Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

تحضير البيسازيريدين المتجاورين لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية

Published: July 28, 2022 doi: 10.3791/64019
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1Department of Energy Science, Sungkyunkwan University, 2Department of Chemistry, Hankuk University of Foreign Studies

Summary

تم تصنيع البيسازيريدين المتجاورة التي تحتوي على أزيريدينات غير نشطة ومنشطة بواسطة أزيريدينات محفزة عضوية غير متماثلة ثم تعرضت لتفاعلات فتح حلقة كيميائية انتقائية في ظل ظروف حمضية أو أساسية. تفتح حلقة الأزيريدين غير المنشطة مع نيوكليوفيلات أقل تفاعلا في ظل الظروف الحمضية ، في حين تفتح حلقة الأزيريدين المنشطة مع نيوكليوفيلات أكثر تفاعلا في ظل الظروف الأساسية.

Abstract

الأزيريدين ، وهي فئة من الجزيئات العضوية التفاعلية التي تحتوي على حلقة من ثلاثة أعضاء ، هي تركيبات مهمة لتخليق مجموعة كبيرة ومتنوعة من المركبات المستهدفة المحتوية على النيتروجين من خلال فتح الحلقة المعاد التحكم فيها للأزيريدين البديلين C. على الرغم من التقدم الهائل في توليف الأزيريدين على مدى العقد الماضي، إلا أن الوصول إلى البيسازيريدين المتجاورة بكفاءة لا يزال صعبا. لذلك ، كنا مهتمين بتوليف البيسازيريدين المتجاورة التي تحمل مجموعة متنوعة إلكترونيا من بدائل N خارج العمود الفقري الأزيريدين الفردي لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية مع النيوكليوفيلات المتنوعة. في هذه الدراسة ، تم تحضير البيسازيريدين المتجاورة الدائرية عن طريق أزيريدين غير متماثل عضوي من chiral (E)-3-(S)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyde مع N-Ts-O-tosyl أو N-Boc-O-tosyl hydroxylamine كمصدر للنيتروجين في وجود (2 S)-[ثنائي الفينيل (trimethylsilyloxy)methyl] pyrrolidine كمحفز عضوي دائري. كما تظهر هنا أمثلة تمثيلية لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية للبيسازيريدين المتجاورة مع مجموعة متنوعة من النيوكليوفيلات مثل الكبريت والنيتروجين والكربون والأكسجين ، وتطبيق البيسازيريدين المتجاورة على تخليق البيروليدين الدائري متعدد البدائل بواسطة الهدرجة المحفزة ب Pd.

Introduction

التصميم العقلاني للجزيئات العضوية الصغيرة ذات المواقع التفاعلية المتنوعة التي تتحكم بدقة في انتقائية المنتج هو هدف رئيسي في التوليف العضوي الحديث والكيمياء الخضراء1،2،3،4،5،6،7،8. لتحقيق هذا الهدف ، كنا مهتمين بالتوليف المعياري للأزيريدين. تعتبر الأزيريدين ذات أهمية لمعظم الكيميائيين العضويين ، نظرا لإطارها المهم هيكليا9 مع مجموعة متنوعة إلكترونيا من بدائل N التي يمكن أن تؤدي إلى تفاعلات فتح حلقة انتقائية مع العديد من النيوكليوفيلات 10,11,12,13,14,15,16,17,18, 19 ، والأنشطة الدوائية المتنوعة مثل خصائص مضادة للأورام ومضادات الميكروبات ومضادة للبكتيريا. على الرغم من التقدم في كيمياء الأزيريدين ، فإن الأزيريدين غير المنشط والأزيريدين المنشط لهما توليفات مستقلة وتفاعلات فتح الحلقة في الأدبيات20.

لذلك ، كنا نهدف إلى توليف البيسازيريدين المتجاورة التي تضم كلا من الأزيريدين غير المنشط والمنشط. يمكن استخدام هذه البيسازيريدين المتجاورة لترشيد نمط فتح الحلقة الانتقائية الكيميائية بشكل منهجي استنادا إلى الخصائص الإلكترونية التالية للأزيريدين المختلفين وتفاعلهما مع النيوكليوفيلات20،21،22،23،24: أ) الأزيريدين المنشط، حيث تعمل البدائل المسحوبة للإلكترون على تثبيت الشحنة السالبة على النيتروجين بشكل متزامن، وتتفاعل بسهولة مع العديد من النيوكليوفيلات إلى السماح بالمنتجات المفتوحة الحلقة ؛ ب) الأزيريدين غير المنشط، الذي يرتبط فيه النيتروجين ببدائل التبرع بالإلكترونات، خاملة إلى حد كبير تجاه النيوكليوفيلات؛ وبالتالي ، هناك حاجة إلى خطوة ما قبل التنشيط مع منشط مناسب (بشكل رئيسي أحماض Brønsted أو Lewis) لتوفير المنتجات المفتوحة للحلقة في غلات عالية20،21،25،26.

تصف هذه الدراسة التصميم العقلاني للبيسازيريدين المتجاورة كلبنات بناء دائرية عن طريق التحفيز العضوي الخالي من المعادن الانتقالية وتخليق جزيئات متنوعة غنية بالنيتروجين باستخدام أدوات النمذجة التنبؤية لتفاعلات فتح الحلقة من البيسازيريدين. تهدف هذه الدراسة إلى تحفيز تطوير الأساليب العملية لبناء المركبات النشطة بيولوجيا الغنية بالنيتروجين والمنتجات الطبيعية وبلمرة الأزيريدين.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وترد تفاصيل جميع المنتجات المركبة (1-5)، بما في ذلك الهيكل، وأطياف الرنين المغناطيسي النووي الكاملة، والنقاء البصري، وبيانات نظام إدارة الموارد البشرية-MALDI، في الملف التكميلي 1.

1. توليف 3-(أزيريدين-2-يل) ألدهيد أكريل (1أ)

  1. جفف اللهب قارورة مستديرة القاع سعة 50 مل مجهزة بقضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون.
  2. أضف التولوين اللامائي (19 مل) و (R)-1-(R)-1-فينيل إيثيل)أزيريدين-2-كربالديهيد (1.00 جم، 5.71 ملليمول) (انظر جدول المواد) إلى القارورة. ثم حرك المحلول لمدة 1 دقيقة.
  3. أضف (ثلاثي فينيل فوسفورانيليدين) الأسيتالديهيد (2.08 جم ، 6.85 ملليمول) (انظر جدول المواد) إلى المحلول المقلوب.
  4. سخني خليط التفاعل على حرارة 60 درجة مئوية لمدة 18 ساعة. ثم ، قم بتبريد خليط التفاعل إلى درجة حرارة الغرفة وإزالة المذيبات المتطايرة من خليط التفاعل تحت ضغط منخفض.
  5. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1:6 v/v، Rf = 0.25) كمفسوخ.
  6. قم بتنقية المنتج الخام بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1: 6 v / v) كمادة لعزل المنتج النقي 1a (انظر الملف التكميلي 1) كسائل أصفر.
  7. قم بتأكيد المنتج بواسطة قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب (انظر الخطوتين 8 و9 للحصول على طرق القياس).

2. توليف بيسازيريدين المتجاورة (2 أ)

  1. جفف اللهب قارورة مستديرة القاع سعة 50 مل مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون.
  2. أضف خلات الإيثيل اللامائية (3 مل) و 1a (الخطوة 1.6 ، 201 ملغ ، 1.0 ملليمول) إلى القارورة ، ثم حرك المحلول لمدة دقيقة واحدة.
  3. يضاف المحفز (S)-2-(ثنائي الفينيل ((ثلاثي ميثيل سيليل)أوكسي)ميثيل)البيروليدين (B S، انظر جدول المواد) (0.02 مل، 7 مول٪) إلى الخليط ويحرك في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة.
  4. أضف 316 ملغ ، 1.10 مليمول من تيرت-بوتيل توسيلوكسيكاربامات (BocNHOTs ، انظر جدول المواد) و 123 ملغ ، 1.50 مليمول من خلات الصوديوم إلى خليط التفاعل وحرك لمدة 24 ساعة.
  5. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC باستخدام ثنائي إيثيل الأثير: الهكسانات (1:4 v/v، Rf = 0.27) كمفسرة.
  6. استخراج خليط التفاعل مع خلات الإيثيل (3 × 50 مل) في قمع منفصل.
  7. جفف الطبقة العضوية المدمجة فوق Na2SO4 اللامائية ، وقم بالتصفية ، وركز في الفجوة.
  8. قم بتنقية المنتج الخام الناتج عن طريق كروماتوغرافيا فلاش على هلام السيليكا باستخدام ثنائي إيثيل الأثير: الهكسانات (1:4 v/v) كمادة مكافئة لعزل المنتج النقي 2a (انظر الملف التكميلي 1) كسائل أصفر.
  9. قم بتأكيد المنتج بواسطة قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب (انظر الخطوتين 8 و9).

3. تخليق المركب 3

  1. جفف اللهب قارورة مستديرة القاع سعة 50 مل مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون.
  2. أضف الميثانول اللامائي (11 مل) والألدهيد 2a (الخطوة 2.8 ، 1.00 جم ، 3.16 ملليمول) [أو 2b (1.17 جم ، 3.16 مليمول ، انظر الملف التكميلي 1)] إلى القارورة ، ثم حرك المحلول لمدة دقيقة.
  3. أضف NaBH4 (95 مجم ، 2.53 ملليمول) إلى المحلول المقلوب.
  4. حرك خليط التفاعل عند 0 درجة مئوية لمدة 1 ساعة.
  5. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1:4 v/v، Rf = 0.27) كمفسوخ.
  6. بعد 1 ساعة ، قم بإخماد خليط التفاعل بالماء المقطر واستخلصه بأسيتات الإيثيل (3 × 50 مل) في قمع منفصل.
  7. جفف الطبقة العضوية المدمجة فوق Na2SO4 اللامائية ، وقم بالتصفية ، وركز في الفجوة.
  8. قم بتنقية البقايا الخام بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1:4 v/v) كمادة لعزل المنتجات النقية 3a [أو 3b] (انظر الملف التكميلي 1) كسائل أصفر.
  9. قم بتأكيد المنتج بواسطة قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب (انظر الخطوتين 8 و9).

4. تخليق المركب 4

  1. جفف اللهب قارورة مستديرة القاع سعة 50 مل مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون.
  2. أضف ثنائي كلورو الميثان اللامائي (11 مل) والكحول 3a (الخطوة 3.8 ، 1.00 جم ، 3.14 ملليمول) [أو 3b (1.17 جم ، 3.14 ملليمول)] إلى القارورة ، ثم حرك المحلول لمدة دقيقة.
  3. أضف كلوريد تيرت بوتيل ثنائي ميثيل سيليل (TBSCl ، 520 ملغ ، 3.45 ملليمول) وإيميدازول (427 ملغ ، 6.28 ملليمول) (انظر جدول المواد) إلى المحلول المقلوب.
  4. حرك خليط التفاعل على درجة حرارة 0 درجة مئوية لمدة 18 ساعة.
  5. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1:4 v/v، Rf = 0.26) كمظهر.
  6. بعد 18 ساعة ، قم بإخماد خليط التفاعل بالماء منزوع الأيونات واستخراجه بكلوريد الميثيلين (3 × 50 مل) في قمع منفصل.
  7. جفف الطبقة العضوية المدمجة فوق كبريتات الصوديوم اللامائية ، وقم بالتصفية ، ثم ركز تحت ضغط منخفض.
  8. قم بتنقية البقايا الخام بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1: 4 v / v) كمادة لعزل المنتجات النقية 4a [أو 4b] (انظر الملف التكميلي 1) كسائل أصفر.
  9. قم بتأكيد المنتج عن طريق قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب.

5. فتح حلقة انتقائية من أزيريدين غير نشطة: توليف 5D

  1. جفف اللهب قارورة مستديرة القاع سعة 50 مل مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون.
  2. أضف 3b (الخطوة 4.2 ، 100 ملغ ، 0.27 ملليمول) وحمض الخليك (0.12 مل ، 2.14 ملليمول) إلى القارورة ، ثم حرك الخليط في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 ساعات.
  3. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (2: 3 v / v ، Rf = 0.28) كمكافئ.
  4. بعد 5 ساعات ، قم بإزالة حمض الخليك في الفجوة.
  5. قم بتنقية البقايا الخام بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (2: 3 v / v) كمادة لعزل المنتج النقي 5D (انظر الملف التكميلي 1) كسائل أصفر.
  6. قم بتأكيد المنتج عن طريق قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب.

6. فتح حلقة انتقائية من الأزيريدين المنشطة: توليف 5f

  1. جفف اللهب قارورة مستديرة القاع سعة 50 مل مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون.
  2. أضف الميثانول اللامائي (8 مل) و 4b (الخطوة 4.8 ، 100 ملغ ، 0.21 ملليمول) إلى القارورة ، ثم حرك المحلول لمدة 1 دقيقة.
  3. أضف NaN3 (39 مجم ، 0.6 ملليمول) و NH4Cl (21 مجم ، 0.41 ملليمول) في H2O (1 mL) إلى المحلول أعلاه.
  4. حرك خليط التفاعل على درجة حرارة 0 درجة مئوية لمدة 4 ساعات.
  5. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1:4 v/v، Rf = 0.30) كمفسرة.
  6. بعد 4 ساعات ، قم بإخماد خليط التفاعل باستخدام H2O واستخلصه بأسيتات الإيثيل (3 × 50 مل) في قمع منفصل.
  7. جفف الطبقة العضوية المدمجة فوق Na2SO4 اللامائية ، وقم بالتصفية ، وركز في الفجوة.
  8. قم بتنقية البقايا الخام بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (1:4 v/v) كمادة لعزل المنتج النقي 5f (انظر الملف التكميلي 1) كسائل أصفر.
  9. قم بتأكيد المنتج عن طريق قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب.

7. الهدرجة المحفزة Pd للأزيريدين المتجاورة: تخليق 5h

  1. جفف اللهب قارورة مستديرة القاع سعة 50 مل مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون.
  2. أضف الميثانول اللامائي (5 مل) ، 2b (الخطوة 3.2 ، 100 ملغ ، 0.27 ملليمول) ، Boc 2O (70 ملغ ، 0.32 ملليمول) ، و 20٪ Pd (OH) 2 / C (37 ملغ) إلى القارورة.
  3. حرك الخليط تحت الغلاف الجوي H2 (بالون ، 1 جهاز الصراف الآلي) في درجة حرارة الغرفة لمدة 12 ساعة.
  4. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC باستخدام خلات الإيثيل: الهكسانات (2: 3 v / v ، Rf = 0.29) كمظهر.
  5. قم بتصفية خليط التفاعل من خلال وسادة سيليت متاحة تجاريا (انظر جدول المواد) واغسلها بالميثانول.
  6. تبخر في فراغ الترشيح وتنقية البقايا بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا مع خلات الإيثيل: الهكسانات (2: 3 v / v) كعامل لعزل المنتج النقي 5h (انظر الملف التكميلي 1) كسائل عديم اللون.
  7. قم بتأكيد المنتج عن طريق قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب.

8. تحليل مقياس الاستقطاب

  1. تحضير كمية مناسبة من العينة (~ 100 ملغ) ليتم قياسها.
  2. قم بإذابة العينة المحضرة في CHCl3 (c 0.05-1.00).
  3. انقل محلول العينة إلى غرفة العينة ، مما يضمن عدم وجود فقاعات هواء
    [ø = 1.8 مم ، l = 10-1 m].
  4. قم بتحميل غرفة العينة في أداة مقياس الاستقطاب (انظر جدول المواد) وتحقق من اتجاه الغرفة.
  5. تعيين 0 كما انقر فوق صفر مسح في قسم "التحكم".
  6. قم بقياس الدوران المحدد ل CHCl3 للفراغ.
    ملاحظة: مصدر الضوء: Na; λ = 589 نانومتر; D.I.T: 5 S; أوقات الدورة: 5 ؛ الفاصل الزمني للدورة: 5 ثوان ؛ درجة الحرارة: 20 درجة مئوية.
  7. قم بقياس الدوران المحدد لمحلول العينة عند درجة حرارة ثابتة.
    ملاحظة: مصدر الضوء: Na; λ = 589 نانومتر; D.I.T: 5 S; أوقات الدورة: 5 ؛ الفاصل الزمني للدورة: 5 ثوان ؛ درجة الحرارة: 20 درجة مئوية.
  8. قم بقياس الدوران المحدد لمحلول العينة ثلاث مرات بنفس الطريقة للحصول على متوسط القيمة.
  9. احسب الدوران المحدد باستخدام المعادلة27 التالية:
    Equation 1
    α = الدوران المرصود (الدرجات)، c = التركيز (g/mL)، l = طول المسار (10-1 م).

9. 1H و 13C تحليل الرنين المغناطيسي النووي

  1. تحضير ما يقرب من 0.6-1.0 مل من مذيب الرنين المغناطيسي النووي (CDCl3).
  2. قم بإذابة ~ 50 ملغ من العينة في المذيب بتركيز 0.02 M ل 1H NMR و 0.05 M لقياسات NMR 13C.
  3. انقل محلول العينة إلى أنبوب الرنين المغناطيسي النووي باستخدام ماصة باستور.
  4. قم بتحميل الأنبوب في أداة الرنين المغناطيسي النووي (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: أجريت قياسات الرنين المغناطيسي النووي باستخدام مطياف 400 ميغاهرتز أو 500 ميغاهرتز. رقم الدوران: 16 (1H NMR) ، 256 أو 512 (13C NMR) ؛ وقت القياس: 10 دقائق (1H NMR) ، 20 أو 30 دقيقة (13C NMR)].
  5. تسجيل أطياف الرنين المغناطيسي النووي وتحليل البيانات.
    ملاحظة: يرجى الرجوع إلى التحول الكيميائي للطيف إلى إشارة CDCl3 [δ (طيفالرنين المغناطيسي النووي H 1) = 7.26 جزء في المليون؛ δ (طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية) = 77.0 جزء في المليون)].

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

للتحقيق في إمكانية تحضير بيسازيريدين متجاورة، تم تصنيع (E)-3-(S)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyde (1a) لأول مرة كركيزة نموذجية وفقا للإجراء المذكور في الخطوة 1 (الشكل 1)28.

Figure 1
الشكل 1: توليف 1a كركيزة نموذجية. تم تصنيع المنتج 1 أ من (R)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridine-2-carbaldehyde باستخدام (ثلاثي فينيل فوسفورانيليدين)أسيتالديهيد ككاشف. وهذا الرقم مقتبس من Mao et al.28 و Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

بعد ذلك ، تم إجراء أزيريدين 1a للحصول على البيسازيريدين المتجاورين (2a و 2b) في ظل ظروف التفاعل المثلى التالية 29,30,31,32,33,34,35 (الخطوة 2 والشكل 2): أ) لتوليف 2a: 1a (1.0 mmol) ، المحفز BS (7 مول٪) ، BocNHOTs كمصدر للنيتروجين (ما يعادل 1.1) ، NaOAc كقاعدة (1.5 مكافئ) ، EtOAc (0.3 M) لمدة 24 ساعة في درجة حرارة الغرفة ؛ ب) لتخليق 2b: 1a (1.0 mmol) ، المحفز BS (7 mol٪) ، TsNHOTs كمصدر النيتروجين (1.1 مكافئ) ، NaOAc كقاعدة (1.5 مكافئ) ، THF (0.3 M) لمدة 7 ساعات في درجة حرارة الغرفة.

Figure 2
الشكل 2: توليف البيسازيريدين المتجاورين (2 أ و 2 ب). تم تصنيع المنتجات 2a و 2b من 1a في خطوتين ، باستخدام BS كمحفز في الخطوة الأولى و BocNHOTs أو TsNHOTs ككاشف في الخطوة الثانية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

بعد بناء البيسازيريدين المخصب الذي يحمل مويات أزيريدين غير منشطة ومنشطة ، تم تحضير جزيئات مختلفة غنية بالنيتروجين (5a-g) عبر تفاعلات فتح الحلقة الانتقائية مع نوكليوفيلات متنوعة. ويلخص الجدول 1 أمثلة تمثيلية لتفاعلات فتح الحلقة للبيسازيريدين.

الجدول 1: الفتح الحلقي الانتقائي للبيسازيريدين مع النيوكليوفيلات المتنوعة. هذا الجدول مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الجدول.

في وجود حمض لويس ZnCl2 ، وذرة الكبريت من 1-phenyl-5-mercaptotetrazole وفي الوسائط الحمضية NH4Cl ، يهاجم أمين الأنيلين ذرة C3 الأقل إعاقة من الأزيريدين 3b و 4b لتحمل المنتجات المقابلة 5a و 5b ، على التوالي 36,37,38,39,40,41,42 (الجدول 1 ، الإدخالان 1 و2). تم تصنيع المنتج 5c عندما تهاجم ذرة النيتروجين من مكافئ N-methyleneamine43 ، والتي تم إنتاجها من 1,3,5-triethylhexahydro-1,3,5-triazine في وجود ZnBr2 كمحفز ، الأزيريدين غير المنشط على الأزيريدين المنشط غير المتفاعل 3b ، متبوعا بتفاعل إغلاق الحلقة (الجدول 1 ، البند 3). والمثير للدهشة أن التحكم الكيميائي الريجيوكيميائي في الفتح الحلقي للأزيريدين غير المنشط يمكن تحقيقه عن طريق اختيار مجموعة مناسبة لحماية N مثل مجموعة Ts أو Boc على الأزيريدين المنشط (الجدول 1 ، الإدخالات 4 و 5). ومن المفترض أن نمط فتح الحلقة التفاضلية يمكن أن يعزى إلى هندسة أوضاع التنشيط عند البروتونات (أي التفاعلات الثانوية) (الشكل 3). قد يكون التفاعل الثانوي بين ذرة النيتروجين للأزيريدين غير المنشط وذرة النيتروجين المجاورة للسلفوناميد في موقع C2 ' قد حدث ، مما خلق بيئة دائرية مزدحمة بشكل معقم ؛ كان الهجوم النووي اللاحق للخلات على ذرة C3 الأقل إعاقة44,45,46 سيؤدي إلى تكوين المنتج الحركي 5d (الجدول 1 ، الإدخال 4). من ناحية أخرى ، قد ينطوي التفاعل الثانوي بين بروتون أيون الأزيردينيوم وأكسجين الكربونيل على بناء ظرف أكثر مرونة وأقل ازدحاما بشكل معقم ، مما يؤدي إلى تكوين منتج ديناميكي حراري 5eعبر الهجوم النووي 20,21,22,23,24,25,26 من الأسيتات على ذرة C2 الأكثر استبدالا (الجدول 1، المدخل 5). ومن الجدير بالذكر أن العديد من النيوكليوفيلات ، مثل S ، N ، C ، و O ، هاجمت بشكل إيجابي الأزيريدين غير المنشط في ظل ظروف حمضية معتدلة (الجدول 1 ، الإدخالات 1-5). 

Figure 3
الشكل 3: التفاعلات الثانوية المعقولة لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية للبيبازيريدين المتجاورة . (أ) كان الهجوم النووي للخلات على ذرة C3 الأقل إعاقة سيؤدي إلى تكوين منتجات حركية 5d. (ب) كان من شأن الهجوم النووي للأسيتات على ذرة C2 الأكثر استبدالا أن يؤدي إلى تكوين المنتج الديناميكي الحراري 5e. هذا الرقم مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

يمكن تحقيق تفاعل فتح الحلقة الانتقائي للأزيريدين المحمي ب N-Ts باستخدام azide (N 3ˉ) لتوفير المنتج المطلوب 5f ، نظرا لأن azide يوفر الوصول إلى ذرة C3'الأقل إعاقة 47,48,49 (الجدول 1 ، الإدخال 6). علاوة على ذلك ، تم تصنيع إيزوكسازولين N-oxide 5g عن طريق تكوين استر β-hydroxy-α-nitro والهجوم النووي المتتالي لذرة أكسجين النيترون على ذرة C3' من حلقة الأزيريدين المنشطة ، في حين تم تفاعل ألدهيد البيسازيريدينيل المجاور مع نيترو أسيتات الإيثيل والإيميدازول50 (الجدول 1 ، المدخل 7). ومن الجدير بالذكر أن تفاعلات فتح الحلقة التفضيلية لموييت الأزيريدين المنشط حدثت في ظل ظروف أساسية (الجدول 1، الإدخالان 6 و 7).

في وجود Pd(OH)2/C و H 2 (1 atm) و Boc2 O ، تم تحويلألدهيد bisaziridinyl المتجاور بسهولة إلى مركب pyrrolidine chiral birolidine متعدد البدائل 5hعبر التفاعلات المتتالية التالية51 (الجدول 1 ، الإدخال 8 والشكل 4). 

Figure 4
الشكل 4: رسم تخطيطي لتوليف البيروليدين الشيرالي. وقد عدل هذا الرقم من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

بيانات التوصيف للمنتجات
وفيما يلي بعض القممالهامة في البيانات الطيفية للرنين المغناطيسي النووي 1 H (الشكل 5، الشكل 6، الشكل 7، الشكل 8، الشكل 9، الشكل 10، الشكل 11). تظهر ذروة هيدروجين الألدهيد عند ≥9.00 جزء في المليون. تظهر قمم هيدروجينات الألكين في حدود 5.00-7.00 جزء في المليون. تظهر قمم هيدروجين الأزيريدين عند ≤3.50 جزء في المليون. في حالة البيسازيريدين ، تظهر الهيدروجين بشكل فردي. بشكل عام ، تظهر قمم الهيدروجين في مجموعات الألكيل الأخرى عند ≤3.00 جزء في المليون. في حالة Boc و TBS ، تكون قمم الهيدروجين ثابتة بشكل عام وتظهر على شكل مفردات عند ≤2.00 جزء في المليون. في حالة مركب فتح حلقة البيسازيريدين ، تظهر قمم الهيدروجين لمجموعة الألكيل بشكل فردي. يتم توفير جميع تفاصيل المنتجات في الملف التكميلي 1 (أطياف الرنين المغناطيسي النووي الكاملة ، والنقاء البصري ، وبيانات HRMS-MALDI).

وترد البيانات الطيفية المتبقية من الرنين المغناطيسي النووي للنواتج المبينة في الجدول 1 في الملف التكميلي 1 (5a-c، و5e، و5g).

Figure 5
الشكل 5: البيانات الطيفية ل 1a: (A) 1H NMR طيف. (ب) طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية. قمم ملحوظة في طيف الرنينالمغناطيسي النووي 1 H: تتوافق القمم عند 6.56 و 6.38 جزء في المليون مع هيدروجين الألكين بين الأزيريدين والألدهيد. علاوة على ذلك ، فإن الذروة عند 9.47 جزء في المليون تتوافق مع هيدروجين الألدهيد. وهذا الرقم مقتبس من Mao et al.28. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 6
الشكل 6: البيانات الطيفية عن 2 أ: (أ) 1H طيف الرنين المغناطيسي النووي. (ب) طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية. قمم ملحوظة في طيف الرنينالمغناطيسي النووي 1 H: تشير الذروة عند 9.16 جزء في المليون إلى أن الألدهيد لا يزال سليما. الذروة عند 1.48 جزء في المليون تتوافق مع هيدروجين بوك. بالمقارنة مع بيانات الطيف من 1a ، اختفت قمم هيدروجين الألكين. ومع ذلك ، يتم الكشف عن قمم هيدروجين الأزيريدين المتولد في حدود 1.25-1.72 جزء في المليون. هذا الرقم مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 7
الشكل 7: البيانات الطيفية ل 3a: (A) 1H NMR طيف. (ب) طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية. قمم ملحوظة في طيف الرنين المغناطيسي النووي 1H: الذروة عند 1.42 جزء في المليون تتوافق مع هيدروجين الكحول في الكحول الإيثيلي المجاور للأزيريدين ، مما يشير إلى أن الألدهيد في 2a تم تخفيضه إلى الكحول الإيثيلي. علاوة على ذلك ، تمثل القمم عند 4.00 و 3.54 جزء في المليون هيدروجين الميثيلين في الكحول الإيثيلي. هذا الرقم مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 8
الشكل 8: البيانات الطيفية ل 4a: (A) 1H NMR طيف. (ب) طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية. قمم ملحوظة في طيف الرنينالمغناطيسي النووي 1 H: تتوافق القمم عند 0.90 و 0.07 جزء في المليون مع هيدروجين TBS. هذا الرقم مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 9
الشكل 9: البيانات الطيفية ل 5d: (A) 1H NMR طيف. (ب) طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية. قمم ملحوظة في طيف الرنينالمغناطيسي النووي 1 H: الذروة عند 2.13 جزء في المليون تتوافق مع هيدروجينات الميثيل في الأسيتات. تتوافق القمم عند 4.43 و 4.15 جزء في المليون مع هيدروجين الميثيلين المجاور للأسيتات ، الذي تشكل بعد فتح حلقة الأزيريدين بواسطة حمض الخليك. وبالتالي ، فإن القمم عند 2.13 و 3.11 و 4.15 و 4.43 جزء في المليون هي دليل مباشر على تفاعل فتح الحلقة. هذا الرقم مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 10
الشكل 10: البيانات الطيفية ل 5f: (A) 1H NMR طيف. (ب) طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية. قمم ملحوظة في طيف الرنينالمغناطيسي النووي 1 H: الذروة عند 4.95 جزء في المليون تتوافق مع بروتون الأمين. الذروة عند 3.72 جزء في المليون تتوافق مع الهيدروجين المرتبط بالكربون المرتبط بالأزيد. هذه القمم هي دليل مباشر على الفتح الحلقي للأزيريدين الذي يحمل مجموعة -Ts بواسطة N3ˉ nucleophile. هذا الرقم مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 11
الشكل 11: البيانات الطيفية ل 5h: (A) 1H NMR طيف. (ب) طيف الرنين المغناطيسي النووي 13درجة مئوية. قمم ملحوظة في طيف الرنينالمغناطيسي النووي 1 H: القمم عند 1.70 و 1.99 و 3.32 و 3.45 و 3.65 جزء في المليون تتوافق مع هيدروجين البيروليدين. تتداخل ذروة بروتون الأمين المجاور لمجموعة -Ts مع مجموعات الفينيل الأخرى عند 7.30 جزء في المليون. تظهر هذه القمم فتح الحلقة وهدرجة البيسازيريدين والتكوين اللاحق للمركبات الدورية الجديدة. هذا الرقم مقتبس من Rhee et al.52. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الملف التكميلي 1: الهيكل وأطياف الرنين المغناطيسي النووي والنقاء البصري وبيانات HRMS-MALDI للمنتجات المركبة. يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وقد لوحظ أحيانا تكوين خليط لا ينفصل من الدياستيريومات أثناء فترة أزيريدين التحفيز العضوي للكيارال 3-[1-(1-فينيل إيثيل)أزيريدين-2-يل)]أكريلالدهيد، عندما تم استخدام N-Boc-O-tosyl أو N-Ts-O-tosyl hydroxylamine كمصدر للنيتروجين. علاوة على ذلك ، انخفض محصول منتج بيسازيريدين المجاور عندما زادت كمية برولينول ديلاريل سيليل إيثر كمحفز من 7 مول ٪ إلى 20 مول ٪ 47،48،49. علاوة على ذلك ، لاحظنا ظواهر الأزواج "المتطابقة" و "غير المتطابقة" بين التشكيل الدائري للركيزة (على وجه التحديد N-(1-phenylethyl)aziridine moiety) والمحفز العضوي الدائري. ومع ذلك ، يمكن حل المشاكل المذكورة أعلاه عن طريق التحقيق المكثف في المعلمات الحيوية مثل تحميل المحفز ، والمذيبات ، ومصدر النيتروجين ، واختيار موييتي N-(1-phenylethyl)aziridine moiety المجسم المكون كيميائيا.

وفي هذا السياق، فإن اتباع نهج يستخدم الفتح الانتقائي للحلقة من البيسازيريدين المتجاورين الذين يحملون مويات أزيريدين غير منشطة ومنشطة مع مختلف النيوكليوفيلات للوصول إلى الجزيئات الغنية بالنيتروجين الدائري في ظل ظروف حمضية أو أساسية هي الخطوة الحاسمة.

حتى الآن ، تركز الطريقة الشائعة لفتح الحلقة الانتقائية للأزيريدين المبلغ عنها في الأدبيات إما على الأزيريدين غير المنشط أو الأزيريدين المنشط14،17،19،20،21،25،26،27،28،29،30،31،32 ، 33,34,35,36,37,38,39,40,41. ومع ذلك ، في هذه الدراسة ، وصفنا لأول مرة التصميم العقلاني لبيسازيريدين متجاورة تحتوي على كل من الأزيريدين المنشط وغير المنشط وأخضعناه لفتح حلقة regio و stereoselective مع نيوكليوفيلات متنوعة. وتشمل السمات البارزة للنهج الحالي ما يلي: (أ) ظهور أزيريدين متجاورة بوصفها لبنات بناء صغيرة ذات أهمية كبيرة نظرا لقابلية تطبيقها على نطاق واسع لزخارفها الهيكلية؛ (ب) وظهور أزيريدين متجاورين كلبنات بناء صغيرة ذات أهمية كبيرة نظرا لقابلية زخارفها الهيكلية للتطبيق على نطاق واسع؛ و (ب) ظهور أزيريدين متجاورين كلبنات بناء صغيرة ذات أهمية كبيرة نظرا لقابلية تطبيقها على نطاق واسع لزخارفها الهيكلية؛ و (ب) ظهور أزيريدين متجاورين كلبنات بناء صغيرة ذات أهمية كبيرة نظرا لقابلية تطبيقها على نطاق واسع لزخارفها الهيكلية؛ و (ب (ب) التحكم في الانتقائية الانتقائية لتفاعل فتح الحلقة والتحولات الكيميائية الانتقائية المجسمة التي يمكن أن تحسن غلة المنتج وتخلق عملية أكثر اخضرارا؛ و (ج) تخليق جزيئات متنوعة غنية بالنيتروجين باستخدام أدوات النمذجة التنبؤية لفتحات الحلقة الانتقائية.

يمكن استخدام البروتوكول الحالي لتطوير طرق عملية لتوليف المركبات النشطة بيولوجيا الغنية بالنيتروجين والمنتجات الطبيعية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

تم دعم هذا البحث من خلال منحة المعهد الكوري للعلوم الأساسية (المركز الوطني لمرافق ومعدات البحوث) الممولة من وزارة التعليم (2022R1A6C101A751). تم دعم هذا العمل أيضا من خلال منح المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا (NRF) (2020R1A2C1007102 و 2021R1A5A6002803).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
(R)-(+)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl ether Sigma-Aldrich 677191 reagent
(R)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridine-2-carbaldehyde Imagene Co.,Ltd. reagent
(S)-(–)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl ether Sigma-Aldrich 677183 reagent
(S)-2-(diphenyl((trim ethylsilyl)oxy)methyl)pyrrolidine Sigma-Aldrich 677183 reagent
(Triphenylphosphoranylidene) acetaldehyde Sigma-Aldrich 280933 reagent
1,2-Dichloroethane Sigma-Aldrich 284505 solvent
AB Sciex 4800 Plus MALDI TOFTM (2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) matrix Sciex High resolution mass spectra
Acetic acid Sigma-Aldrich A6283 reagent
Ammonium chloride Sigma-Aldrich 254134 reagent
aniline Sigma-Aldrich 132934 reagent
Autopol III digital polarimeter Rudolph Research Analytical polarimeter
AVANCE III HD (400 MHz) spectrometer Bruker NMR spectrometer
Bruker Ascend 500 (500 MHz) Bruker NMR spectrometer
Celite 535 Sigma-Aldrich 22138 For Celite pad
Dichloromethane Sigma-Aldrich 270997 solvent
Di-tert-butyl dicarbonate Sigma-Aldrich 361941 reagent
Ethyl Acetate Sigma-Aldrich 270989 solvent
Ethyl nitroacetate Sigma-Aldrich 192333 reagent
Imidazole Sigma-Aldrich I2399 reagent
INOVA 400WB (400 MHz) Varian NMR spectrometer
JMS-700 JEOL High resolution mass spectra
Methanol Sigma-Aldrich 322415 solvent
N-Boc-O-tosylhydroxylamine Sigma-Aldrich 775037 reagent
P-2000 JASCO polarimeter
Palladium hydroxide on carbon Sigma-Aldrich 212911 reagent
Phenyl-1H-tetrazole-5-thiol TCI P0640 reagent
Silica gel Sigma-Aldrich 227196 For flash clromatography
Silica gel on TLC plates Merck 60768 TLC plate
Sodium acetate Sigma-Aldrich S8750 reagent
Sodium azide Sigma-Aldrich S2002 reagent
Sodium borohydride Sigma-Aldrich 452882 reagent
Sodium carbonate Sigma-Aldrich S2127 reagent
tert-Butyldimethylsilyl chloride Sigma-Aldrich 190500 reagent
Tetrahydrofuran Sigma-Aldrich 401757 solvent
Toluene Sigma-Aldrich 244511 solvent
Zinc bromide Sigma-Aldrich 230022 reagent
Zinc chloride Sigma-Aldrich 429430 reagent

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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. The atom economy-a search for synthetic efficiency. Science. 254 (5037), 1471-1477 (1991).
  4. Sheldon, R. A. The E factor: fifteen years on. Green Chemistry. 9 (12), 1273-1283 (2007).
  5. Li, C. J., Trost, B. M. Green chemistry for chemical synthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (36), 13197-13202 (2008).
  6. Sheldon, R. A. Fundamentals of green chemistry: efficiency in reaction design. Chemical Society Reviews. 41 (4), 1437-1451 (2012).
  7. Marion, P., et al. Sustainable chemistry: how to produce better and more from less. Green Chemistry. 19 (21), 4973-4989 (2017).
  8. Sheldon, R. A. The E factor 25 years on: the rise of green chemistry and sustainability. Green Chemistry. 19 (1), 18-43 (2017).
  9. Dembitsky, V. M., Terent'ev, A. O., Levitsky, D. O. Aziridine alkaloids: origin, chemistry and activity. Natural Products. , 977-1006 (2013).
  10. Ham, G. E. Activated aziridines. I. Reaction of anilines with O-ethyl-N,N-ethyleneurethane. mechanism and Hammett ρ-constant. Journal of Organic Chemistry. 29 (10), 3052-3055 (1964).
  11. Tanner, D. Chiral aziridine-their synthesis and use in stereoselective transformations. Angewandte Chemie International Edition. 33 (6), 599-619 (1994).
  12. Atkinson, R. S. 3-Acetoxyaminoquinazolinones (QNHOAc) as aziridinating agents: ring-opening of N-(Q)-substituted aziridines. Tetrahedron. 55 (6), 1519-1559 (1999).
  13. Sweeney, J. B. Aziridines: epoxides' ugly cousins. Chemical Society Reviews. 31 (5), 247-258 (2002).
  14. Lu, P. Recent developments in regioselective ring opening of aziridines. Tetrahedron. 14 (66), 2549-2560 (2010).
  15. Ohno, H. Synthesis and applications of vinylaziridines and ethynylaziridines. Chemical Reviews. 114 (16), 7784-7814 (2014).
  16. Callebaut, G., Meiresonne, T., De Kimpe, N., Mangelinckx, S. Synthesis and reactivity of 2-(carboxymethyl) aziridine derivatives. Chemical Reviews. 114 (16), 7954-8015 (2014).
  17. Ghosal, N. C., et al. Organocatalysis by an aprotic imidazolium zwitterion: Regioselective ring-opening of aziridines and applicable to gram scale synthesis. Green Chemistry. 18 (2), 565-574 (2016).
  18. Rai, V. K., Rai, P. K., Bajaj, S., Kumar, A. An unprecedented synthesis of γ-lactams via mercaptoacetylation of aziridines in water. Green Chemistry. 13 (5), 1217-1223 (2011).
  19. Srivastava, V. P., Yadav, L. D. S. The first example of ring expansion of N-tosylaziridines to 2-aroyl-N-tosylazetidines with nitrogen ylides in an aqueous medium. Green Chemistry. 12 (8), 1460-1465 (2010).
  20. Stanković, S., et al. Regioselectivity in the ring opening of non-activated aziridines. Chemical Society Reviews. 41 (2), 643-665 (2012).
  21. Ha, H. J., Jung, J. H., Lee, W. K. Application of regio-and stereoselective functional group transformations of chiral aziridine-2-carboxylates. Asian Journal of Organic Chemistry. 3 (10), 1020-1035 (2014).
  22. D'hooghe, M., Ha, H. -J. Synthesis of 4- to 7-membered Heterocycles by Ring Expansion: Aza-, Oxa- and Thiaheterocyclic Small-Ring Systems. 1st ed. , Springer International Publishing. Cham. (2016).
  23. Macha, L., Ha, H. -J. Total synthesis and absolute stereochemical assignment of microgrewiapine A and its stereoisomers. Journal of Organic Chemistry. 84 (1), 94-103 (2019).
  24. Srivastava, N., Macha, L., Ha, H. -J. Total synthesis and stereochemical revision of biemamides B and D. Organic Letters. 21 (22), 8992-8996 (2019).
  25. Lee, W. K., Ha, H. -J. Highlights of the chemistry of enantiomerically pure aziridine-2-carboxylates. Aldrichimica Acta. 36 (2), 57-63 (2003).
  26. Głowacka, I. E., Trocha, A., Wróblewski, A. E., Piotrowska, D. G. N-(1-Phenylethyl) aziridine-2-carboxylate esters in the synthesis of biologically relevant compounds. Beilstein Journal of Organic Chemistry. 15 (1), 1722-1757 (2019).
  27. JoVE. Organic Chemistry II. Polarimeter. JoVE Science Education Database. , JoVE. Cambridge, MA. (2022).
  28. Mao, H., et al. Preparation of chiral contiguous epoxyaziridines and their regioselective ring-opening for drug syntheses. Chemistry-A European Journal. 24 (10), 2370-2374 (2018).
  29. Vesely, J., Ibrahem, I., Zhao, G. L., Rios, R., Córdova, A. Organocatalytic enantioselective aziridination of α,β-unsaturated aldehydes. Angewandte Chemie International Edition. 11 (46), 778-781 (2007).
  30. Arai, H., et al. Enantioselective aziridination reaction of α,β-unsaturated aldehydes using an organocatalyst and tert-butyl N-arenesulfonyloxycarbamates. Tetrahedron Letters. 50 (26), 3329-3332 (2009).
  31. Desmarchelier, A., et al. Organocatalyzed aziridination of α-branched enals: enantioselective synthesis of aziridines with a quaternary stereocenter. European Journal of Organic Chemistry. 20 (2011), 4046-4052 (2011).
  32. Jiang, H., Halskov, K. S., Johansen, T. K., Jørgensen, K. A. Deracemization of axially chiral α,β-unsaturated aldehydes through an amino-catalyzed symmetry-making-symmetry-breaking cascade. Chemistry-A European Journal. 17 (14), 3842-3846 (2011).
  33. Deiana, L., et al. Catalytic asymmetric aziridination of α,β-unsaturated aldehydes. Chemistry-A European Journal. 17 (28), 7904-7917 (2011).
  34. Molnár, I. G., Tanzer, E. M., Daniliuc, C., Gilmour, R. Enantioselective aziridination of cyclic enals facilitated by the fluorine-iminium Ion gauche effect. Chemistry-A European Journal. 20 (3), 794-800 (2014).
  35. Nemoto, T., et al. Enantioselective synthesis of (R)-Sumanirole using organocatalytic asymmetric aziridination of an α,β-unsaturated aldehyde. Tetrahedron: Asymmetry. 25 (15), 1133-1137 (2014).
  36. Sim, T. B., et al. A novel synthesis of 5-functionalized oxazolidin-2-ones from enantiomerically pure 2-substituted N-[(R)-(+)-α-methylbenzyl] aziridines. Journal of Organic Chemistry. 68 (1), 104-108 (2003).
  37. Silva, M. A., Goodman, J. M. Aziridinium ring opening: a simple ionic reaction pathway with sequential transition states. Tetrahedron Letters. 46 (12), 2067-2069 (2005).
  38. Yun, S. Y., et al. Nucleophile-dependent regioselective ring opening of 2-substituted N,N-dibenzylaziridinium ions: bromide versus hydride. Chemical Communications. (18), 2508-2510 (2009).
  39. Dolfen, J., et al. Bicyclic aziridinium ions in azaheterocyclic chemistry-preparation and synthetic application of 1-azoniabicyclo [n. 1.0] alkanes. Advanced Synthesis & Catalysis. 358 (22), 3485-3511 (2016).
  40. D'hooghe, M., et al. Systematic study of halide-induced ring opening of 2-substituted aziridinium salts and theoretical rationalization of the reaction pathways. European Journal of Organic Chemistry. 2010 (25), 4920-4931 (2010).
  41. Boydas, E. B., et al. Theoretical insight into the regioselective ring-expansions of bicyclic aziridinium ions. Organic & Biomolecular Chemistry. 16 (5), 796-806 (2018).
  42. Lee, B. K., et al. An efficient synthesis of chiral terminal 1, 2-diamines using an enantiomerically pure [1-(1′ R)-methylbenzyl] aziridine-2-yl] methanol. Tetrahedron. 62 (35), 8393-8397 (2006).
  43. Ha, H. J., et al. Addition of 1-Boc-2-tert-butyldimethylsilyloxypyrrole to N-methyleneamine equivalents: synthesis of 1-Boc-5-aminomehtyl-2,5-dihydropyrrole-2-ones and 1-Boc-2-oxo-1,7,9-triazaspiro[4,5]-dec-3-ene. Heterocycles. 50 (1), 203-214 (1999).
  44. Laughlin, R. G. The basicity of aliphatic sulfonamides. Journal of the American Chemical Society. 89 (17), 4268-4271 (1967).
  45. Moreira, J. A., Rosa da Costa, A. M., García-Río, L., Pessêgo, M. Equilibrium constants and protonation site for N-methylbenzenesulfonamides. Beilstein Journal of Organic Chemistry. 7 (1), 1732-1738 (2011).
  46. Song, K., et al. Highly active ruthenium metathesis catalysts enabling ring-opening metathesis polymerization of cyclopentadiene at low temperatures. Nature Communications. 10, 3860 (2019).
  47. Fukuta, Y., et al. De novo synthesis of Tamiflu via a catalytic asymmetric ring-opening of meso-aziridines with TMSN3. Journal of the American Chemical Society. 128 (19), 6312-6313 (2006).
  48. Jiang, H., et al. Intramolecular radical aziridination of allylic sulfamoyl azides by cobalt (II)-based metalloradical catalysis: effective construction of strained heterobicyclic structures. Angewandte Chemie International Edition. 55 (38), 11604-11608 (2016).
  49. Righi, G., Bovicelli, P., Barontini, M., Tirotta, I. Dimethyl carbonate in the regio-and stereocontrolled opening of three-membered heterocyclic rings. Green Chemistry. 14 (2), 495-502 (2012).
  50. Righi, P., et al. Solution- and solid-phase synthesis of 4-hydroxy-4,5-dihydroisoxazole derivatives from enantiomerically pure N-tosyl-2,3-aziridine alcohols. Organic Letters. 4 (4), 497-500 (2002).
  51. Yadav, N. N., Choi, J., Ha, H. -J. One-pot multiple reactions: asymmetric synthesis of 2, 6-cis-disubstituted piperidine alkaloids from chiral aziridine. Organic & Biomolecular Chemistry. 14 (27), 6426-6434 (2016).
  52. Rhee, H. J., et al. Preparation and utilization of contiguous bisaziridines as chiral building blocks. Advanced Synthesis & Catalysis. 363 (13), 3250-3257 (2021).

Tags

الكيمياء، العدد 185، البيسازيريدين المتجاورة، الأزيريدين المنشط، الأزيريدين غير المنشط، تفاعل فتح الحلقة، لبنة البناء الدائرية، أزيريدين، التحفيز العضوي
تحضير البيسازيريدين المتجاورين لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lee, Y., Byeon, H., Ha, H. J., Yang, … More

Lee, Y., Byeon, H., Ha, H. J., Yang, J. W. Preparation of Contiguous Bisaziridines for Regioselective Ring-Opening Reactions. J. Vis. Exp. (185), e64019, doi:10.3791/64019 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter