOF Massenspektrometrie</td><td>AB SCIEX</td><td>4800 Plus& nbsp;</td><td>Hochauflösende Massenspektren</td></tr><tr><td>(2R)-1-[(1R)-1-phenylethyl]-2-aziridincarbonsäure (&ndash;)-Mentholester, 98%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>57,054-0</td><td></td></tr><tr><td>(2S)-1-[(1R)-1-Phenylethyl]-2-aziridincarbonsäure (&ndash;)-Mentholester</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>57,051-6</td><td></td></tr><tr><td>Triethylethylamin</td><td>DAEJUNG</td><td>8556-4400-1L</td><td>CAS-Nr: 121-44-8</td></tr><tr><td>Dichlormethan</td><td>SAMCHUN</td><td>M0822-18L</td><td>CAS-Nr.: 75-09-2</td></tr><tr><td>p-Toluolsulfonsäureanhydrid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>259764-25G</td><td>CAS-Nr.: 4124-41-8</td></tr><tr><td>n-Hexan</td><td>SAMCHUN</td><td>H0114-18L</td><td>CAS-Nr.: 110-54-3</td></tr><tr><td>Ethylacetat</td><td>SAMCHUN</td><td>E0191-18L</td><td>CAS-Nr.: 141-78-6</td></tr><tr><td>Natriumsulfat</td><td>SAMCHUN</td><td>S1011-1kg</td><td>CAS-Nr.: 7757-82-6</td></tr><tr><td>Acetonitril-d3</td><td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc</td><td>15G-744-25g</td><td>CAS-Nr.: 2206-26-0</td></tr><tr><td>Acetonitril</td><td>SAMCHUN</td><td>A0127-18L</td><td>CAS-Nr.: 75-05-8</td></tr><tr><td>1,4-Dioxan</td><td>SAMCHUN</td><td>D0654-1kg</td><td>CAS-Nr.: 123-91-1</td></tr><tr><td>Natriumhydroxid</td><td>DUKSAN</td><td>A31226-1kg</td><td>CAS-Nr.: 1310-73-2</td></tr><tr><td>Natriumacetat</td><td>Alfa Aesar</td><td>11554-250g</td><td>CAS-Nr.: 127-09-3</td></tr><tr><td>Lithiumaluminiumhydrid</td><td>TCI</td><td>L0203-100g</td><td>CAS-Nr.: 16853-85-3</td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran</td><td>SAMCHUN</td><td>T0148-18L</td><td>CAS-Nr.: 109-99-9</td></tr><tr><td>Natriumazid</td><td>D.S.P</td><td>703301-500g</td><td>CAS-Nr.: 26628-22-8</td></tr><tr><td>Cäsiumfluorid</td><td>aldrich</td><td>18951-0250-25g</td><td>CAS-Nr.: 13400-13-0</td></tr><tr><td>Tetrabutylammoniumbromid</td><td>aldrich</td><td>426288-25g</td><td>CAS-Nr.: 1643-19-2</td></tr><tr><td>Natriumiodid</td><td>aldrich</td><td>383112-100g</td><td>CAS-Nr.: 7681-82-5</td></tr><tr><td>Natriumcyanid</td><td>Acros Organics</td><td>424301000-100g</td><td>CAS-Nr.: 143-33-9</td></tr><tr><td>Natriumthiocyanat</td><td>aldrich</td><td>467871-250g</td><td>CAS-Nr.: 540-72-7</td></tr><tr><td>Natriummethoxid</td><td>aldrich</td><td>156256-1L</td><td>CAS-Nr.: 124-41-4</td></tr><tr><td>Benzylamin</td><td>Alfa Aesar</td><td>A10997-1000g</td><td>CAS-Nr.: 100-46-9</td></tr><tr><td>Phenol</td><td>TCI</td><td>P1610-500g</td><td>CAS-Nr.: 108-95-2</td></tr><tr><td>Natriumbenzoat</td><td>Alfa Aesar A15946-250g</td><td></td><td>CAS-Nr.: 532-32-1</td></tr><tr><td>Chloroform-d</td><td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc</td><td>DLM-7TB-100S/16H-239, 100 g</td><td>CAS-Nr.: 865-49-6</td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxid-d6</td><td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc</td><td>DLM-10-25, 25 g</td><td>CAS-Nr.: 2206-27-1</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>SAMCHUN</td><td>M0585-18L</td><td>CAS-Nr.: 67-56-1</td></tr><tr><td>Ninhydrin</td><td>Alfa Aesar A10409-250g</td><td></td><td>CAS-Nr.: 485-47-2</td></tr><tr><td>Phosphomolybdsäurehydrat</td><td>TCI</td><td>P1910-100g</td><td>CAS-Nr.: 51429-74-4</td></tr><tr><td>p-Anisaldehyd</td><td>aldrich</td><td>A88107-5g</td><td>CAS-Nr.: 123-11-5</td></tr></tbody></table>

vorbereitung der stabile bicyclische aziridinium ionen und ihre ring-Öffnung für die synthese von azaheterocycles

Preparation of Stable Bicyclic Aziridinium Ions and Their Ring-Opening for the Synthesis of Azaheterocycles

Bicyclischen Aziridinium Ionen wurden durch die Entfernung zur richtigen verlassen Gruppe durch interne nukleophilen Angriff durch Stickstoffatom im Aziridin-Ring erzeugt. Das Dienstprogramm von bicyclischen Aziridinium Ionen, speziell 1-Azoniabicyclo [3.1.0] Hexan und 1-Azoniabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate hervorgehoben in den Aziridin-Ring Öffnungen durch die Nucleophil mit der Veröffentlichung von der Ring-Stamm zu den entsprechenden Ertrag Ring aufgedehnt Azaheterocycles wie Pyrrolidine, Piperidin und Azepane mit unterschiedlichen Substituenten am Ring Regio und stereospezifischen. Hier berichten wir über eine einfache und bequeme Methode für die Zubereitung von der stabilen 1-Azabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate gefolgt von selektiven Ring öffnen über einen Nucleophilen Angriff auf die Brücke oder den Brückenkopf Kohlenstoff zu Piperidin und Azepane führen Ringe, beziehungsweise. Diese synthetischen Strategie konnten wir biologisch aktive Naturprodukte mit Piperidin und Azepane Motiv, einschließlich Sedamine, Allosedamine, Fagomine und Balanol auf hocheffiziente Weise vorzubereiten.

Die Reaktion der 4-[(R) -1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (1)12 mit p- Toluenesulfonic Anhydrid und Triethylamin in CH2Cl2 bei Raumtemperatur für 1,0 h ergab die entsprechenden 2 - Ausbeute (4-Tosyloxybutyl) Aziridin- 2 in 96 %11. 1 H NMR (400 MHz) Spektrum von zusammengesetzten 2 CD3CN in unterschiedlichen Ze...

Bicyclischen Aziridinium Ionen wie 1-Azoniabicyclo [4.1.0] Heptan Tosylate entstanden aus 2-[4-Tolenesulfonyloxybutyl] Aziridine, die für die Vorbereitung der substituierte Piperidines und Azepanes über Regio und stereospezifischen genutzt wurde Ring-Erweiterung mit verschiedenen nukleophile. Dieses hocheffiziente Protokoll erlaubt uns diverse Azaheterocycles mit natürlichen Produkten wie Fagomine, Febrifugine Analog- und Balanol vorzubereiten.

Vorbereitung der stabile bicyclische Aziridinium Ionen und ihre Ring-Öffnung für die Synthese von Azaheterocycles

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the ...

Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen auf dem Gebiet der bicyclischen Aziridinium-Ionenchemie für die Synthese verschiedener Azaheterocyclen, einschließlich Bipyridin- und Azepin-Ringsystemen, zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Synthese von Kai-Dal-Bipyridinen und Azepinkernen, die in verschiedenen Naturstoffen enthalten sind, auf einfache Weise erreicht wird. Zuerst werden 100 Milligramm des Alkohols, 140 Mikroliter Triethylamin und ein magnetisches Rührstäbchen in einen im Ofen getrockneten 25-Milliliter-Zweihalskolben mit rundem Boden unter Stickstoffatmosphäre gegeben.Mit einer luftdichten Spritze 5 Milliliter wasserfreies Dichlormethan in den Reaktionskolben geben. Kühlen Sie das Reaktionsgemisch mit einem Eiswasserbad auf 0 Grad Celsius ab und rühren Sie das Gemisch 5 Minuten lang. Anschließend geben Sie 164 Milligramm p-Toluolsulfonsäureanhydrid in das Reaktionsgemisch und rühren weitere 45 Minuten lang.Nach 45 Minuten Rühren das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmen und 30 Minuten rühren. Überwachen Sie den Reaktionsfortschritt durch Dünnschichtchromatographie mit Hexanen und Ethylacetat als Eluant. Nach dem vollständigen Verzehr des Ausgangsalkohols wird das Reaktionsgemisch mit 5 Millilitern Wasser abgeschreckt.Extrahieren Sie dann das heterogene Gemisch dreimal mit 15 Millilitern Dichlormethan. Trocknen Sie die kombinierte organische Schicht 10 Minuten lang über wasserfreiem Natriumsulfat. Nach der Filtration wird das Filtrat mit einem Rotationsverdampfer im Vakuum konzentriert.Reinigen Sie das Rohprodukt durch Flash-Säulenchromatographie unter Verwendung eines Gradienten von Hexanen und Ethylacetat, um das Tosylat mit einer Ausbeute von 96 % als viskose Flüssigkeit zu erhalten. Übertragen Sie nun 5 Milligramm des Tosylat in ein NMR-Röhrchen und fügen Sie 300 Mikroliter deuteriertes Acetonitril hinzu. Stellen Sie diese Lösung 24 Stunden lang bei Raumtemperatur beiseite, um eine vollständige Umwandlung in das Azoniabicyclo zu erreichen.Überwachen Sie die Umwandlung durch NMR zu verschiedenen Zeitpunkten. 160 Milligramm des zuvor zubereiteten Tosylat und einen magnetischen Rührstab in einen ofengetrockneten 25-Milliliter-Rundkolben geben. Mit einer luftdichten Spritze 4 Milliliter wasserfreies Acetonitril in den Reaktionskolben geben.Geben Sie drei Äquivalente eines geeigneten Nukleophils in das Reaktionsgemisch und rühren Sie 8 bis 15 Stunden lang. Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, löschen Sie die Mischung mit 5 Millilitern Wasser ab. Anschließend dreimal mit 15 Millilitern Dichlormethan extrahieren.Trocknen Sie die kombinierte organische Schicht über wasserfreiem Natriumsulfat. Nach der Filtration wird das Filtrat mit einem Rotationsverdampfer im Vakuum konzentriert. Reinigung des Rohprodukts durch Säulenchromatographie unter Verwendung eines Gradienten von Hexanen und Ethylacetat, um die reinen ringexpandierten Produkte zu erhalten.100 mg des Aziridinyltosyls und ein magnetischer Rührstab werden in einen ofengetrockneten 25-Milliliter-Rundkolben mit Rundkolben überführt, der mit einem Rückflusskondensator versehen ist. Mit einer Spritze werden 4 Milliliter 1,4-Dioxan in den Reaktionskolben gegeben. Geben Sie 0,4 Milliliter 2-molare Natronlauge in das Reaktionsgemisch und erhitzen Sie es 2 Stunden lang zum Rückfluss.Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, löschen Sie die Mischung mit 4 Millilitern Wasser ab. Anschließend extrahieren Sie das Reaktionsgemisch viermal mit 15 Millilitern Dichlormethan. Trocknen Sie die kombinierte organische Schicht über wasserfreiem Natriumsulfat.Nach der Filtration wird das Filtrat mit einem Rotationsverdampfer im Vakuum konzentriert. Reinigen Sie das Rohprodukt durch Säulenchromatographie unter Verwendung eines Gradienten von Hexanen und Ethylacetat, um das reine Hydroxyazepan in einer Ausbeute von 97 % zu erhalten. 220 mg des Aziridinylalkohols, 180 Mikroliter Triethylamin und ein magnetischer Rührstab werden in einen ofengetrockneten 25-Milliliter-Zweihalskolben mit rundem Boden unter Stickstoffatmosphäre überführt.Mit einer luftdichten Spritze 4 Milliliter wasserfreies Dichlormethan in den Reaktionskolben geben. Kühlen Sie das Reaktionsgemisch auf 0 Grad Celsius ab und rühren Sie 5 Minuten lang. Anschließend werden 200 Milligramm p-Toluolsulfonsäureanhydrid in das Reaktionsgemisch gegeben und weitere 45 Minuten gerührt.Dann das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmen und 30 Minuten rühren. Überwachen Sie den Reaktionsfortschritt durch Dünnschichtchromatographie mit Hexanen und Ethylacetat als Eluant. Nach vollständigem Verbrauch des Alkohols wird das Reaktionsgemisch mit 5 Millilitern Wasser abgeschreckt.Anschließend dreimal mit 15 Millilitern Dichlormethan extrahieren. Trocknen Sie die kombinierte organische Schicht über wasserfreiem Natriumsulfat. Nach der Filtration wird das Filtrat mit einem Rotationsverdampfer im Vakuum konzentriert.Nun das rohe Tosylat und einen magnetischen Rührstab in einen ofengetrockneten 25-Milliliter-Rundkolben geben. Mit einer luftdichten Spritze 4 Milliliter wasserfreies Acetonitril in den Reaktionskolben geben. Geben Sie anschließend 125 Milligramm Natriumacetat in das Reaktionsgemisch und rühren Sie 12 Stunden lang.Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, löschen Sie die Mischung mit 5 Millilitern Wasser ab. Anschließend dreimal mit 15 Millilitern Dichlormethan extrahieren. Trocknen Sie die kombinierte organische Schicht über wasserfreiem Natriumsulfat.Nach der Filtration wird das Filtrat mit einem Rotationsverdampfer im Vakuum konzentriert. Schließlich wird das Rohprodukt durch Säulenchromatographie unter Verwendung eines Gradienten aus Hexanen und Ethylacetat gereinigt, um das reine substituierte Properidin in einer Ausbeute von 83 % zu erhalten. Das Protonen-NMR-Spektrum von Tosylat-2 in verschiedenen Zeitintervallen zeigt die Umwandlung in Azoniabicyclo.Ein Quartett bei 4,07 ppm im NMR-Spektrum des ringexpandierten Produkts 5a entspricht dem CH-Proton der Phenylethylgruppe. Ein ähnliches Quartett bei 3,81 ppm wurde für das ringexpandierte Produkt 6a beobachtet. Die Aziridin-Ring-Expansion von Cyanid-, Thiocyanid- und Acetat-Nukleophilen lieferte Properidinringe, während Azid-, Hydroxid- und Amin-Nukleophile Azepan-Ringe ergaben.Die Synthese von natürlichem Azasugar d-Fagomin und seinen drei Epimeren wurde durch Ringexpansion von Aziridinylalkohol-7 erreicht, gefolgt von der Entfernung der Schutzgruppen, um das Produkt mit einer Ausbeute von 94% zu erhalten. Benzylgeschützter Alkohol-10 wurde mit p-Toluolsulfonsäureanhydrid und Triethylamin behandelt, gefolgt von einer nukleophilen Ringöffnung, was zu einer ringexpandierten Cyanomethylpropridin-11-Ausbeute von 90 % als Einzelisomer führte. Die Ringexpansion von Alkohol-13, gefolgt von einer Reaktion mit Natriumazid, ergab Hydroxy-Azapane-14, das für den Azepankern von Balanol durch Eintopf-Benzylentschützung und Azidreduktion unter katalytischer Hydrierung verwendet wurde.Einmal gemeistert, kann diese Technik zur Aziridin-Ringexpansion in sechs bis acht Stunden durchgeführt werden, wenn sie richtig durchgeführt wird. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, an die Verwendung von Para-Toluolsulfonsäureanhydrid zu denken, da es empfindlicher auf Feuchtigkeit reagiert. Im Anschluss an dieses Verfahren können andere Methoden wie die Verwendung von para-Toluolsulfonchlorid anstelle von para-Toluolsulfonsäureanhydrid verwendet werden, um den umweltfreundlichen Charakter des Pro-Gen-Protokolls zu erforschen.Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für die Forscher auf dem Gebiet der synthetischen organischen Chemie, um die Umgebung von Aziridinium-Ionen in Azaheterocyclen und der Naturstoffsynthese zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die bicyclische Aziridinium-Ionenchemie für die Synthese biologisch relevanter Moleküle mit Azaheterozyklen, einschließlich einer Vielzahl von Naturstoffen, verwenden kann. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit toxischen Reagenzien wie Natriumcyanid, das bei der Synthese als Nukleophil verwendet wird, äußerst gefährlich sein kann und bei der Durchführung dieses Verfahrens immer extreme Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden sollten.

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Research

Forschung

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Chemistry

Chemie

Hierin wird die Synthese, Isolierung und Reaktionen von hypervalenten iodonium Alkinyl triflaten (HIATs) mit Aziden zu erzeugen cyanocarbenes beschrieben. Die Verfahren beinhalten wird luftempfindlichen und Kältemittel-Techniken, einschließlich Kältefiltration unter einer inerten Atmosphäre. Handhabung und Sicherheit der synthetisierten Verbindungen werden ebenfalls diskutiert.

Synthese von hypervalenten Iodonium Alkinyl triflaten für die Anwendung der Gene Cyanocarbenes

Ein Protokoll für die diastereoselektive Eintopf Herstellung von cis - N-Ts-iodoaziridines beschrieben. Die Erzeugung von diiodomethyllithium, neben N-Ts Aldimine und Cyclisierung der Amino-Edelstein-Diiodid Zwischen zu iodoaziridines demonstriert. Ebenfalls enthalten ist ein Protokoll, um rasch und quantitativ beurteilt die am besten geeignete stationäre Phase für die chromatographische Reinigung.

Synthese und Reinigung von Iodoaziridines Einbeziehung Quantitative Auswahl der optimalen stationären Phase für die Chromatographie

Ein Protokoll für die Synthese von 1,2-Azaborinen und die Herstellung ihrer Proteinkomplexe mit T4-Lysozym-Mutanten wird vorgestellt.

Synthese von 1,2-Azaborines und die Vorbereitung ihrer Proteinkomplexe mit T4-Lysozym Mutants

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um eine effiziente Methode zur Synthese von Spirocyclic Heterozyklen zu demonstrieren. Die fünf-Stufen-Prozess nutzt Festphasen-Synthese und regenerierende Michael Linker Strategien. In der Regel schwer zu synthetisieren, präsentieren wir eine anpassbare Methode zur Synthese von Spirocyclic Molekülen sonst unzugängliche mit anderen modernen Ansätzen.

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Hier beschreiben wir einen Bioassay unter Verwendung von 3-(4′,5′-Dimethylthiazol-2′-yl)-2,5- diphenyltetrazoliumbromid (MTT), um zuvor synthetisierte spirocyclische Oxime zu testen.

Funktionalisierte spirozyklische Heterocyclensynthese und Zytotoxizitätstest

In dieser Studie stellen wir sowohl Enantiomere von Aziridin-2-carboxylat her, die bei der asymmetrischen Synthese von Alkaloiden, einschließlich Biemamid B und D, als auch (-)-Epiallo-Isomuscarin verwendet werden.

Herstellung von enantiopuren nicht-aktivierten Aziridinen und Synthese von Biemamid B, D und Epiallo-Isomuscarin

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.

Herstellung zusammenhängender Bisaziridine für regioselektive Ringöffnungsreaktionen

Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von Amid-Kupplungen von Isonicotinsäure und Diaminoalkane zu Brückenliganden, die zur Verwendung in der Synthese von mehrkernigen Platinkomplexe, welche Aspekte der Antikrebs-Arzneimittel und BBR3464 picoplatin kombinieren bilden.

Amid-Kupplung für die Synthese von Bispyridin basierten Liganden und ihre Komplexierung Platinum als zweikernige Antikrebsmittel

Ein Protokoll für die Synthese und Verarbeitung von polykristallinen SrTiO3-Keramiken, die ungleichmäßig mit Pr dotiert sind, wird zusammen mit der Untersuchung ihrer thermoelektrischen Eigenschaften vorgestellt.

Synthese von nicht-einheitlich Pr-dotierten SrTiO<sub&gt; 3</sub&gt; Keramik und ihre thermoelektrischen Eigenschaften

Wir beschreiben ein einfaches Verfahren zur über die Reduktion von Chlorgoldsäure (HAuCl 4) mit Natriumthiocyanat (NaSCN) hochstabile oligomere Cluster von Goldnanopartikel herzustellen. Die oligoclusters haben eine enge Größenverteilung und kann mit einer Vielzahl von Größen und Oberflächenbeschichtungen hergestellt werden.

Eine einfache Methode für die Größe kontrollierte Synthese von stabilen Oligomere Cluster von Goldclustern unter Umgebungsbedingungen

Lernen Sie die Synthese von bicyclischen Aziridinium-Ionen für die Herstellung von Azaheterocyclen. Diese Methode ermöglicht die regio- und stereospezifische Ringspreitung zur effizienten Darstellung substituierter Piperidine und Azepane.

Vorbereitung der stabile bicyclische Aziridinium Ionen und ihre Ring-Öffnung für die Synthese von Azaheterocycles

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