Hidrólisis de un Ni-Schiff-base compleja usando condiciones adecuadas para la retención de los grupos protectores lábiles en medio ácido

El objetivo general de este procedimiento es aislar de forma conveniente aminoácidos no naturales a partir de un complejo con base de níquel, y posteriormente proteger estos aminoácidos con Fmoc. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la química orgánica, como por ejemplo cómo sintetizar de manera más sencilla aminoácidos no naturales. La principal ventaja de esta técnica es que permite el aislamiento de aminoácidos que poseen grupos protectores en la cadena lateral sensibles al ácido, a partir de un complejo con base de níquel.

Las personas nuevas en este método tendrán dificultades debido a la solubilidad limitada del complejo de níquel en disolventes orgánicos. El DMF es el disolvente más adecuado porque puede disolver el complejo y es miscible con agua. Tuvimos por primera vez la idea de este método cuando recibimos orientación de nuestro profesor de química inorgánica, el Dr. Boron, sobre el níquel y los agentes quelantes para metales.

Para comenzar este procedimiento, agregue 40 mililitros de DMF a un matraz redondo de 250 mililitros. Disuelva un milimol del complejo de base de desplazamiento de níquel PBB en el DMF con agitación a temperatura ambiente. A continuación, agregue 60 mililitros de solución acuosa de EDTA 0,2 molar a pH 4,5.

Utilizando una barra magnética de agitación y una placa agitadora, agite la solución durante la noche. Una vez completada la reacción, transfiera la solución a un embudo de separación de 250 mililitros. Añada 50 mililitros de DCM.

Luego tape el embudo de separación y mezcle. Descargue el lavado orgánico en un vaso de desecho. Repita tres veces el proceso de agregar DCM, mezclar y eliminar el lavado orgánico.

Después, recolecte la capa acuosa restante en un matraz redondo de 250 mililitros. Primero, use bicarbonato de sodio sólido para ajustar el pH de la capa acuosa aislada a pH siete. A continuación, agregue 168 miligramos de bicarbonato de sodio.

Agite la solución utilizando la barra de agitación magnética y la placa de agitación. Es fundamental ajustar el pH a siete para añadir dos equivalentes de bicarbonato de sodio. Esto es importante porque la solución debe ser ligeramente básica para facilitar la protección con Fmoc.

En un vial de 10 mililitros, disuelva 337 miligramos de Fmoc y éster de hidroxysuccinimida y cinco mililitros de dioxano. Transfiera esta mezcla a la solución acuosa y agite durante la noche. Al día siguiente, use ácido clorhídrico 1 molar para acidificar la solución hasta pH 2.

Después de esta transferencia, pase la reacción a un embudo de separación de 250 mililitros. Añada 50 mililitros de FO-acetato. Es importante que el pH no descienda por debajo de dos y que el paso se complete rápidamente.

La falta de hacerlo podría provocar la pérdida de los grupos protectores de las cadenas laterales. Tape el embudo de separación y mezcle bien. Luego, recoja la capa orgánica en un matraz Erlenmeyer de 250 mililitros.

Repita el proceso de agregar acetato de etilo, mezclar y recolectar la capa orgánica dos veces adicionales, combinando los extractos orgánicos. A continuación, seque los extractos orgánicos combinados con aproximadamente tres gramos de sulfato de magnesio. Utilizando un evaporador rotatorio, concentre los extractos orgánicos combinados para obtener el aminoácido protegido con Fmoc crudo.

En este estudio, un esqueleto de aminoácido se aísla del complejo base de desplazamiento de níquel en condiciones de pH suaves y posteriormente se somete a protección con Fmoc mediante dos pasos críticos. En el primer paso, una solución de agua DMF que contiene EDTA se agita para facilitar la liberación del aminoácido del complejo. Una vez que el aminoácido liberado se aísla y extrae, se somete a condiciones de protección con Fmoc, obteniendo un aminoácido protegido con Fmoc.

El avance de la reacción de hidrólisis se sigue mediante la observación del cambio de color de la solución, que pasa de rojo a blanco. Las reacciones que involucran menos de ocho equivalentes de EDTA muestran alguna transición de color, pero siempre son incompletas. Mientras tanto, las reacciones sin EDTA no muestran cambio de color alguno.

Por lo tanto, se necesitan al menos ocho equivalentes de EDTA para llevar la reacción a término. Luego se evalúa el pH efectivo sobre la reacción de hidrólisis. La hidrólisis exitosa se observa en condiciones de pH que van de 4,5 a 7,5 a temperatura ambiente con agitación durante la noche.

Lo que demuestra la flexibilidad de la hidrólisis con EDTA. Luego, se evalúa la viabilidad de estas condiciones de hidrólisis utilizando una serie de aminoácidos con distintos grupos protectores en la cadena lateral. En cada caso, los grupos protectores de la cadena lateral se conservan completamente, según lo evidencia la resonancia magnética nuclear de protones.

Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en 48 horas si se lleva a cabo correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar mantenerse estrictamente en el nivel de pH especificado a lo largo del texto. Tras seguir este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como la hidrólisis de otros aminoácidos con grupos protectores en las cadenas laterales sensibles al ácido, con el fin de responder preguntas adicionales, como qué tan útil puede ser esta técnica en una variedad de sustratos.

Después de su desarrollo, esta técnica allanará el camino para que los investigadores en el campo de la síntesis orgánica exploren la síntesis de aminoácidos no naturales con grupos protectores de cadenas laterales lábiles al ácido. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo aislar aminoácidos a partir de un complejo de base de desplazamiento de níquel PPB utilizando condiciones de reacción con rangos de pH suaves. No olvide que trabajar con disolventes orgánicos, específicamente DMF, puede ser extremadamente peligroso y siempre se deben tomar precauciones, como el uso de equipo de protección personal, al realizar este procedimiento.