מאמר שיטה

סיר אחד בסיוע מיקרוגל ההמרה של חנקת Anomeric-אסטרים Trichloroacetimidates

DOI:

10.3791/56610

⸱

15 בינואר 2018

 ,  ,  , 
1Department of Chemistry, Vanderbilt University, 2Institute of Chemical-Biology, Vanderbilt University

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

2-azido-1-חנקת-אסתר ניתן להמיר את המקביל 2-azido-1-trichloroacetimidate בהליך סיר אחד. המטרה של כתב היד היא להדגים את השירות של הכור מיקרוגל בסינתזה של פחמימות.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מטרת ההליך הבא נועד לספק הפגנה של ההמרה סיר אחד של 2-azido-1-חנקת-אסתר תורם glycosyl trichloroacetimidate. בעקבות azido-ניטרציה של glycal, אסתר 2-azido-1-ניטראט מוצר יכול להיות הידרוליזה תחת הקרנה בסיוע מיקרוגל. שינוי זה מושגת בדרך כלל בעזרת ריאגנטים חריפה נוקלאופילי, זמני תגובה ארוכים. הקרנה במיקרוגל גורם הידרוליזה, בהיעדרו של ריאגנטים, עם זמני תגובה קצרים. בעקבות denitration, מומר האלכוהול anomeric ביניים, בסיר אותה המקביל 2-azido-1-trichloroacetimidate.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עקב המצאות שלהם בכל מקום ב ביולוגיה מולקולרית, פחמימות היו מטרות ארוכת שנים עבור סינתזה. 1 , 2 , 3 -הליבה של כל קמפיין מוצלח סינתטי הוא פריסה נכונה של גליקוזילציה תגובות לבנות את השרשרת פחמימה # מיון הפחמימות. 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 . באופן לא מפתיע, ישנם מספר רב של שיטות כדי להתקין את glycosidic אגרות חוב. 13 , 14 בשיטה Koenigs-קנור הוא אחד מההליכים הידוע המוקדם, כרוך צימוד של כלוריד glycosyl או ברומיד עם מרכיב אלכוהולי, בדרך כלל תחת הפעלת מתכות כבדות (כספית או כסף). 15 ופלואורידים glycosyl קשורים הוכנסו הראשון בתור תורמים בשנת 1981 על ידי קבוצת Mukaiyama, מצאו יישום נרחב עקב יציבות מוגברת שלהם תרמי וכימיים. 16 בקצה השני של הספקטרום תגובתיות הם glycosyl iodides, אשר מגיב הרבה יותר מאשר הלידים אחרים. תגובתיות מוגברת מלווה stereocontrol מוגברת, במיוחד כאשר ויוצרים מקושרים-α oligosaccharides. 17 בנוסף "haloglycosides", thioglycosides מצאו כלי רחב, בין השאר, הודות לקלות שלהם היווצרות, יציבות כדי שפע של תנאי ריאקציה, והפעלה עם ריאגנטים electrophilic. 18

השיטות המתוארות לעיל פוקוס על המרת anomeric אלכוהול כדי, המכילים "-חמצן" החבויים עוזב קבוצה מופעל, בסופו של דבר שנעקרו על ידי אלכוהול מ מולקולה מקבל. Anomeric חמצן הפעלה כפי שתואר על ידי בית הספר שמידט, מתמקד המרת החמצן C1 עצמו, קבוצה עוזבת. 19 בשיטה זו היא החזקה ביותר, בשימוש נרחב תגובות כימיות גליקוזילציה. Trichloroacetimidate תורמים מוכנים ברצון הפחתת סוכר, trichloroacetonitrile בנוכחות בסיס כגון אשלגן פחמתי (K2CO3) או 1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU). מינים אלה מופעלים באמצעות חומצות לואיס. 20

לאחרונה, אנחנו דיווחו על כך להיות מוכן ישירות תורמים 2-azido-1-trichloroacetimidate מ- glycals. התהליך כרוך ריאקציה שני, נוהל סיר אחד מ- 2-azido-1-ניטראט אסטרים. 21 פרוטוקול מפורט זה נועד לסייע למטפלים בהצלחה להשלים את השינוי בתשואה גבוהה. עניין מיוחד הוא הצעד הראשון של הרצף, אשר מתמקדת denitration תרמי תחת מיקרוגל - בסיוע חימום. אנו גם מקווים לספק מדריך חזותי על העסקת מיקרוגל כורים ב סינתזה אורגנית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. נציג מיקרוגל-בסיוע Denitration

  1. במקום אסתר חנקת azido (1.0 equiv., 0.2 mmol) בתוך המבחנה התגובה מיקרוגל 8 מ ל. ניתן להגדיל את היקף התגובה ל mmol מספר ללא כל השפעה שלילית על התקדמות התגובה.
  2. להמיס אסתר azido-ניטראט ב 20% aq. אצטון (0.1 M, 2.0 מ"ל). פירידין (5.0 equiv., 0.08 מל ', 1.0 mmol) להוסיף מיכל התגובה. וחוץ את המבחנה הקרנה במיקרוגל ולמקם את מיכל התגובה חור בכור מיקרוגל.
  3. . להאיר את הפתרון ב- 120 מעלות למשך 15 דקות עם ערבוב, עם זמן המתנה קבועה... הזמן מייצג כמה זמן ההקרנות תתרחש ב המיועד טמפרטורה, לחץ תוצאות. מחממים את כל התגובות הטמפרטורה המדווחת ramping במשך 2 דקות. נטר את הטמפרטורה על ידי חיישן מוכלת IR.
  4. לאחר 15 דקות, לנתח את תערובת התגובה באמצעות שכבה דקה כרומטוגרפיה (TLC) כדי לאשר את הצריכה של חומר המוצא. להשתמש אתיל אצטט 1:1 / hexanes eluent.
    1. דמיינו את הצלחת TLC באמצעות הכתם molybate אמוניום ceric. Rf של מגיבים, המוצר עשוי להשתנות, אך האלכוהול תוך צמצום בדרך כלל 0.05 ל 0.1 התחתון Rf מאשר מגיבים.

2. היווצרות trichloroacetimidate

  1. בעקבות צריכת מוחלטת של חומר המוצא, להתנדף הממס לאמצעי אחסון מופחת באמצעות חברת תעופה. לאחר מכן, לדלל עם (דיכלורומתאן) CH2Cl2 (1.0 מ"ל) והשתמש מזרק כדי להסיר את שכבת מים. לאחר הסרת השכבה מים, מגניב את תערובת התגובה עד 0 ° C בעזרת אמבט קרח-מים.
  2. לאחר מכן, להוסיף DBU (10 eq, 0.3 mL, 1.9 mmol) ו- 2,2,2-trichloroacetonitrile (50 eq, 1.0 מ"ל, 10 mmol) מיכל התגובה. ריאגנטים הן מתווספות עודף, מינימום של המקבילה בסיס 1 ו- 1 המקבילה 2,2,2-trichloroacetonitrile יש צורך.
  3. לאפשר את תערובת התגובה לעורר בעת ההתחממות לטמפרטורת הסביבה. נטר את התגובה על ידי TLC לאשר הצריכה של חומר המוצא.
    1. להשתמש אתיל אצטט 1:1 / hexanes eluent. דמיינו את הצלחת TLC באמצעות הכתם molybate אמוניום ceric. Rf של מגיבים ושל המוצר ישתנו.
  4. לאחר צריכת מלאה החל חומר, להעביר את תערובת התגובה בקבוקון שחזור ולרכז את התערובת ב vacuo ב- 30 ° C. אידוי של הממס תספק צהוב חיוור גולמי שמן חום.
  5. לטהר את המוצר גולמי על ידי סיליקה ג'ל עמודה כרומטוגרפיה ועם לעמודה כרומטוגרפיה 1.5 ס מ 1:4 אתיל אצטט/hexanes כמו eluent. הצורה הפיזי של imidate ישתנו מולקולה מולקולה.

figure-protocol-1
איור 1. דוגמאות מייצגות של ההמרה סיר אחד של 2-azido-1-ניטראט אסטרים ל- 2-azido-1-trichloroimidates. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הטכנולוגיה המתוארים בזאת הודגם על מאגר של שלושה אסטרים 2-azido-1-חנקתי. בכל מקרה ומקרה הושלם השלב הראשון של התגובה תוך 20 דקות.

figure-results-1
איור 2- נציג דוגמה הידרוליזה (1 ->2), סיר אחד המרה של אסתר 2-azido-1-חנקתי של 1 (1->3).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפרוטוקול המתואר במדריך זה מספק שיטה להמרת חנקתי אסטרים פונקציונליות שימושית, תגובתי. במובן רחב יותר, העסקת כור מיקרוגל להשלמת תמרונים ספציפי במהלך סינתזה פחמימות יש פוטנציאל להפוך שינויי צורה קשה נתיישב, שגרתיות. מטרתנו במדריך זה כדי להדגים כיצד להתמודד עם פחמימות בהקשר של הקרנה במיקרוגל.

במקרה של תגובת האב, הניסיונות להשיג denitration בדרך כלל צריכים לסמוך על ריאגנטים חריפה נוקלאופילי, זמני תגובה ארוכים. כוחה של הטכנולוגיה המתוארים בזאת הוא המיקרוגל מספקת חימום רב עוצמה בתוך פרק זמן קצר מאוד...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים יש אין אינטרסים כלכליים מתחרים.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים רוצה להכיר אוניברסיטת ואנדרבילט ו המכון לביולוגיה כימיים עבור תמיכה כספית. מר ברקלי אליס, פרופסור ג'ון מקלין הם הכירו עבור ניתוח ספקטרלי של מסה להדפסה ברזולוציה גבוהה.
 

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
230 400 רשת סיליקה ג'לSiliCycle IncR10030B
TLC לוחותSiliCycle IncTLG-R10014B-527
Ceric אמוניום מוליבדטSigma-AldrichA1343
ממס עדייןMbraunMB-SPS-800
ספקטרומטר Infaredתרמותרמו אלקטרון IR100
גרעיני מגנטי תהודהBruker400, 600 מגה-הרץ
LC/MSתרמו/דיונקסמרובע יחיד, ESI
HRMSAgilentSynapt G2 S HDMS
כור מיקרוגלאנטון פאראנטון פאר G10 Monowave 200
DBUסיגמא-אולדריץ'139009
CCl3CNסיגמא-אולדריץ'T53805
PyridineSigma-Aldrich270970
אצטוןפישר סיינטיפיקA18-20Tech.
מפריד פאזהבדרגה Biotage120-1901-A
מאייד סיבוביBuchiR-100

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Nicolaou, K. C., Mitchell, H. J. Adventures in Carbohydrate Chemistry: New Synthetic Technologies, Chemical Synthesis, Molecular Design, and Chemical Biology A list of abbreviations can be found at the end of this article. Telemachos Charalambous was an inspiring teacher at the Pancyprian Gymnasium, Nicosia, Cyprus. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 40 (9), 1576-1624 (2001).
  2. Danishefsky, S. J., Allen, J. R. From the laboratory to the clinic: A retrospective on fully synthetic carbohydrate-based anticancer vaccines. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 39 (5), 836-863 (2000).
  3. Nicolaou, K. C., Hale, C. R. H., Nilewski, C., Ioannidou, H. A. Constructing molecular complexity and diversity: total synthesis of natural products of biological and medicinal importance. Chemical Society Reviews. 41 (15), 5185-5238 (2012).
  4. Zhu, X., Schmidt, R. R. New principles for glycoside-bond formation. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (11), 1900-1934 (2009).
  5. Danishefsky, S. J., Bilodeau, M. T. Glycals in organic synthesis: The evolution of comprehensive strategies for the assembly of oligosaccharides and glycoconjugates of biological consequence. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35 (13-14), 1380-1419 (1996).
  6. Bongat, A. F., Demchenko, A. V. Recent trends in the synthesis of O-glycosides of 2-amino-2-deoxysugars. Carbohydr. Res. 342 (3-4), 374-406 (2007).
  7. Feizi, T., Fazio, F., Chai, W. C., Wong, C. H. Carbohydrate microarrays - a new set of technologies at the frontiers of glycomics. Curr. Opin. Struct. Biol. 13 (5), 637-645 (2003).
  8. Palmacci, E. R., Plante, O. J., Seeberger, P. H. Oligosaccharide synthesis in solution and on solid support with glycosyl phosphates. Eur. J. Org. Chem. (4), 595-606 (2002).
  9. Stallforth, P., Lepenies, B., Adibekian, A., Seeberger, P. H. 2009 Claude S. Hudson Award in Carbohydrate Chemistry. Carbohydrates: a frontier in medicinal chemistry. J. Med. Chem. 52 (18), 5561-5577 (2009).
  10. Danishefsky, S. J., Mcclure, K. F., Randolph, J. T., Ruggeri, R. B. A Strategy for the Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides. Science. 260 (5112), 1307-1309 (1993).
  11. Demchenko, A. V. Stereoselective chemical 1,2-cis O-glycosylation: From 'sugar ray' to modern techniques of the 21st century. Synlett. (9), 1225-1240 (2003).
  12. Fraserreid, B., Wu, Z. F., Udodong, U. E., Ottosson, H. Armed-Disarmed Effects in Glycosyl Donors - Rationalization and Sidetracking. J. Org. Chem. 55 (25), 6068-6070 (1990).
  13. Bohe, L., Crich, D. A propos of glycosyl cations and the mechanism of chemical glycosylation; the current state of the art. Carbohydr. Res. 403, 48-59 (2015).
  14. Toshima, K., Tatsuta, K. Recent Progress in O-Glycosylation Methods and Its Application to Natural-Products Synthesis. Chem. Rev. 93 (4), 1503-1531 (1993).
  15. Koenigs, W., Knorr, E. Ueber einige Derivate des Traubenzuckers und der Galactose. Chem. Ber. 34 (1), 957-981 (1901).
  16. Mukaiyama, T., Murai, Y., Shoda, S. An Efficient Method for Glucosylation of Hydroxy Compounds Using Glucopyranosyl Fluoride. Chem. Lett. (3), 431-432 (1981).
  17. Meloncelli, P. J., Martin, A. D., Lowary, T. L. Glycosyl iodides. History and recent advances. Carbohydrate Research. 344 (9), 1110-1122 (2009).
  18. Lian, G., Zhang, X., Yu, B. Thioglycosides in carbohydrate research. Carbohydr. Res. 403, 13-22 (2015).
  19. Schmidt, R. R., Kinzy, W. Anomeric-Oxygen Activation for Glycoside Synthesis - the Trichloroacetimidate Method. Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry. 50, 21-123 (1994).
  20. Schmidt, R. R., Toepfer, A. Glycosylation with highly reactive glycosyl donors: efficiency of the inverse procedure. Tetrahedron Lett. 32 (28), 3353-3356 (1991).
  21. Keith, D. J., Townsend, S. D. Direct, microwave-assisted substitution of anomeric nitrate-esters. Carbohydr. Res. 442, 20-24 (2017).
  22. Bukowski, R., et al. Synthesis and Conformational Analysis of the T-Antigen Disaccharide(B-D-Gal-(1->3)-a-D-GalNAc-OMe). Eur. J. Org. Chem. 14, 2697-2705 (2001).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

One potDBUTLC

מאמרים קשורים