Articolo metodologico

Un diretto, Early Stage Guanidinylation protocollo per la sintesi di complessi Aminoguanidine contenenti prodotti naturali

DOI:

10.3791/53593

⸱

9 settembre 2016

 , 
1Department of Chemistry, Central Washington University, 2Department of Chemistry, Utah Valley University

In questo articolo

Sommario

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Qui, presentiamo un protocollo per la guanidinilazione diretta in fase iniziale che consente una rapida sintesi totale di piccole molecole organiche contenenti aminoguanidina. Utilizzando questo protocollo è stato preparato un intermedio sintetico avanzato utilizzato nella sintesi di un inibitore del fattore XIa della coagulazione del sangue.

Abstract

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Il gruppo funzionale di guanidina, mostrata più prominente nella aminoacido arginina, uno dei mattoni fondamentali della vita, è un elemento strutturale che può essere trovato in molti prodotti naturali complessi e prodotti farmaceutici. A causa della continua scoperta di nuovi prodotti naturali guanidina contenenti e piccole molecole progettate, metodi guanidinylation rapidi ed efficaci sono di grande interesse per i chimici organici sintetici e medicinali. Perché il nucleofilia e basicità di guanidine possono influenzare le successive trasformazioni chimiche, tradizionale, guanidinylation indiretta è tipicamente perseguita. I metodi indiretti comunemente utilizzate varie fasi di protezione comportanti un precursore ammina latente, ad esempio un azide, ftalimmide o carbammato. Per aggirare questi metodi tortuosi e impiegando una reazione diretta guanidinylation presto nella sequenza sintetica, è stato possibile stringere la guanidina terminale lineare contenente spina dorsale clavatadine A realizzareuna breve e semplificata sintesi di questo potente fattore XIa inibitore. In pratica, guanidina cloridrato viene elaborato con una matrice di proteggere attentamente costruito che è ottimizzato per sopravvivere i passaggi sintetici a venire. Nella preparazione di clavatadine A, guanidinylation diretta di una diammina commercialmente disponibile eliminato due passi necessari dalla sua sintesi. Accoppiato con la grande varietà di gruppi protettori noto guanidina, guanidinylation diretta manifesta una praticità succinta ed efficiente inerenti ai metodi che trovano una casa in cassetta degli attrezzi di un chimico di sintesi.

Introduzione

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L'obiettivo di questo video è quello di mostrare come l'uso di un metodo guanidinylation diretta e presto per fare una struttura guanidina terminale è più pratico, rapido ed efficiente rispetto ai metodi tradizionali guanidinylation in sintesi organica. Il gruppo funzionale di guanidina, indicato sul arginina, è un elemento strutturale chiave in molti prodotti naturali complessi e farmaceutici. La scoperta e la progettazione di nuovi guanidina contenenti prodotti naturali e piccole molecole stabiliscono la necessità di un metodo guanidinylation più efficiente. L'approccio tortuoso comunemente utilizzato presenta l'introduzione di un precursore guanidina latente che viene smascherato tardivamente nella sintesi. Al contrario, una tattica semplice installa un guanidina protetto su una ammina primaria presto in una via sintetica.

La natura reattiva di guanidine generalmente impedisce loro di uso di routine, senza una strategia di gruppo protettivo appropriato. Tradizionalmente, i metodiaggiungere un guanidina gruppo funzionale prevede un approccio indiretto che coinvolge più passaggi di protezione seguiti aggiungendo la guanidina alla fine della sintesi. Due recenti sintesi illustrano gli svantaggi inerenti a 1,2 guanidinylation indiretta. Il metodo diretto qui riportate comporta reagire un reagente guanidina protetta con una ammina primaria presto nella sintesi di una molecola e poi deprotezione alla fine della sintesi. Questa strategia è stata implementata con successo nel recente sintesi totale di alcaloidi marini biologicamente attive clavatadine A e phidianidine A e B 3,4.

Mentre questo metodo guanidinylation diretta ha i suoi vantaggi rispetto ai metodi tradizionali di guanidinylation ha ancora i suoi svantaggi. Le condizioni chimiche che la guanidina protetto può sopravvivere dipenderà dal gruppo protettivo impiegato. Nonostante questi potenziali svantaggi, il metodo guanidinylation diretta è una strategia che consenteaggiungere guanidine terminali di ammine primarie per uso nella sintesi di molecole organiche complesse.

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Protocollo

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Attenzione: Si prega di consultare e ascoltare Schede di Sicurezza (SDS) per ogni sostanza chimica prima dell'uso. Alcuni dei prodotti chimici utilizzati in questa sintesi sono corrosivi, tossici, cancerogeni, o comunque dannosi. Di conseguenza, prendere tutte le precauzioni per evitare l'inalazione, l'ingestione o contatto della pelle con queste sostanze chimiche. Si prega di indossare adeguati dispositivi di protezione individuale (DPI) in modo corretto. La corretta DPI comprende occhiali avvolgenti di sicurezza, guanti di nitrile o più chimicamente guanti resistenti, un camice da laboratorio, pantaloni lunghi che coprono le cime delle scarpe, scarpe chiuse. Utilizzare una cappa di lavoro con la fascia al minor altezza possibile, in tandem con ulteriori controlli tecnici pertinenti, per minimizzare il rischio di esposizione accidentale. Porzioni del procedimento comportano aria standard tecnica privo di umidità, come l'uso di una linea di Schlenk, bottiglie di immagazzinaggio chimica ambra con tappo a corona e dischi elastomero, siringa e cannula di liquidi e soluzioni, gas compressi, e tha distillazione di liquidi infiammabili sotto atmosfera inerte. 5

1. Diretta Guanidinylation

  1. Guanidinylation diretta di butano-1,4-diammina (5) con il reagente di Goodman (6) per preparare di- -butoxycarbonyl tert (Boc) -agmatine (7) 3,6
    1. Asciugare un 1.000 ml, a tre colli, pallone di reazione a fondo rotondo contenente una ancoretta magnetica, 50 ml di pressione compensazione Inoltre imbuto, e un adattatore 14/20 al 24/40 a vetro smerigliato durante la notte in un forno di essiccazione pari o superiore 130 ° C. Rimuovere la beuta dal forno e coprire rapidamente l'apertura del diritto e colli sinistra con setti di gomma. Piegare il setto di gomma sopra il labbro del pallone. Per collo centrale, apporre l'adattatore di vetro, seguita dalla imbuto.
      NOTA: Al posto del forno di essiccazione durante la notte, la barra pallone e mescolare può essere coperta con un setto, posto su una linea Schlenk sotto vuoto o gas inerte, e fiamma essiccata usando un cannello propano. Si prega di consultare trisorse ueste per informazioni più dettagliate sull'uso setti, una linea di Schlenk, e imbuto. 7-9
      1. Coprire all'inizio della imbuto con un setto di gomma, piegando il setto di gomma sopra il labbro del pallone. Raffreddare l'apparato assemblato a temperatura ambiente sotto un flusso positivo di gas inerte utilizzando una linea Schlenk.
    2. Posizionare la bottiglia stock di butano-1,4-diammina (5) (punto di fusione 25-28 ° C) in un bagno di acqua calda per fondere parzialmente chimico solido. Una volta che un piccolo volume di liquido butano-1,4-diamine (5) è disponibile, utilizzare una pipetta Pasteur in forno riscaldato a trasferire 2,32 ml (2,03 g, 0,0231 mol, equivalenti 3,00 molari) di composto 5 dal magazzino bottiglia a un forno riscaldato a 10 ml cilindro graduato. Trasferire la diammina liquefatto 5 al pallone di reazione a fondo tondo con la pipetta Pasteur.
      NOTA: Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate on utilizzando una pipetta Pasteur. 7,10
    3. Aggiungere 320 ml di diclorometano (CH 2 Cl 2) al pallone di reazione a fondo tondo da un cilindro graduato a temperatura ambiente (20 ° C). Agitare la soluzione aggiungendo 1,1 ml di trietilammina (Et 3 N) (0,78 g, 0,0077 moli, 1,00 equivalenti molari) da 2 ml siringa di vetro pistone munito di 12 pollici, 20-gauge metallo con una punta smussata.
      NOTA: Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate sull'utilizzo di una siringa 7,8,10 consultare anche questa risorsa per informazioni dettagliate sull'utilizzo di un piatto mescolare magnetica 8. (Pp 26-29.).
    4. Utilizzando una bilancia analitica, pesa 3.01 g (0,00,769 mila mol, 1,00 equivalenti molari) di N, N'-di-Boc- N -triflylguanidine (6) (reattivo di Goodman). 11,12 Versare questo solido in un bicchiere. Sciogliere questo composto in 25 ml di CH 2 Cl 2 anidro. Disegnare questa soluzione into un 50 ml siringa di vetro stantuffo dotato di un 12 pollici, 20-gauge metallo con una punta smussata. Versare questa soluzione dalla siringa nell'imbuto Inoltre, assicurando che il rubinetto sul fondo dell'imbuto è chiusa.
      NOTA: Si prega di consultare queste risorse per informazioni dettagliate sull'uso una bilancia analitica 7,13.
    5. Continuando l'agitazione magnetica sulla piastra ancoretta magnetica, aprire il rubinetto lentamente per permettere la soluzione preparata nel passaggio 1.1.4 di gocciolare nel pallone di reazione a fondo tondo a una velocità di circa una goccia ogni quattro secondi in modo che l'intera soluzione è aggiunto in circa 1 ora. Quando l'aggiunta è completa, agitare la soluzione a temperatura ambiente per 12 ore. La formazione di un precipitato o residuo che aderisce alla parete pallone viene tipicamente osservato in tutto il 12 ore di agitazione.
  2. Workup acquosa per l'isolamento di di-Boc-agmatine (7)
    1. Dopo 12 ore, esporre la solution all'aria rimuovendo il setto. Rimuovere il ancoretta magnetica utilizzando un stir-bar retriever. Versare la soluzione incolore dal pallone di reazione a fondo tondo in un imbuto separatore.
    2. Lavare la soluzione organica con due successive 50 ml di bicarbonato di sodio acquoso saturo (NaHCO 3). Dopo ogni lavaggio, svuotare lo strato organico inferiore in un beuta pulita. Versare lo strato superiore acquosa in una seconda beuta. Aggiungere lo strato organico indietro al imbuto separatore.
      NOTA: Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate sulla estrazione e l'utilizzo di un imbuto separatore 7-9,14.
    3. Lavare la soluzione organica con due successive 50 ml di acqua. Dopo ogni lavaggio, svuotare lo strato organico inferiore in un beuta pulita. Versare lo strato superiore acquosa in una seconda beuta. Aggiungere lo strato organico indietro al imbuto separatore.
    4. Lavare la soluzione organica con un 50 ml di salamoia. Scolate la lotenza strato organico in una beuta pulita e asciutta con solfato di sodio anidro (Na 2 SO 4). La gravità filtrare la soluzione attraverso un imbuto munito di carta scanalata filtro (grossolano-porosità, flusso veloce, 20-25 ritenzione delle particelle micron) in un ambiente pulito, tarato pallone a fondo tondo.
      NOTA: Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate all'essiccazione soluzioni organiche mediante un disidratante 7-9,14 consultare queste risorse per informazioni più dettagliate sulla filtrazione a gravità 7-9,15..
    5. Evaporare il liquido nel pallone a fondo tondo con un evaporatore rotante con la temperatura del bagno a 40 ° C e la rotazione impostato a 120 rpm.
      NOTA: Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate sull'utilizzo di un evaporatore rotante 7-9,16.
  3. Purificazione di-Boc-agmatine (7) 3,6
    1. Preparare una colonna per cromatografia flash utilizzando un eluente di 5: 3: 2 etilacetato (EtOAc) -metanolo-Et 3 N attraverso una fase stazionaria di gel di silice. Utilizzare una colonna cromatografica in vetro che è di 3,8 cm per 45 cm di altezza.
      NOTA: Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate sulla purificare composti organici mediante cromatografia su colonna 7-9,17,18.
      1. Aggiungere terra di diatomee alla colonna per formare una base che è alto circa 2 cm. Questo agente filtro impedirà qualsiasi gel di silice disciolta contaminare le frazioni di colonna. Aggiungere eluente finché la colonna della sospensione terra eluente-diatomee raggiunge circa 10 cm di altezza, circa 40-50 ml. Mescolare il eluente e farina fossile delicatamente vorticoso per garantire la sospensione è uniforme, e quindi consentire il solido di depositarsi.
        NOTA: Si prega di consultare questa risorsa per informazioni più dettagliate sull'utilizzo di farina fossile come un aiuto di filtraggio 8.
      2. confezione Wet colonna facendo un impasto costituito da 100 g di gel di silice e un volum sufficientie di eluente per consentire la sospensione di essere facilmente mescolato con una spatola metallica. Versare l'impasto nella colonna attraverso un imbuto di plastica o di vetro.
      3. Utilizzare la pressione dell'aria per forzare l'eluente attraverso la colonna in modo che l'efflusso scorre come una leggera corrente di liquido. La velocità di flusso dell'eluente dovrebbe essere circa due pollici lineari al minuto. Arrestare il flusso dell'eluente quando raggiunge il livello del gel di silice, assicurando che il gel di silice è costantemente bagnato con l'eluente.
    2. Sciogliere il contenuto del pallone (4.21 g) in un volume di eluente che è appena sufficiente a sciogliere il prodotto grezzo completamente, circa 15-20 ml. caricare con cautela la soluzione sul gel di silice senza disturbare il gel di silice trasferimento della soluzione dal pallone alla colonna usando una pipetta Pasteur. Toccare la colonna di garantire la parte superiore del gel di silice è piatta. Scaricare l'eluente in modo che raggiunga il livello del gel di silice. Aggiungere una piccola quantità di eluente e ripetere.
      NOTA: Si prega di consultare questa risorsa per informazioni dettagliate sulla dissoluzione di solidi che utilizzano solventi 9.
      1. Per evitare di disturbare il gel di silice durante la eluizione della colonna, aggiungere sabbia all'inizio del gel di silice per formare un cilindro che è di circa 0,5 a 1 cm di altezza. Aggiungere qualche ml di eluente per bagnare la sabbia. Scaricare l'eluente in modo che raggiunga il livello della sabbia.
      2. Riempire la colonna con eluente. Utilizzare la pressione dell'aria per forzare l'eluente attraverso il gel di silice come descritto al punto 1.3.1.3. Raccogliere l'eluente in provette, ciascuna provetta costituente una frazione della miscela eluente.
    3. Raccogliere frazioni finché il prodotto è completamente eluito dalla colonna. Per determinare quando questo si è verificato, individuare uno su ogni poche frazioni di colonna su un piatto cromatografia su strato sottile (TLC). Di-Boc agmatine (7) ha un R f 0,39 a 5: 3: 2 EtOAc-metanolo-Et 3 N.
      NOTA: Si prega di consultarequeste risorse per informazioni più dettagliate su TLC. 7-9,19,20
    4. Raccogliere tutte le frazioni contenenti il ​​prodotto desiderato in un pallone a fondo tondo tarato ed evaporare il solvente usando un evaporatore rotante. Asciugare il nuvoloso, liquido di colore giallo pallido risultante in alto durante la notte a vuoto per rimuovere solvente residuo. Sciogliere un campione da analizzare (circa 5 mg) del prodotto purificato, composto 7 (2,49 g, 98% resa), con 0,75 ml di deuterato (CDCl 3) e analizzarlo protone (1 H) e carbonio (13 C NMR) spettroscopia.
      NOTA:. Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate sulla preparazione di un campione per l'analisi NMR e condurre un esperimento NMR 7-9,21
  4. Sintesi di di-Boc-agmatine isocianato (8) 3
    1. Preparare un ambiente pulito da 100 ml a fondo rotondo pallone di reazione contenente una ancoretta magnetica.
    2. Su una bilancia analitica, aggiungere il di-Boc agmatine (7) al pallone di reazione a fondo tondo con una spatola metallica finché il peso netto aggiunta del composto 7 è 1.00 g (0,00,303 mila mol, 1,00 equivalenti molari). Aggiungere 25 ml di CH 2 Cl 2 al pallone di reazione a fondo tondo da un cilindro graduato a temperatura ambiente (20 ° C). Posizionare la soluzione in un bagno di acqua-ghiaccio per raffreddare la soluzione a 0 ° C.
    3. In una cappa aspirante, utilizzare una bilancia analitica per pesare 0,297 g (0,00,303 mila mol, 1,00 equivalenti molari) di trifosgene. Aggiungere questo solido al pallone di reazione a fondo tondo versandolo attraverso una lente o un imbuto di plastica.
      ATTENZIONE: triphosgene è estremamente tossico. Indossare due paia di guanti di nitrile quando si maneggia questo composto. I suoi vapori sono anche dannosi; pertanto deve essere manipolato solo sotto cappa di lavoro. Trasferire una bilancia analitica in una cappa di lavoro prima della pesatura triphosgene per questa reazione.
    4. Mentre continua l'agitazione magnetica, aggiungere 25ml di satura acquosa NaHCO 3 versandolo nel pallone di reazione a fondo tondo attraverso un vetro o imbuto di plastica. Quando l'aggiunta è completa, vigorosamente agitare la miscela bifasica a 0 ° C per 30 minuti usando una piastra di agitazione magnetica.
  5. Workup acquosa di di-Boc-agmatine isocianato (8) 3
    1. Dopo 30 minuti, mescolando cessare e rimuovere l'ancoretta magnetica utilizzando un stir-bar retriever. Versare il composto dal pallone di reazione a fondo tondo in un imbuto separatore contenente 100 ml di CH 2 Cl 2 e 100 ml di acqua.
    2. Agitare il imbuto separatore energicamente per mescolare gli strati. Scolate la frazione organica inferiore in un beuta pulita. Estrarre lo strato acquoso con tre successive 15 ml di CH 2 Cl 2. Dopo ogni estrazione, svuotare lo strato organico inferiore nella beuta contenente gli estratti organici combinati. Dopo le tre estrazioni, versare il aqstrato ueous in una seconda beuta pulita.
    3. Essiccare gli estratti organici combinati con anidra Na 2 SO 4. La gravità filtrare la soluzione attraverso un imbuto munito di carta scanalata filtro (grossolano-porosità, flusso veloce, 20-25 ritenzione delle particelle micron) in un ambiente pulito, tarato da 250 ml pallone a fondo rotondo.
    4. Evaporare il liquido nel pallone a fondo tondo con un evaporatore rotante con la temperatura del bagno a 40 ° C e la rotazione impostato a 120 rpm. Sciogliere un campione da analizzare (circa 5 mg) dell'olio marrone chiaro risultante, composto di 8 (1,11 g, 103% del teorico), in CDCl 3 e analizzare entro 1 H e 13 spettroscopia C NMR e spettroscopia infrarossa (IR).
      NOTA: Le degrada isocianato entro ore a temperatura ambiente, e dovrebbe essere utilizzato immediatamente nella fase successiva su di isolamento. Si prega di consultare queste risorse per informazioni più dettagliate sulla spettroscopia infrarossa (IR) (riferimento 7: pp. 269-303; di riferimento 9: pp 146-147;. di riferimento. 10: 66-76) 7-9

2. Sintesi del carbammato 9 da di-Boc Agmatina isocianato (8) e 2,4-DibromoHGAL (3) 3

  1. Impostare la reazione di di-Boc agmatine isocianato (8) con 2,4-dibromoHGAL (3)
    1. Asciugare da 250 ml a fondo rotondo pallone di reazione contenente una ancoretta magnetica durante la notte in un forno di essiccazione pari o superiore a 130 ° C. Rimuovere la beuta dal forno e coprire rapidamente l'apertura pallone con un setto di gomma. Piegare il setto di gomma sopra il labbro del pallone. Raffreddare il matraccio a temperatura ambiente sotto un flusso positivo di gas inerte utilizzando una linea Schlenk.
      NOTA: Al posto del forno di essiccazione durante la notte, la barra pallone e mescolare può essere posizionato su una linea Schlenk sotto vuoto o gas inerte e fiamma essiccata usando un cannello propano.
    2. Utilizzando una bilancia analitica, pesare 0,933 g (0,00,303 mila mol, 1,00 equivalenti molari) di 2,4-dibromoHGAL (3), und aggiungere questo solido per il pallone di reazione a fondo tondo sotto un ombrello di azoto.
      NOTA: 2,4-dibromoHGAL (3) è stato preparato in due fasi da 2,5- (dimetossifenil) acetico (1), come mostrato in Figura 1a 3,22,23 Il principale sottoprodotto formata durante la sintesi. composto 3 è (4) 4-bromoHGAL, che si forma dopo la prima bromurazione di HGAL (2) 3 Durante la purificazione del composto 3 mediante cromatografia su colonna, l'eluizione proseguito con 1:. 1 EtOAc-esano consente raccolta composto 4, che ha un R f di 0,34 quando dell'eluente TLC è 1:.. 1 EtOAc-esano 3 rese isolati tipici di sottoprodotto 4 compresa tra 11-15% 3
    3. Aggiungere 30 ml di CH 2 Cl 2 anidro al pallone di reazione a fondo tondo da una siringa di vetro pistone munito di 12 pollici, 20-gauge metallo con unpunta smussata, a temperatura ambiente (20 ° C). Mescolare per sciogliere il solido.
      NOTA: distillare l'CH 2 Cl 2 su idruro di calcio (CaH 2) sotto azoto sulla attivati ​​3 setacci molecolari Å prima dell'uso.
    4. Aggiungere 0.103 ml di base di Hünig (0,0078 g, 0,000,606 mila mol, 0,2 equivalenti molari) per il pallone di reazione a fondo tondo da siringa.
      NOTA: "Con siringa" significa che il liquido è stato raccolto e erogato utilizzando un metallo / politetrafluoroetilene rivestita stantuffo, siringa a tenuta di gas (cilindro in vetro) dotato di 6 pollici, 20-gauge metallo con una punta smussata. Distillare base del Hünig sopra CaH 2 sotto azoto sulla attivati ​​3 setacci molecolari Å prima dell'uso.
    5. Coprire l'apertura del pallone a fondo rotondo contenente l'isocianato non purificata 8 dal punto 1.5.4 con un setto di gomma. Piegare il setto sopra il labbro del pallone. Raccordare il pallone sulla linea Schlenk e spurgare i flask con azoto per 10 minuti.
    6. Nel pallone contenente isocianato 8, aggiungere 30 ml di CH 2 Cl 2 anidro da una siringa di vetro-pistone munito di 12 pollici, metallo ago calibro 20 con una punta smussata a temperatura ambiente (20 ° C). Agitare il pallone per sciogliere il solido.
  2. Trasferire la soluzione di isocianato 8 alla 2,4-dibromoHGAL (3) e la base di Hünig mediante cannula
    1. Direttamente collegare i due palloni da puntura ogni setto sia con punta in metallo smussato di un lungo da 18 pollici, 20-gauge cannula metallica.
      NOTA: Si prega di consultare questa risorsa per informazioni più dettagliate sull'utilizzo di una cannula per trasferire una soluzione ad un altro in atmosfera inerte (riferimento 8: pp. 74-79). 8
    2. Rimuovere l'ingresso azoto dal pallone contenente il CH 2 Cl 2 soluzione di 2,4-dibromoHGAL (3) e la base di Hünig, e inserire un 2,5 centimetri disposable 16-gauge metallo (uscita ago) attraverso il setto. Chiudere il gorgogliatore che serve come apertura di uscita della linea di Schlenk.
      ATTENZIONE: blocco del gorgogliatore di una linea di Schlenk che si trova sotto pressione positiva gas inerte può essere pericoloso. Assicurarsi che l'ago di uscita è ostruita prima di chiudere fuori il gorgogliatore.
    3. Bassa un'estremità della cannula metallica nella soluzione CH 2 Cl 2 di isocianato 8, e trasferire l'intera soluzione al pallone di reazione a fondo tondo in circa 1 ora. Regolare la pressione dell'azoto come necessario per la portata desiderata di circa 0,5 ml al minuto.
    4. Lavare il pallone contenente isocianato 8 con due successivi 5 ml di CH 2 Cl 2. Trasferire ogni CH 2 Cl 2 risciacquo dalla cannula nel pallone di reazione a fondo tondo.
    5. Dopo aver trasferito entrambi risciacqui nel pallone di reazione, smontare l'apparecchio cannula.
      1. Rimuovi l'ago uscita dal pallone di reazione contemporaneamente riapertura flusso di azoto nel gorgogliatore. Trasferire l'ingresso di azoto proveniente dalla linea Schlenk dal pallone contenente l'isocianato al pallone di reazione a fondo tondo.
    6. Rimuovere la cannula dal pallone di reazione a fondo tondo, e agitare la soluzione a temperatura ambiente per 3 ore.
  3. Purificazione di carbammato 9 3
    1. Dopo 3 ore, la soluzione esporre all'aria rimuovendo il setto. Rimuovere il ancoretta magnetica utilizzando un stir-bar retriever.
    2. Evaporare il liquido nel pallone di reazione a fondo tondo con un evaporatore rotante con la temperatura del bagno a 40 ° C e la rotazione impostato a 120 rpm.
    3. Purificare il prodotto grezzo dal flash cromatografia su colonna usando un gradiente di eluizione di 100: 0 a 90:10 CH 2 Cl 2 -diethyl etere (Et 2 O) attraverso una fase stazionaria di gel di silice. Utilizzare un bicchiere ccolonna hromatography che è di 3,8 cm per 45 cm di altezza.
    4. Confezione Wet colonna facendo una sospensione con 60 g di gel di silice e un volume sufficiente di CH 2 Cl 2 per consentire la sospensione da versare nella colonna.
    5. Utilizzare la pressione dell'aria per forzare l'eluente attraverso la colonna in modo che l'efflusso scorre come una leggera corrente di liquido. La velocità di flusso dell'eluente dovrebbe essere circa due pollici lineari al minuto. Arrestare il flusso dell'eluente quando raggiunge il livello del gel di silice, assicurando che il gel di silice è costantemente bagnato con l'eluente.
    6. Sciogliere il prodotto grezzo (2.202 g, 110% del teorico) in un volume minimo di CH 2 Cl 2. caricare con cautela la soluzione sul gel di silice senza disturbare il gel di silice. Toccare la colonna di garantire la parte superiore del gel di silice è piatta. Scaricare l'eluente in modo che raggiunga il livello del gel di silice. Aggiungere una piccola quantità di CH 2 Cl 2 e ripetere.
    7. Per evitare disturbing il gel di silice durante la eluizione della colonna, aggiungere sabbia all'inizio del gel di silice per formare un cilindro che è di circa 0,5 a 1 cm di altezza. Aggiungere un paio di millilitri di CH 2 Cl 2 per bagnare la sabbia. Scaricare l'eluente in modo che raggiunga il livello della sabbia.
    8. Riempire la colonna con CH 2 Cl 2. Utilizzare la pressione dell'aria per forzare l'eluente attraverso il gel di silice come descritto al punto 2.3.5. Raccogliere l'eluente in provette, ciascuna provetta costituente una frazione della miscela eluente.
    9. Raccogliere frazioni finché il primo composto è completamente eluito dalla colonna. Per determinare quando questo si è verificato, individuare uno su ogni qualche frazione di colonne su una piastra TLC.
      NOTA: Il primo composto eluire è non reagito (3) 2,4-dibromoHGAL, che ha un R f 0,74 a 90:10 CH 2 Cl 2 -Et 2 O.
    10. Quando il non reagito 2,4-dibromoHGAL (3) è eluito dallacolonna, sostituire il eluente con 90:10 CH 2 Cl 2 -Et 2 O. Continuare a raccogliere frazioni finché il prodotto desiderato è completamente eluito dalla colonna. Per determinare quando questo si è verificato, individuare uno su ogni qualche frazione di colonne su una piastra TLC.
      NOTA: Il prodotto desiderato, carbammato 9, ha un R f di 0,31 in 90:10 CH 2 Cl 2 -Et 2 O.
    11. Raccogliere tutte le frazioni contenenti carbammato 9 in un pallone a fondo tondo tarato ed evaporare il solvente usando un evaporatore rotante. Essiccare il schiumosa solido risultante a secco sotto vuoto spinto. Analizzare un campione da analizzare (circa 5 mg) del prodotto, carbammato 9 (1,36 g, 68% resa), da 1 H e 13 C NMR in CDCl 3. Raccogliere anche 1 H e 13 C NMR in dimetilsolfossido deuterato (DMSO d 6), che permette il confronto diretto con solvente tha prodotto dello stadio 3.

3. Sintesi e l'isolamento di Clavatadine A (10) 3

  1. Preparare clavatadine A (10) di concomitante acido-catalizzata lattone idrolisi e guanidina deprotezione del carbammato 9
    1. Preparare un ambiente pulito da 250 ml a fondo rotondo pallone di reazione contenente una ancoretta magnetica.
    2. Su una bilancia analitica, pesare 1.205 g (0,00,181 mila mol, 1,00 equivalenti molari) di carbammato 9, preparata nella fase 2, e aggiungere questo solido al pallone di reazione a fondo tondo.
    3. Aggiungere 12 ml di tetraidrofurano (THF) al pallone di reazione a fondo tondo da un cilindro graduato a temperatura ambiente (20 ° C). Il solido dovrebbe sciogliere come la soluzione viene agitata.
    4. Preparare 48 ml di 1,0 M di acido cloridrico acquoso (HCl).
      1. Aggiungere 4 ml di concentrato (12,0 M) soluzione di HCl ad un 10 ml cilindro graduato.
      2. Trasferire la soluzione di HCl concentrato per tubi Pasteurt a 50 ml cilindro graduato contenente 30-40 ml di acqua distillata. Diluire questa soluzione con acqua distillata fino ad un volume finale di 48 ml.
    5. Aggiungere 48 ml di soluzione acquosa 1,0 M di HCl soluzione preparata al punto 3.1.4.3 al pallone di reazione a fondo tondo a temperatura ambiente sotto agitazione.
    6. Posizionare delicatamente un tappo di vetro smerigliato 24/40 a coprire l'apertura del pallone di reazione.
    7. Immergere il pallone di reazione in un bagno di acqua che è stata preriscaldata a 30 ° C su una piastra calda a temperatura controllata. Assicurarsi che il livello della soluzione nel pallone di reazione è al di sotto del livello dell'acqua nella vasca.
      NOTA: A questa scala, la reazione produrrà 2 equivalenti molari di anidride carbonica e 2 equivalenti molari di gas isobutene, che dovrebbe occupare uno spazio di circa 0,174 L. Assicurarsi che il tappo è posto leggermente sul pallone per assicurare che la pressione in eccesso che sviluppa può essere rilasciato attraverso la giunzione di vetro smerigliato.
    8. mentre condi continuare, l'agitazione magnetica, riscaldare la soluzione a 30 ° C per 20 ore.
    9. Dopo 20 ore, sotto vuoto filtrare la sospensione risultante attraverso un mezzo di porosità imbuto di vetro sinterizzato in un pallone a fondo tondo pulito, tarato per rimuovere il materiale insolubile.
    10. Evaporare la soluzione di colore giallo nel pallone di reazione usando un evaporatore rotante con la temperatura del bagno a 50 ° C e la rotazione impostato a 120 rpm.
    11. Asciugare il solido risultante giallo- di color pesca amorfa a peso costante sotto vuoto spinto. Facilitare l'asciugatura riscaldando il pallone evacuato in un ambiente caldo (40 ° C) bagnomaria.
    12. Sciogliere un campione da analizzare (circa 5 mg) del prodotto, che è il sale cloridrato di clavatadine A (10) (0,866 g, 93% resa), in anidra DMSO d 6, e analizzarlo unidimensionale 1 H e 13 C spettroscopia NMR.

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Risultati

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Guanidinylation diretta di un α disponibile in commercio, ω-diammina, seguita da reazione con trifosgene, offerto l'isocianato reattivo 8 come parte lineare clavatadine A (Figura 1b). I rendimenti di questa sequenza di reazione in due fasi sono invariabilmente alta, 95% o superiore. Guanidinylation reagente 6 è stato preparato esattamente come descritto da Goodman. 11,24

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Discussione

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

Gli sforzi iniziali per preparare clavatadine A arruolato un approccio tradizionale, indiretto guanidinylation da un opportuno precursore ammina, che in questo caso era una azide terminale. Al centro di questo sforzo è stato l'unione delle due metà della molecola per costruire la porzione carbammato. Purtroppo, tutti i tentativi di realizzare una riduzione azide in previsione di un guanidinylation ritardo-fase pianificata non hanno avuto successo. 25,26 Questi contrattempi hanno ispirato la ricerca del co...

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Dichiarazioni

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

Gli autori non hanno nulla da dichiarare.

Ringraziamenti

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

Ringraziamo il Dr. John Greaves e la Sig.ra Soroosh Sorooshian, Dipartimento di Chimica, Università della California, Irvine Mass Spectrometry Facility, per le analisi spettrometriche di massa. Ringraziamo anche il signor Jacob Buchanan per le utili discussioni, così come la signorina Stephanie J. Conn, la signora Shannon M. Huffman (Vreeland) e la signorina Alexandra N. Wexler per il lavoro iniziale su questo progetto. Un finanziamento parziale è stato fornito dalla Central Washington University (CWU) School of Graduate Studies (CEM), dal CWU Seed Grant Program e dal CWU Faculty Research Program.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Cloroformio-dSigma-Aldrich612200-100G99,8% D, 0,05% v/v tetrametilsilano; Attenzione: tossico
Dimetilsolfossido-d6185965-50G99,9% D, 1% v/v tetrametilsilano
sodio tiosolfato pentaidratoSigma-AldrichS8503-2,5KG
solfato di sodio, anidroSigma-Aldrich238597-2,5KG
gel di siliceFisher ScientificS825-25Merck, grado 60, 230-400 mesh
sabbia marina lavataSigma-Aldrich274739-5KG
esanoSigma-Aldrich178918-20LAttenzione:
acetato di etileSigma-Aldrich319902-4L
cloruro di metileneSigma-AldrichD65100-4L
cloruro di sodioSigma-AldrichS9888-10KG
bicarbonatodi sodioAcido acetico Sigma-AldrichS6014-2.5KG
Sigma-Aldrich695092-2.5L
acido cloridricoSigma-Aldrich258248-2.5LAttenzione: bromo corrosivo
Sigma-Aldrich470864-50G>99,99% base di metalli in tracce; Attenzione: Corrosivo, provoca gravi ustioni acido
bromidricoSigma-Aldrich244260-500ML48% acquoso; Attenzione: Acido corrosivo
2,5-dimetossifenilaceticoChemImpex26909
cloroformioSigma-Aldrich132950-4LAttenzione:
tetraidrofuranoSigma-Aldrich360589-4x4LAttenzione: altamente infiammabile
N,N-diisopropiletilaminaSigma-AldrichD125806-500MLAttenzione: corrosivo
trietilamminaSigma-AldrichT0886-1LAttenzione: Corrosivo
3 setacci molecolari AngstromSigma-Aldrich208574-1KG
idruro di calcioSigma-Aldrich213268-100GAttenzione: Corrosivo, reagisce violentemente con acqua
molibdato di ammonioSigma-Aldrich431346-50G
acido fosfomolibdicoSigma-Aldrich221856-100G
solfato di cerio(IV)Sigma-Aldrich359009-25G
1-butanoloSigma-Aldrich537993-1L
1,4-butanddiamminaSigma-AldrichD13208-100GAttenzione: Corrosivo / caldo in bagno di acqua calda per sciogliere prima dell'uso
trifosgeneVWR200015-064Attenzione:
metanoloaltamente tossicoSigma-Aldrich646377-4X4L
acetato di sodioSigma-Aldrich241245-100G
Dimetilsolfossido-d6Sigma-Aldrich570672-50GAnidro, 99,9%
D idrossido di sodioSigma-Aldrich221465-500GAttenzione: guanidina cloridrato corrosiva
Sigma-AldrichG4505-25GAttenzione: Tossico, corrosivo
di-terz-butil dicarbonatoVWR200002-018%Attenzione: tossico / può riscaldarsi in bagno di acqua calda per sciogliersi prima dell'uso
trifluorometanosolfonicaFisher Scientific50-206-77198%, anidro; Attenzione: tossico, corrosivo, estremamente sensibile all'umidità
infiammabile tossico anidride

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Adabala, P. J. P., Legresley, E. B., Bance, N., Niikura, M., Pinto, B. M. Exploitation of the Catalytic Site and 150 Cavity for Design of Influenza A Neuraminidase Inhibitors. J. Org. Chem. 78 (21), 10867-10877 (2013).
  2. Trost, B. M., Kaneko, T., Andersen, N. G., Tappertzhofen, C., Fahr, B. Total Synthesis of Aeruginosin 98B. J. Am. Chem. Soc. 134 (46), 18944-18947 (2012).
  3. Conn, S. J., Vreeland, S. M., Wexler, A. N., Pouwer, R. H., Quinn, R. J., Chamberland, S. Total Synthesis of Clavatadine. A. J. Nat. Prod. 78, 120-124 (2014).
  4. Buchanan, J. C., Petersen, B. P., Chamberland, S. Concise Total Synthesis of Phidianidine A and B. Tetrahedron Lett. 54, 6002-6004 (2013).
  5. Technical Bulletin AL-134: Handling Air-Sensitive Reagents. , at: http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Aldrich/Bulletin/al_techbull_al134.pdf (2012).
  6. Castagnolo, D., Raffi, F., Giorgi, G., Botta, M. Macrocyclization of Di-Boc-guanidino-alkylamines Related to Guazatine Components: Discovery and Synthesis of Innovative Macrocyclic Amidinoureas. Eur. J. Org. Chem. 2009 (3), 334-337 (2009).
  7. Zubrick, J. W. The Organic Chem Lab Survival Manual: A Student's Guide to Techniques. , Wiley. Hoboken. (2012).
  8. Pirrung, M. C. The Synthetic Organic Chemist's Companion. , Wiley-Interscience. Hoboken, N.J. (2007).
  9. Padias, A. B. Making the Connections 2: A How-To Guide for Organic Chemistry Lab Techniques, Second Edition. , Hayden-McNeil Publishing. Plymouth, MI. (2011).
  10. Digital Lab Techniques Manual: Volumetric Techniques. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/volumetric-techniques/ (2007).
  11. Baker, T. J., Tomioka, M., Goodman, M. Preparation and Use of N,N'-Di-Boc-N"-Triflylguanidine. Org. Synth. 78, 91-98 (2002).
  12. Baker, T. J. Synthesis of Biologically Important Guanidine-Containing Molecules Using Triflyl-Diurethane Protected Guanidines. Synthesis. S1, 1423-1426 (1999).
  13. Digital Lab Techniques: Using a Balance. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/using-a-balance/ (2007).
  14. Digital Lab Techniques: Reaction Work-Up I: Extraction, Washing, and Drying. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/reaction-work-up-i/ (2007).
  15. Digital Lab Techniques: Filtration. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/filtration/ (2007).
  16. Digital Lab Techniques: Reaction Work-Up II: Using the Rotovap. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/reaction-work-up-ii/ (2007).
  17. Digital Lab Techniques: Column Chromatography. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/column-chromatography/ (2007).
  18. Flash Chromatography 101. , Available from: https://www.youtube.com/watch?v=fF1gXUvyGb4 (2015).
  19. Digital Lab Techniques Manual: TLC - The Basics. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/tlc-the-basics/ (2007).
  20. Digital Lab Techniques: TLC - Advanced. , MIT OpenCourseWare. at http://ocw.mit.edu/resources/res-5-0001-digital-lab-techniques-manual-spring-2007/videos/tlc-advanced/ (2007).
  21. Massachusetts Institute of Technology Department of Chemistry Instrumentation Facility. NMR Tips and Tricks. , Massachusetts Institute of Technology. Cambridge, Massachusetts, USA. Available from: http://web.mit.edu/speclab/www/tips.htm (2015).
  22. Krohn, K. Synthese des Bactereostatischen 2.4-Dibrom-homogentisinsäure - Amids und Verwandter Verbindungen. Tetrahedron Lett. 16 (52), 4667-4668 (1975).
  23. Wolkowitz, H., Dunn, M. S. Homogentisic Acid. Biochem. Prep. 4, 6-11 (1955).
  24. Feichtinger, K., Zapf, C., Sings, H. L., Goodman, M. Diprotected Triflylguanidines: A New Class of Guanidinylation Reagents. J. Org. Chem. 63, 3804-3805 (1998).
  25. Ariza, X., Urpì, F., Vilarrasa, J. A practical procedure for the preparation of carbamates from azides. Tetrahedron Lett. 40, 7515-7517 (1999).
  26. Ariza, X., Urpì, F., Viladomat, C., Vilarrasa, J. One-Pot Conversion of Azides to Boc-Protected Amines with Trimethylphosphine and Boc-ON. Tetrahedron Lett. 39, 9101-9102 (1998).
  27. Snider, B. B., Song, F., Foxman, B. M. Total Syntheses of (±)-Anchinopeptolide D and (±)-Cycloanchinopeptolide. D. J. Org. Chem. 65 (3), 793-800 (2000).
  28. Barykina, O., Snider, B. B. Synthesis of (+-)-Eusynstyelamide A. Org. Lett. 12 (11), 2664-2667 (2010).
  29. Yu, M., Pochapsky, S. S., Snider, B. B. Synthesis of (±)-Bistellettadine A. Org. Lett. 12 (4), 828-831 (2010).
  30. Expòsito, A., Fernández-Suárez, M., Iglesias, T., Muñoz, L., Riguera, R. Total Synthesis and Absolute Configuration of Minalemine A, a Guanidine Peptide from the Marine Tunicate Didemnum rodriguesi. J. Org. Chem. 66, 4206-4213 (2001).
  31. Wuts, P. G. M., Greene, T. W. Greene's Protective Groups in Organic Synthesis. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey. (2007).
  32. Malmberg, C. E., Chamberland, S. Total synthesis of clavatadine A analogues to produce a viable reversible inhibitor for factor XIa. 249th American Chemical Society National Meeting, March 22-26, 2015, Denver, CO, United States, , (2015).
  33. Bhonde, V. R., Looper, R. E. A Stereocontrolled Synthesis of (+)-Saxitoxin. J. Am. Chem. Soc. 133, 20172-20174 (2011).
  34. Lin, H. Y., Snider, B. B. Synthesis of Phidianidines A and B. J. Org. Chem. 77, 4832-4836 (2012).
  35. Hickey, S. M., Ashton, T. D., Pfeffer, F. M. Facile Synthesis of Guanidine Functionalised Building Blocks. Asian J. Org. Chem. 4 (4), 320-326 (2015).
  36. Looper, R. E., Haussener, T. J., Mack, J. B. C. Chlorotrimethylsilane Activation of Acylcyanamides for the Synthesis of Mono-N-acylguanidines. J. Org. Chem. 76, 6967-6971 (2011).
  37. Shimokawa, J., Ishiwata, T., et al. Total Synthesis of (+)-Batzelladine A and (+)-Batzelladine D, and Identification of Their Target Protein. Chem. Eur. J. 11, 6878-6888 (2005).
  38. Katritzky, A. R., Rogovoy, B. V. Recent Developments in Guanylating Agents. ARKIVOC. iv, 49-87 (2005).
  39. Berlinck, R. G. S., Trindade-Silva, A. E., Santos, M. F. C. The chemistry and biology of organic guanidine derivatives. Nat. Prod. Rep. 29, 1382-1406 (2012).
  40. Ebada, S., Proksch, P. Chemical and Pharmacological Significance of Natural Guanidines from Marine Invertebrates. Mini-Rev. Med. Chem. 11 (3), 225-246 (2011).

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