One-pot asistida por microondas conversión de ésteres de nitrato anomérico en Trichloroacetimidates
15 de enero de 2018
Un 2-azido-1-nitrato-éster se puede convertir en el correspondiente 2-azido-1-trichloroacetimidate en un procedimiento one-pot. El objetivo del manuscrito es demostrar la utilidad del reactor de microondas en la síntesis de hidratos de carbono.
El objetivo general de este experimento es utilizar un procedimiento de un solo recipiente para sintetizar tricloroacetimidatos directamente a partir de ésteres de nitrato azido con un mínimo de trabajo en la purificación. Este método presenta claras ventajas para la síntesis de donantes de tricloroacetimidato para su uso en la síntesis de oligosacáridos directamente a partir de ésteres de nitrato de azido. La principal ventaja de esta técnica es que es más rápida, más limpia y más ecológica que los métodos reportados anteriormente.
Para comenzar el procedimiento, coloque 0,2 milimoles del éster de nitrato azido elegido en un vial de reacción de microondas de ocho mililitros. Disolver el éster de nitrato azido en dos mililitros de acetona acuosa al 20%. Añadir al vial de reacción 0,08 mililitros de piridina y tapar el vial.
Coloque el vial en un reactor de microondas y aumente la mezcla de reacción a 120 grados Celsius en el transcurso de dos minutos. Irradie la mezcla a 110 grados centígrados mientras revuelve durante todo un tiempo fijo de 10 minutos. A continuación, coloque la mezcla en una placa TLC y ejecute la placa con una solución individual de acetato de etilo y hexanos.
Visualice la placa con una tinción de molibdato de amonio cérico. Verifique que el material de partida se haya consumido por completo. Usando una línea de aire, evapore el solvente a un volumen reducido.
A continuación, retire la mezcla de reacción de la línea de aire y diluya la mezcla con dos mililitros de diclorometano. Crea un vórtice con la placa de agitación. Luego use una jeringa para quitar la capa de agua.
Finalmente, enfríe la mezcla de reacción a cero grados centígrados en un baño de agua helada. Añadir a la mezcla 0,08 mililitros de DBU y 0,25 mililitros de tricloroacetonitrilo. Retire la mezcla del baño de agua helada y deje que la mezcla se caliente a temperatura ambiente mientras revuelve.
Supervise el progreso de la reacción con TLC. Una vez que el alcohol anomérico se haya consumido por completo, transfiera la mezcla a un matraz de recuperación. Concentre la capa orgánica al vacío a 30 grados centígrados hasta obtener un aceite amarillo pálido o marrón.
Finalmente, purifique el producto crudo mediante cromatografía en columna de gel de sílice en una columna de 1,5 centímetros con una mezcla de uno a cuatro de acetato de etilo y hexanos como eluyente. Ajuste las proporciones del eluyente según sea necesario para una separación óptima. Tres, dos azido uno-ésteres de nitrato se convirtieron en tricloroacetimidatos mediante este procedimiento.
En cada reacción, la desnitrificación térmica asistida por microondas se completó en 20 minutos. Una mezcla de 11 a uno a seis alfa manol, alfa gluco, beta gluco del compuesto uno se convirtió en una mezcla de cinco a uno alfa gluco alfa mano del compuesto tres, un rendimiento general del 87%, un rendimiento alfa solo del 92%. El compuesto cuatro se convirtió en el compuesto seis con un rendimiento superior al 95%.
La hidrólisis del compuesto cuatro solo requirió 10 minutos de irradiación a 110 grados Celsius. La conversión del alcohol anomérico en el compuesto seis se logró en 30 minutos. La relación alfa-beta imidato general fue de 34 a uno.
Una mezcla de uno a 14,4 a 27,4 beta gluco alfa mano alfa gluco del compuesto siete se convirtió en una mezcla de uno a 1,7 alfa gluco alfa mano del compuesto nueve, con un rendimiento general del 68% y un rendimiento alfa solo del 66%. Se necesitó un mayor exceso de DBU para lograr la conversión completa al compuesto siete. Este desarrollo permite la transformación fisiológica de ésteres de nitrato azido directamente en donantes de tricloroacetimidato en un método sintético de un solo recipiente.
Al intentar este procedimiento, asegúrese de verificar la configuración del evaporador rotativo y el microondas para asegurarse de que se utilicen las condiciones adecuadas. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en menos de tres horas si se hace correctamente. Siguiendo este procedimiento, se puede realizar una caracterización anomérica para responder preguntas adicionales sobre el grado de finalización de la reacción antes del análisis.
Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo sintetizar donantes de tricloroacetimida directamente a partir de los ésteres de nitrato azido. Recuerde que trabajar con tricloroacetonitrilo puede ser extremadamente peligroso. Siempre se deben tomar precauciones, como el uso de EPP adecuado, mientras se sigue este procedimiento.
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Descripción general
Este estudio presenta un procedimiento en un solo recipiente para sintetizar tricloroacetimidatos a partir de ésteres de nitrato azidados utilizando un reactor por microondas. El método destaca por su rapidez, limpieza y beneficios ambientales en comparación con las técnicas tradicionales.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Síntesis de carbohidratos
- Química orgánica
- Reacciones asistidas por microondas
Antecedentes
- Los tricloroacetimidatos son importantes para la síntesis de oligosacáridos.
- Los métodos convencionales para su síntesis a menudo requieren una purificación extensa.
- Los reactores de microondas pueden mejorar la eficiencia de la reacción.
- Los esteres de azido nitrato sirven como precursores eficaces en esta síntesis.
Objetivo del estudio
- Demostrar una síntesis en un solo recipiente de tricloroacetimidatos.
- Mostrar las ventajas de la síntesis asistida por microondas.
- Reducir el tiempo y los recursos necesarios para la purificación.
Métodos Utilizados
- Uso de un vial de reacción para microondas en la síntesis.
- Disolución del éster nitrato-azido en acetona acuosa.
- Incorporación de piridina en la reacción.
- Requiere un trabajo posterior mínimo tras la reacción.
Resultados principales
- Conversión exitosa de azido nitratos de éster a tricloroacetimidatos.
- Eficiencia demostrada y menor impacto ambiental.
- Tiempos de reacción más rápidos en comparación con los métodos tradicionales.
- Potencial de aplicaciones más amplias en la química de carbohidratos.
Conclusiones
- El procedimiento en un solo recipiente es un avance significativo en la síntesis de tricloroacetimidatos.
- Los métodos asistidos por microondas pueden agilizar la síntesis de carbohidratos.
- Este enfoque podría conducir a prácticas más sostenibles en química orgánica.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Este método asistido por microondas en un solo recipiente permite la síntesis rápida de donadores de glicosilos tricloroacetimidato a partir de ésteres de nitrato azidados, reduciendo los tiempos de reacción y la carga de purificación. El enfoque facilita la generación eficiente de precursores de oligosacáridos, alineándose con el descubrimiento temprano de terapéuticos basados en carbohidratos. Al minimizar el uso de disolventes y eliminar el aislamiento de intermediarios, mejora la eficiencia y sostenibilidad del flujo de trabajo en las líneas de investigación de química medicinal.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la generación rápida de donadores de glicósidos para estudiar interacciones carbohidrato-proteína en ensayos de validación de dianas.
- Valor operativo: Reduce los tiempos de síntesis de horas a menos de tres horas, acelerando la exploración de relaciones estructura-actividad en proyectos enfocados en glicómica.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Valor científico: Produce tricloroacetimidatos de alta pureza adecuados para ensayos de glicosilación sin interferencia cromatográfica por reactivos residuales.
- Valor operativo: Minimiza los pasos de purificación, permitiendo el uso directo del producto crudo en ensayos de glicosilación posteriores tras una simple concentración.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Apoya la síntesis de sondas de oligosacáridos complejos para estudiar la adhesión de patógenos o la modulación inmune en modelos relevantes para enfermedades.
- Valor operativo: Permite la producción a escala de donadores de glicosilos para la optimización de compuestos líderes en programas terapéuticos basados en carbohidratos.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El método se integra en los flujos de trabajo de descubrimiento temprano donde se requiere un acceso rápido a donadores de glicósidos para estudios de interacción con el blanco y de mecanismo de acción.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis al proporcionar acceso oportuno a estructuras de glicanos definidas para ensayos de unión e inhibición.
- Cribado: Proporciona lotes cuantitativos y reproducibles de donadores de glicanos, esenciales para el mapeo de relaciones estructura-actividad en cribados de glicosidasas o lectinas.
- Análisis: Permite el seguimiento de reacciones mediante TLC para confirmar la conversión completa, asegurando una calidad constante de los donadores en campañas de cribado.
- Investigación Traducional: Apoya la continuidad desde la identificación de compuestos activos hasta la síntesis de sondas preclínicas, al posibilitar la glicosilación fiable de agliconas complejas.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma reutilizable para la síntesis de donadores de glicanos en múltiples proyectos de química de carbohidratos, reduciendo el desarrollo redundante de métodos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Mejora la confianza predictiva en estudios de glicosilación al proporcionar tricloroacetimidatos de alta fidelidad con relaciones anómericas definidas.
- Valor operativo: Aumenta el rendimiento mediante tiempos de reacción reducidos y trabajo posterior mínimo, permitiendo la síntesis paralela de múltiples donadores.
- Valor estratégico: Reduce el consumo de recursos y la generación de residuos, apoyando los objetivos de química verde en la química de procesos y el desarrollo temprano.
- Impacto en la cartera: Acelera las decisiones de avance o interrupción en programas dirigidos a glicanos al acortar el ciclo de síntesis y prueba.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en síntesis orgánica asistida por microondas y en química de carbohidratos.
- Necesita acceso a un reactor de microondas capaz de rampas y control preciso de temperatura.
- Exige la estandarización de las relaciones de disolventes y de las secuencias de adición de reactivos entre los equipos para garantizar la reproducibilidad.
- Requiere adaptar las condiciones de elución durante la cromatografía en columna según la polaridad del producto.
- Implica consideraciones de seguridad debido a la naturaleza peligrosa del tricloroacetronitrilo, lo que exige el uso adecuado de EPP y ventilación.
