Article de méthode

Préparation de bisaziridines contiguës pour les réactions régiosélectives d’ouverture de cycle

DOI :

10.3791/64019

28 juillet 2022

Dans cet article

Résumé

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Des bisaziridines contiguës contenant des aziridines non activées et activées ont été synthétisées par aziridinations organocatalytiques asymétriques, puis soumises à des réactions chimiosélectives d’ouverture de cycle dans des conditions acides ou basiques. Le cycle aziridine non activé s’ouvre avec des nucléophiles moins réactifs dans des conditions acides, tandis que le cycle aziridine activé s’ouvre avec des nucléophiles plus réactifs dans des conditions de base.

Résumé

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Les aziridines, une classe de molécules organiques réactives contenant un cycle à trois chaînons, sont des synthons importants pour la synthèse d’une grande variété de composés cibles fonctionnalisés contenant de l’azote par l’ouverture de cycle régiocontrôlée d’aziridines C-substituées. Malgré les énormes progrès réalisés dans la synthèse de l’aziridine au cours de la dernière décennie, l’accès efficace aux bisaziridines contiguës reste difficile. Par conséquent, nous étions intéressés par la synthèse de bisaziridines contiguës portant un ensemble électroniquement diversifié de substituants N au-delà du squelette unique de l’aziridine pour des réactions régiosélectives d’ouverture de cycle avec divers nucléophiles. Dans cette étude, des bisaziridines chirales contiguës ont été préparées par aziridination organocatalytique asymétrique de (E)-3-((S)-1-((R)-1-phényléthyl)aziridine-2-yl)acrylaldéhyde chiral avec du N-Ts-O-tosyl ou de la N-Boc-O-tosylhydroxylamine comme source d’azote en présence de (2S)-[diphényl(triméthylsilyloxy)méthyl]pyrrolidine comme organocatalyseur chiral. Sont également démontrés ici des exemples représentatifs de réactions régiosélectives d’ouverture de cycle de bisaziridines contiguës avec une variété de nucléophiles tels que le soufre, l’azote, le carbone et l’oxygène, et l’application de bisaziridines contiguës à la synthèse de pyrrolidines chirales multi-substituées par hydrogénation catalysée par.

Introduction

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La conception rationnelle de petites molécules organiques avec divers sites réactifs qui contrôlent avec précision la sélectivité du produit est un objectif clé de la synthèse organique moderne et de la chimie verte 1,2,3,4,5,6,7,8. Pour atteindre cet objectif, nous nous sommes intéressés à la synthèse modulaire des aziridines. Les aziridines intéressent la plupart des chimistes org....

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Protocole

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Les détails de tous les produits synthétisés (1-5), y compris la structure, les spectres RMN complets, la pureté optique et les données HRMS-MALDI, sont fournis dans le dossier supplémentaire 1.

1. Synthèse du 3-(aziridine-2-yl)acryl aldéhyde (1a)

  1. Sécher à la flamme une fiole à fond rond de 50 ml munie d’une barre d’agitation et d’un septum dans des conditions de vide. Refroidissez-le à température ambiante tout en le remplissant de gaz argon.
  2. Ajouter le toluène anhydre (19 mL) et le (R)-1-(R)-1-phényléthyl)aziridine-2-carbaldéhyde (1,00 g, 5,71 mmoles)....

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Résultats

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Pour étudier la faisabilité de la préparation d’une bisaziridine contiguë, le (E)-3-((S)-1-(R)-1-phényléthyl)aziridin-2-yl)acrylaldéhyde (1a) a d’abord été synthétisé comme substrat modèle selon la procédure mentionnée à l’étape 1 (figure 1)28.

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Discussion

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La formation d’un mélange inséparable de diastéréoisomères a parfois été observée au cours de l’aziridination organocatalytique du 3-[1-(1-phényléthyl)aziridin-2-yl)]acrylaldéhyde chiral, lorsque le N-Boc-O-tosyl ou la N-Ts-O-tosyl hydroxylamine était utilisé comme source d’azote. De plus, le rendement en bisaziridine contigu a diminué lorsque la quantité de diaryl silyléther prolinol comme catalyseur est passée de 7 % mol à 20 % molaire47,48,49.

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

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Cette recherche a été financée par la subvention de l’Institut coréen des sciences fondamentales (Centre national d’installations et d’équipements de recherche) financée par le ministère de l’Éducation (2022R1A6C101A751). Ce travail a également été soutenu par des subventions de la Fondation nationale de la recherche de Corée (NRF) (2020R1A2C1007102 et 2021R1A5A6002803).

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
(R)-(+)-&alpha ;,&alpha ;-Diphényl-2-pyrrolidineméthanol triméthylsilylétherSigma-Aldrich677191 réactif
(R)-1-((R)-1-phényléthyl)aziridine-2-carbaldéhydeImagene Co., Ltd.réactif
(s)-(&ndash ;)-&alpha ;,&alpha ;-Diphényl-2-pyrrolidineméthanol triméthylsilylétherRéactif
(S)-2-677183(diphényle(((trim ethylsilyl)oxy)méthyl)pyrrolidineSigma-Aldrich677183réactif
triphénylphosphoranylidène) acétaldéhydeSigma-Aldrich280933
1,2-dichloroéthaneSigma-Aldrich284505solvant
AB Sciex 4800 Plus MALDI TOFTM (matrice d’acide 2,5-dihydroxybenzoïque (DHB))SciexSpectres de masse haute résolution
Acide acétiqueSigma-AldrichA6283Réactif
Chlorure d’ammoniumSigma-Aldrich254134réactif
anilineSigma-Aldrich132934réactif
Autopol III polarimètre numériqueRudolph Recherche Polarimètre analytique
AVANCE III HD (400 MHz) spectromètreBrukerSpectromètre RMN
Bruker Ascend 500 (500 MHz)Spectromètre RMNBruker
Celite 535Sigma-Aldrich22138Pour Tampon Célite
DichlorométhaneSigma-Aldrich270997solvant
Dicarbonate de dicarbonate de dicarbonate de dichlorométhaneRéactif361941Sigma-Aldrich
Acétate d’éthyleSolvant270989Sigma-Aldrich
Nitroacétate d’éthyleRéactif 192333 Sigma-Aldrich
ImidazoleSigma-AldrichI2399INOVA
400WB (400 MHz)Spectromètre RMNVarian
JMS-700JEOLHigh résolution spectres de masse
Méthanol322415solvantSigma-Aldrich
N-Boc-O-tosylhydroxylamineRéactif775037Sigma-Aldrich
P-2000PolarimètreJASCO
Hydroxyde de palladium sur carbone212911Sigma-Aldrich
Réactif Phényl-1H-tétrazole-5-thiolTCIP0640
Gel de siliceSigma-Aldrich227196Pour la cléromatographie flash
Gel de silice sur plaques CCMPlaque CCM Merck60768
Acétate de sodiumRéactif Sigma-AldrichS8750
Azoture de sodiumSigma-AldrichRéactif S2002
Réactif
borohydrure de sodium Réactif 452882 Sigma-AldrichCarbonate de sodiumSigma-AldrichS2127réactif
chlorure de tert-butyldiméthylsilyleSigma-Aldrich190500réactif
TétrahydrofuraneSolvantSigma-Aldrich
ToluèneSigma-Aldrich244511solvant
Bromure de zincRéactif230022Sigma-Aldrich
Chlorure de zincRéactif Sigma-Aldrich429430
( réactif Réactif 401757

Références

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  1. Anastas, P. T., Warner, J. C. Principles of green chemistry. Green Chemistry: Theory and Practice. 29, Oxford University Press. (1998).
  2. Sheldon, R. A., Arends, I. W. C. E., Hanefeld, U. Green Chemistry and Catalysis. , Wiley. (2007).
  3. Trost, B. M.

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Mots-clés

Synth se d aziridinecompos s azot saziridination organocatalytiquebisaziridines chiralesouverture nucl ophile de cyclechromatographie sur gel de silicer duction au borohydrure de sodiumspectroscopie RMN

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