הכנת ביסאזירידינים רציפים לתגובות פתיחת טבעת רגיוזלקטיביות

סיכום

ביסאזירידינים רציפים המכילים אזירידינים לא מופעלים ומופעלים סונתזו על ידי אזירידינציות אורגנוקטליטיות אסימטריות ולאחר מכן היו נתונים לתגובות כימוסלקטיביות של פתיחת טבעת בתנאים חומציים או בסיסיים. טבעת האזירידין הלא מופעלת נפתחת עם פחות נוקלאופילים תגובתיים בתנאים חומציים, ואילו טבעת האזירידין המופעלת נפתחת עם נוקלאופילים תגובתיים יותר בתנאים בסיסיים.

תקציר

Aziridines, קבוצה של מולקולות אורגניות תגובתיות המכילות טבעת בעלת שלושה איברים, הם סינתונים חשובים לסינתזה של מגוון גדול של תרכובות מטרה פונקציונליות המכילות חנקן באמצעות פתיחת טבעת רג'יונטורית של אזירידינים בתחליפי C. למרות ההתקדמות האדירה בסינתזה של אזירידין בעשור האחרון, גישה יעילה לביסאזירידינים רציפים עדיין קשה. לכן, התעניינו בסינתזה של ביסאזירידינים רציפים הנושאים קבוצה מגוונת אלקטרונית של N-תחליפי מעבר לעמוד השדרה האזירידין הבודד לתגובות פתיחת טבעת רג'יוזלקטיביות עם נוקלאופילים מגוונים. במחקר זה, ביסאזירידינים ציראליים רציפים הוכנו על ידי אזירידינציה אסימטרית אורגנוקטליטית של כיראלית (E)-3-((S)-1-((R)-1-פנילתיל)אזירידין-2-yl)אקרילאלדהיד עם N-Ts-O-tosyl או N-Boc-O-tosyl hydroxylamine כמקור החנקן בנוכחות (2 S)-[דיפניל(טרימתיל-סילילוקסי)מתיל]פירולידין כאורגנוקטליסט כיראלי. כמו כן מודגמות כאן דוגמאות מייצגות לתגובות פתיחת טבעת רג'יוסלקטיביות של ביסאזירידינים רציפים עם מגוון נוקלאופילים כגון גופרית, חנקן, פחמן וחמצן, ויישום של ביסאזירידינים רציפים לסינתזה של פירולידינים כיראליים מרובי תחליפים על ידי הידרוגנציה מזורזת של Pd.

מבוא

תכנון רציונלי של מולקולות אורגניות קטנות עם אתרים תגובתיים מגוונים השולטים במדויק בסלקטיביות המוצר הוא מטרה מרכזית בסינתזה אורגנית מודרנית ובכימיה ירוקה 1,2,3,4,5,6,7,8. כדי להשיג מטרה זו, התעניינו בסינתזה מודולרית של אזירידינים. אזירידינים מעניינים את רוב הכימאים האורגניים, בשל המסגרת החשובה מבחינה מבנית^{שלהם 9} עם קבוצה מגוונת אלקטרונית של N-substitu....

פרוטוקול

הפרטים של כל המוצרים המסונתזים (1-5), כולל המבנה, ספקטרום NMR מלא, טוהר אופטי ונתוני HRMS-MALDI, מסופקים בקובץ משלים 1.

1. סינתזה של 3-(aziridin-2-yl)אקריל אלדהיד (1a)

1. ייבשו להבה בקבוקון בעל תחתית עגולה של 50 מ"ל המצויד במוט מערבל ומחיצת בתנאי ואקום. מצננים אותו לטמפרטורת החדר תוך כדי מילויו בגז ארגון.
2. הוסיפו טולואן נטול מים (19 מ"ל) ו-(R)-1-(R)-1-פנילתיל)אזירידין-2-קרבלדהיד (1.00 גרם, 5.71 מילימול) (ראו טבלת חומרים) לבקבוקון. לאחר מכן, מערבבים את הפתרון במשך דקה אחת.
3. מוסיפים (טריפניל-פוספורנילידן) אצטאלדהיד (2.08 גרם, 6.85 מי....

תוצאות

כדי לחקור את יכולת ההשגה של הכנת ביסאזירידין רציף, (E)-3-((S)-1-(R)-1-פנילאתיל)אזירידין-2-yl)אקרילאלדהיד (1a) סונתז לראשונה כמצע מודל על פי הנוהל המוזכר בשלב 1 (איור 1)²⁸.

איור 1: סינתזה של 1a כמצע מודל. מוצר 1a

דיון

היווצרותה של תערובת בלתי נפרדת של דיאסטראומרים נצפתה מדי פעם במהלך אזירידינציה אורגנוקטליטית של כיראלית 3-[1-(1-פנילתיל)אזירידין-2-yl)]אקרילאלדהיד, כאשר N-Boc-O-tosyl או N-Ts-O-tosyl hydroxylamine שימש כמקור החנקן. יתר על כן, התשואה של תוצר bisaziridine רציף ירדה כאשר כמות דיריל סיליל אתר פרולינול כזרז הוגדלה מ 7 mol% ל 20 mol%^47,48,49. יתר על כן, שמנו לב לתופעות של זוגות "תואמים" ו"לא תואמים".......

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
(R)-(+)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl ether	Sigma-Aldrich	677191	reagent
(R)-1-((R)-1-phenylethyl) aziridine-2-carbaldehyde	Imagene Co., Ltd.		מגיב
(S)-(–)-&אלפא;,&אלפא;-דיפניל-2-פירולידיןמתנול טרימתילסיליל אתר		מגיב	677183 סיגמא-אולדריץ
(S)-2-(דיפניל((לקצץ אתילסיליל)אוקסי)מתיל)פירולידין	סיגמא-אולדריץ	' 677183	ריאגנט
(טריפנילפוספורנילידן) אצטאלדהיד	מגיב	280933	סיגמא-אולדריץ
1,2-דיכלורואתאן	סיגמא-אולדריץ'	284505	ממס
AB Sciex 4800 Plus MALDI TOFTM (2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) מטריצת	Sciex		ספקטרום מסה ברזולוציה גבוהה
חומצה אצטית	Sigma-Aldrich	A6283	מגיב
אמוניום כלוריד	Sigma-Aldrich	254134
מגיב אנילין	Sigma-Aldrich	מגיב 132934
Autopol III קוטב דיגיטלי	רודולף מחקר	ספקטרומטר
AVANCE III HD (400 מגה-הרץ) ספקטרומטר	תמ"ג	ברוקר
"ג ברוקר אסנד 500 (500 מגה-הרץ)	ברוקר		ספקטרומטר תמ"ג
קליט קליט 535	סיגמא-אולדריץ'	22138	עבור קליט פד
דיכלורומתאן	סיגמא-אולדריץ'	270997	ממס
די-טרט-בוטיל דיקרבונט	מגיב	361941 סיגמא-אולדריץ
אתיל אצטט	ממס 270989 סיגמא-אולדריץ'
אתיל ניטרואצטט	מגיב 192333 סיגמא-אולדריץ
אימידזול	סיגמא-אולדריץ'	I2399	מגיב
INOVA 400WB (400 מגה-הרץ)	ספקטרומטר NMR	משתנה
JMS-700	JEOL		גבוה ספקטרום מסה רזולוציה
מתנול	סיגמא-אולדריץ'	322415	ממס
N-Boc-O-tosylhydroxylamine	מגיב 775037 סיגמא-אולדריץ'
P-2000	JASCO		קוטב
פלדיום הידרוקסיד על פחמן	סיגמא-אולדריץ	' מגיב 212911
פניל-1H-טטרזול-5-תיול	מגיב TCI	P0640
סיליקה ג'ל	סיגמא-אולדריץ'	227196	לפלאש קלרומטוגרפיה
סיליקה ג'ל על צלחות TLC	Merck	60768	TLC צלחת
נתרן אצטט	סיגמא-אולדריץ'	S8750	מגיב
נתרן אזיד	סיגמא-אולדריץ'	S2002	מגיב
נתרן בורוהידריד	מגיב
452882 סיגמא-אולדריץ'נתרן פחמתי	סיגמא-אולדריץ'	S2127	מגיב
טרט-בוטילדימתילסיליל כלוריד	סיגמא-אולדריץ'	190500	מגיב
טטרהידרופוראן	סיגמא-אולדריץ'	401757	ממס
טולואן	סיגמא-אולדריץ'	244511	ממס
אבץ ברומיד	סיגמא-אולדריץ	מגיב 230022
אבץ כלוריד	מגיב	סיגמא-אולדריץ'	429430

, ' ' אנליטי ברוקר תמ' מגיב ''