Een Direct, Early Stage Guanidinylation protocol voor de synthese van complexe-Aminoguanidine bevattende Natural Products

Samenvatting

Hier presenteren we een protocol voor directe, vroege guanidinylatiestad die een snelle totale synthese van aminoguanidine-bevattende kleine organische moleculen mogelijk maakt. Een geavanceerd synthetisch intermediair dat werd gebruikt bij de synthese van een bloedstollingsfactor XIa-remmer, werd bereid volgens dit protocol.

Samenvatting

De guanidine functionele groep, weergegeven meest opvallend in het aminozuur arginine, een van de fundamentele bouwstenen van het leven, is een belangrijk structureel element in veel complexe natuurlijke producten en farmaceutische producten. Als gevolg van de voortdurende ontdekking van nieuwe-guanidine met natuurlijke producten en ontworpen kleine moleculen, snelle en efficiënte guanidinylation methoden zijn van grote belangstelling voor synthetische en medicinale organisch chemici. Omdat de nucleofiliciteit en basiciteit van guanidinen kan invloed hebben op de daaropvolgende chemische omzettingen, is de traditionele, indirecte guanidinylation typisch nagestreefd. Indirecte werkwijzen gewoonlijk gebruik van multiple bescherming stappen waarbij een latent amine precursor, zoals een azide, ftaalimide of carbamaat. Met omzeiling deze omslachtige werkwijzen en toepassing van een directe reactie guanidinylation vroeg in de synthetische sequentie was het mogelijk om de lineaire klem guanidine hoofdketen van clavatadine A realiseren smedeneen korte en gestroomlijnde synthese van deze potente inhibitor factor XIa. In de praktijk wordt guanidine hydrochloride uitgewerkt met een zorgvuldig geconstrueerde beschermende matrix die is geoptimaliseerd om de synthesestappen komen overleven. Bij de bereiding van clavatadine A, directe guanidinylation van een commercieel verkrijgbaar diamine geëlimineerd twee onnodige stappen uit de synthese. In combinatie met de grote verscheidenheid van bekende guanidine beschermende groepen, directe guanidinylation getuigt een beknopte en efficiënte uitvoerbaarheid inherent aan methoden die een huis in toolbox een synthetische apotheek te vinden.

Inleiding

Het doel van deze video te tonen hoe via een directe en vroege methode guanidinylation een terminal guanidine structuur praktischer, sneller en efficiënter dan de traditionele guanidinylation methoden in de organische synthese maken. De guanidine functionele groep, gevonden op het aminozuur arginine, een belangrijk structureel kenmerk van veel complexe natuurlijke producten en farmaceutische producten. De ontdekking en ontwikkeling van nieuwe guanidine bevattende natuurproducten en kleine moleculen vast dat er een efficiëntere guanidinylation methode. De gebruikte omslachtige benadering kenmerkt de invoering van een latente voorloper die guanidine ontmaskerd in een laat stadium van de synthese. Daarentegen installeert een eenvoudige tactiek beschermde guanidine op een primair amine in een vroeg syntheseroute.

De reactieve aard van guanidinen algemeen verzet zich tegen hen van routinematig gebruik zonder een geschikte beschermende groep strategie. Traditioneel, methodeneen guanidine functionele groep toe te voegen in een indirecte benadering met meerdere stappen bescherming gevolgd door toevoeging van de guanidine aan het einde van de synthese betrokken. Twee recente syntheses illustreren de nadelen die inherent zijn aan indirecte guanidinylation ^1,2. De directe werkwijze die hierin vermeld omvat het laten reageren van een beschermd guanidine reagens met een primair amine vroeg in de synthese van een bepaald molecuul en ontschermen aan het einde van de synthese. Deze strategie werd met succes ingezet in de afgelopen totale synthese van biologisch actieve marine alkaloïden clavatadine A en phidianidine A en B ^3,4.

Hoewel deze directe guanidinylation methode zijn voordelen ten opzichte van traditionele methoden van guanidinylation heeft het heeft nog steeds zijn nadelen. De chemische omstandigheden die de beschermde guanidine kan overleven zal afhangen van de beschermende groep. Ondanks deze potentiële nadelen, de directe guanidinylation methode is een activerende strategieop klem guanidinen toe aan primaire aminen voor gebruik in de synthese van complexe organische moleculen.

Protocol

Let op: Raadpleeg en gehoor veiligheidsinformatiebladen (VIB) voor elke chemische stof voor gebruik. Enkele van de chemicaliën die in deze synthese zijn corrosief, toxisch, carcinogeen of anderszins schadelijk. Daarom nemen alle voorzorgsmaatregelen om inademing, inslikken of huidcontact met deze chemicaliën te voorkomen. Draag geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) juist. Proper PPE omvat wrap-around veiligheidsbril, nitril of meer chemisch bestendige handschoenen, een laboratoriumjas, lange broek, dat de toppen van de schoenen te dekken, dichte schoenen. Gebruik een werkende zuurkast met de sjerp tegen de laagst mogelijke hoogte, in combinatie met aanvullende relevante technische controles, om het risico van accidentele blootstelling te minimaliseren. Delen van de procedure inhouden standaard lucht- en vochtvrije techniek, zoals het gebruik van een Schlenk lijn, amber chemieopslag flessen met kroonkurken en elastomere schijven, spuit en canule overdracht van vloeistoffen en oplossingen, gecomprimeerde gassen, en thij distillatie van brandbare vloeistoffen onder inerte atmosfeer. ⁵

1. Direct Guanidinylation

1. Directe guanidinylation butaan-1,4-diamine (5) met het reagens Goodman's (6) aan di-tert-butoxycarbonyl bereiden (Boc) -agmatine (7) ^3,6
   1. Droge een 1000 ml driehals, rondbodem reactiekolf met een magnetische roerstaaf, een 50 ml Drukegaliserende toevoertrechter en een 14/20 tot 24/40 geslepen adapter gedurende de nacht in een droogoven bij of boven 130 ° C. Neem de kolf uit de oven en snel over de opening van de rechter en linker halzen met rubber septa. Vouw het rubber septum over de lip van de kolf. Om het centrum van de nek, brengt hij de glazen adapter, gevolgd door de toevoeging trechter.
      LET OP: In plaats van 's nachts drogen in een oven, kan de kolf en roerstaaf worden afgedekt met een septum, geplaatst op een Schlenk lijn onder vacuüm of inert gas, en vlam-gedroogd met een propaan fakkel. Raadpleeg tHese bronnen voor meer gedetailleerde informatie over het gebruik van septa, een Schlenk lijn, en een trechter. ^7-9
      1. Bedek de bovenkant van de toevoertrechter met een rubberen septum, het vouwen van de rubber septum over de lip van de fles. Koel het samengestelde inrichting tot kamertemperatuur onder een positieve stroom van inert gas via een Schlenk lijn.
   2. Plaats het flesje van butaan-1,4-diamine (5) (smeltpunt 25-28 ° C) in een warmwaterbad gedeeltelijk smelt de vaste chemische. Zodra een kleine hoeveelheid vloeibaar butaan-1,4-diamine (5) beschikbaar is, gebruikt een oven verwarmd Pasteur pipet tot 2,32 ml (2,03 g, 0,0231 mol, 3,00 mol equivalent) van verbinding 5 brengen van het flesje om een oven-opgewarmd 10 ml maatcilinder. Breng de vloeibaar diamine 5 aan de ronde bodem reactiekolf met behulp van het Pasteur pipet.
      LET OP: Raadpleeg deze bronnen voor meer gedetailleerde informatie on Met een Pasteur-pipet. ^7,10
   3. Voeg 320 ml dichloormethaan (CH _{2Cl 2)} aan de ronde-bodem reactiekolf van een cilinder bij omgevingstemperatuur (20 ° C). Roer de oplossing onder toevoeging van 1,1 ml triethylamine _(Et3N) (0,78 g, 0,0077 mol, 1,00 mol equivalent) van een 2 ml glazen plunjer injectiespuit voorzien van een 12-inch 20-gauge naald metaal met een afgeschuinde punt.
      OPMERKING: Raadpleeg deze bronnen voor meer gedetailleerde informatie over het gebruik van een injectiespuit ^7,8,10 Raadpleeg ook deze bron voor gedetailleerde informatie over het gebruik van een magnetische roer plaat ^8. (Pp 26-29.).
   4. Met behulp van een analytische balans, weegt 3,01 g (0,00769 mol, 1,00 molequivalent) N, N'-di-Boc-N--triflylguanidine (6) (Goodman's reagens). ^11,12 Giet dit vast in een beker. Oplossen van deze verbinding in 25 ml watervrij _{CH2 Cl2.} Teken deze oplossing into een 50 ml glazen plunjer injectiespuit voorzien van een 12-inch, 20-metalen naald met een afgeschuinde tip. Verdeel deze oplossing uit de spuit in de toevoertrechter, zodat de kraan bij de bodem van de trechter is gesloten.
      OPMERKING: Raadpleeg de volgende bronnen voor meer informatie over het gebruik van een analytische balans ^7,13.
   5. En tegelijkertijd de magnetisch roeren op de magnetische roerplaat, open de kraan langzaam zodat de oplossing bereid in stap 1.1.4 druppelen in de rondbodem reactiekolf met een snelheid van ongeveer één druppel per vier seconden zodat de gehele oplossing toegevoegd gedurende ongeveer 1 uur. Nadat de toevoeging voltooid is, roer de oplossing bij kamertemperatuur gedurende 12 uur. Vorming van een precipitaat of residu dat hecht aan de kolf wand meestal waargenomen gedurende de 12 uur roeren.
2. Waterige opwerking voor de isolatie van di-Boc-agmatine (7)
   1. Na 12 uur, bloot de solution de lucht door het verwijderen van het septum. Verwijder de magnetische roerstaaf met een roer-bar retriever. Giet de kleurloze oplossing uit de ronde bodem reactiekolf werd in een scheitrechter.
   2. Was de organische oplossing met twee opeenvolgende 50 ml porties verzadigd waterig natriumbicarbonaat _(NaHCO3). Na elke wasbeurt, laat de onderste organische laag in een schone erlenmeyer. Giet de bovenste waterlaag in een tweede erlenmeyer. Voeg de organische laag naar de scheitrechter.
      OPMERKING: Raadpleeg de volgende bronnen voor meer informatie over de winning en het gebruik van een scheitrechter ^7-9,14.
   3. Was de organische oplossing met twee opeenvolgende 50 ml porties water. Na elke wasbeurt, laat de onderste organische laag in een schone erlenmeyer. Giet de bovenste waterlaag in een tweede erlenmeyer. Voeg de organische laag naar de scheitrechter.
   4. Was de organische oplossing met één 50 ml portie pekel. Giet de lower organische laag in een schone erlenmeyer, en droog met watervrij natriumsulfaat (Na ₂ SO _4). Gravity filter de oplossing door een trechter voorzien van een vouwfilter (grove porositeit, snelle doorstroming, 20-25 micronretentiekenmerken deeltje) in een schone, getarreerd rondbodemkolf.
      OPMERKING: Raadpleeg de volgende bronnen voor meer informatie over het drogen van organische oplossingen met behulp van een droogmiddel ^7-9,14 Raadpleeg deze bronnen voor meer gedetailleerde informatie over de zwaartekracht filtratie ^7-9,15..
   5. Damp de vloeistof in de kolf met een rotatieverdamper de badtemperatuur bij 40 ° C en ingesteld op 120 rpm rotatie.
      OPMERKING: Raadpleeg deze bronnen voor meer gedetailleerde informatie over het gebruik van een roterende verdamper ^7-9,16.
3. Zuivering van di-Boc-agmatine (7) ^3,6
   1. Bereid een kolom voor flashchromatografie met behulp van een eluens van 5: 3: 2 ethylacetaat (EtOAc) _{methanol-Et3N} door een stationaire fase silicagel. Gebruik een glazen chromatografiekolom die 3,8 cm breed en 45 cm hoog.
      LET OP: Raadpleeg deze bronnen voor meer informatie over het zuiveren van organische verbindingen met behulp van kolomchromatografie ^7-9,17,18.
      1. Diatomeeënaarde toevoegen aan de kolom een ​​basis die is ongeveer 2 cm lang vormen. Dit filtratietoeslagstof wordt voorkomen dat eventueel opgeloste silica gel van besmetting van de kolom fracties. eluent toe te voegen totdat de kolom van de eluent-diatomeeënaarde schorsing ongeveer 10 cm lang, ongeveer 40-50 ml bereikt. Meng de eluent en diatomeeënaarde door zacht wervelende te zorgen voor de schorsing is uniform, en laat de vaste stof om zich te vestigen.
         OPMERKING: Gelieve dit bron voor meer gedetailleerde informatie te raadplegen over het gebruik van diatomeeënaarde als filtreerhulpmiddel ^8.
      2. Natte verpakking de kolom door een suspensie bestaande uit 100 g silica gel en een voldoende volume eluent aan de suspensie mogelijk eenvoudig worden geroerd met een metalen spatel. Giet de suspensie in de kolom door een plastic of glazen trechter.
      3. Gebruik luchtdruk om de vloeistof te dwingen door de kolom zodat de uitstroom stroomt als een zachte stroom vloeistof. De snelheid van de eluent stroomsnelheid moet ongeveer twee-lineaire inches per minuut. Stop de stroom elutiemiddel wanneer het niveau van het silicagel bereikt, zodat het silicagel constant nat elueermiddel.
   2. Los de inhoud van de kolf (4,21 g) in een volume van de elutievloeistof die net voldoende om het ruwe product volledig op te lossen, ongeveer 15-20 ml. Zorgvuldig laadt de oplossing op het silicagel zonder de silicagel door overbrengen van de vloeistof uit de kolf naar de kolom met behulp van een Pasteur pipet. Raak de kolom te zorgen bovenkant silicagel vlak. Laat het eluens zodat het niveau van het silicagel bereikt. Voeg een kleine hoeveelheid van het eluent en herhaal.
      LET OP: Raadpleeg deze bron voor gedetailleerde informatie over het oplossen van vaste stoffen met behulp van oplosmiddelen ^9.
      1. Te verstoren silica gel tijdens de elutie van de kolom, voeg zand aan de bovenkant van de silicagel aan een cilinder die ongeveer 0,5 tot 1 cm hoog vormen. Voeg enkele milliliters elutiemiddel waarbij het zand nat. Laat het eluens zodat het niveau van het zand bereikt.
      2. Vul de kolom met eluent. Gebruik luchtdruk om de vloeistof te dwingen door de silicagel zoals beschreven in stap 1.3.1.3. Verzamel het eluaat in buisjes elke reageerbuis die een fractie van het elutiemiddel mengsel.
   3. Verzamel fracties totdat het product volledig geëlueerd uit de kolom. Om te bepalen wanneer dit is gebeurd, spot een op weinig kolomfracties Op een dunne laag chromatografie (TLC) plaat. Di-Boc agmatine (7) een _Rf van 0,39 in 5: 3: 2 _{EtOAc-methanol-Et3N}
      OPMERKING: Raadpleegdeze middelen voor meer gedetailleerde informatie over TLC. ^7-9,19,20
   4. Verzamel fracties die het gewenste product in een getarreerd, rondbodemkolf en damp het oplosmiddel met een rotatieverdamper. Droog de resulterende troebele, lichtgele vloeistof onder hoog vacuüm 's nachts om overgebleven oplosmiddel te verwijderen. Los een analytisch monster (ongeveer 5 mg) van het gezuiverde product, verbinding 7 (2,49 g, 98% opbrengst), met 0,75 ml deuterochloroform _(CDCl3) en geanalyseerd door proton ^(1H) en koolstof ^(13C NMR) spectroscopie.
      LET OP:. Raadpleeg deze bronnen voor meer gedetailleerde informatie over het voorbereiden van een monster voor NMR-analyse en het uitvoeren van een NMR experiment ^7-9,21
4. Synthese van di-Boc-agmatine isocyanaat (8) ³
   1. Bereid een schone 100 ml rondbodem reactiekolf met een magnetische roerstaaf.
   2. Op een analytische balans, voeg de di-Boc agmatine (7) aan de ronde-bodem reactiekolf met een metalen spatel totdat het toegevoegde nettogewicht van verbinding 7 wordt 1,00 g (0,00303 mol, 1,00 mol equivalent). Voeg 25 ml CH _{2Cl 2} de rondbodem reactiekolf van een cilinder bij omgevingstemperatuur (20 ° C). Plaats de oplossing in een water-ijsbad aan de oplossing tot 0 ° C koelen.
   3. In een zuurkast, maken gebruik van een analytische balans om 0,297 g (0,00303 mol, 1,00 mol equivalenten) trifosgeen wegen. Voeg deze solide aan de ronde-bodem reactiekolf door het te gieten door een glas of plastic trechter.
      LET OP: Trifosgeen is uiterst giftig. Draag twee paar nitril handschoenen bij het hanteren van deze verbinding. De dampen zijn ook schadelijk; daarom mag alleen in een werkende zuurkast behandeld. Transfer een analytische balans in een werkende zuurkast vóór de weging trifosgeen voor deze reactie.
   4. Terwijl de voortzetting van de magnetisch roeren, voeg 25ml verzadigde _NaHCO3 door in de rondbodem reactiekolf gieten door een glazen of plastic trechter. Nadat de toevoeging is voltooid, krachtig roeren het tweefasenmengsel bij 0 ° C gedurende 30 minuten met een magnetische roerplaat.
5. Opwerken van di-Boc-agmatine isocyanaat (8) ³
   1. Na 30 min, ophouden te roeren en verwijder de magnetische roerstaaf met een roer-bar retriever. Giet het mengsel uit de rondbodem reactiekolf werd in een scheitrechter die 100 ml CH _{2Cl 2} en 100 ml water bevat.
   2. Schud de scheitrechter krachtig om de lagen te mengen. Giet de onderste organische gedeelte in een schone erlenmeyer. Extraheer de waterige laag met drie opeenvolgende porties van 15 ml CH _{2Cl 2.} Na elke extractie, laat de onderste organische laag in de Erlenmeyer met de gecombineerde organische extracten. Na de drie extracties, giet de aqueous laag in een tweede schone erlenmeyer.
   3. Droog de ​​gecombineerde organische extracten met watervrij Na ₂ SO _4. Gravity filter de oplossing door een trechter voorzien van een vouwfilter (grove porositeit, snelle doorstroming, 20-25 micronretentiekenmerken deeltje) in een schone, getarreerd 250 ml rondbodemkolf.
   4. Damp de vloeistof in de kolf met een rotatieverdamper de badtemperatuur bij 40 ° C en ingesteld op 120 rpm rotatie. Los een analytisch monster (ongeveer 5 mg) van de resulterende lichtbruine olie werd verbinding 8 (1,11 g, 103% van de theorie) in _CDCl3 en geanalyseerd door ^1H en ^13C NMR spectroscopie en infrarood (IR) spectroscopie.
      OPMERKING: Het isocyanaat degradeert binnen uur bij kamertemperatuur, en moet onmiddellijk worden gebruikt in de volgende stap wanneer de cellen. Raadpleeg deze bronnen voor meer gedetailleerde informatie over de infrarood (IR) spectroscopie (referentie 7: pp. 269-303; verwijzing 9: pp 146-147;. referentie 10:. 66-76) ^7-9

2. Synthese van carbamaat 9 van di-Boc Agmatine Isocyanaat (8) en 2,4-DibromoHGAL (3) ³

1. Stel de reactie van di-Boc agmatine isocyanaat (8) met 2,4-dibromoHGAL (3)
   1. Droge een 250 ml rondbodem reactiekolf met een magnetische roerstaaf een nacht in een droogoven bij of boven 130 ° C. Neem de kolf uit de oven en snel dekking van de kolf opening met een rubberen septum. Vouw het rubber septum over de lip van de kolf. Laat de kolf afkoelen tot kamertemperatuur onder een positieve stroom van inert gas met behulp van een Schlenk lijn.
      LET OP: In plaats van 's nachts drogen in een oven, kan de kolf en roerstaaf op een Schlenk lijn onder vacuüm of inert gas en geplaatst worden vlam-gedroogd met een propaan fakkel.
   2. Met een analytische balans Weeg 0,933 g (0,00303 mol, 1,00 mol equivalent) 2,4-dibromoHGAL (3), eend deze solide toevoegen rondbodem reactiekolf onder een stikstof paraplu.
      OPMERKING: 2,4-dibromoHGAL (3) werd in twee stappen bereid uit 2,5- (dimethoxyfenyl) azijnzuur (1), zie figuur 1a ^3,22,23 Het belangrijkste bijproduct gevormd tijdens de synthese van. verbinding 3 is 4-bromoHGAL (4), die is gevormd na de eerste bromering van HGAL (2) ³ bij de zuivering van verbinding 3 met kolomchromatografie voortgezet elutie met 1:. 1 EtOAc-hexaan toelaat verzameling verbinding 4, die moet een _Rf van 0,34 bij de TLC eluens 1:.. 1 EtOAc-hexaan ³ Typische geïsoleerde opbrengsten van bijproduct 4 range 11-15% ³
   3. Voeg 30 ml watervrij CH _{2Cl 2} de rondbodem reactiekolf van een glazen plunjer injectiespuit voorzien van een 12-inch 20-gauge naald met een metalenafgeschuinde punt, bij omgevingstemperatuur (20 ° C). Roer de vaste stof op te lossen.
      OPMERKING: Destilleer het CH ₂ Cl ₂ boven calciumhydride _(CaH2) onder stikstof op geactiveerde 3 A moleculaire zeven voor gebruik.
   4. Voeg 0,103 ml Hünig's base (0,0078 g, 0,000606 mol, 0,2 molequivalent) naar de ronde bodem reactiekolf met een injectiespuit.
      NB: "injectiespuit" betekent dat de vloeistof werd verzameld en afgegeven met een metalen / polytetrafluoretheen-beklede plunjer gasdichte injectiespuit (glas vat) voorzien van een 6-inch 20-gauge naald metaal met een afgeschuinde punt. Destilleer de basis Hünig's boven _CaH2 onder stikstof op geactiveerde 3 A moleculaire zeven voor gebruik.
   5. Bedek de opening van de kolf die het onzuivere isocyanaat 8 uit stap 1.5.4 met een rubber septum. Vouw het septum over de lip van de kolf. Verbind de kolf met het Schlenk lijn en zuiveren de knipk met stikstofgas gedurende 10 minuten.
   6. Aan de kolf bevattende isocyanaat 8, voeg 30 ml watervrij CH _{2Cl 2} uit een glazen plunjer injectiespuit voorzien van een 12-inch 20-gauge naald metaal met een afgeschuinde punt bij omgevingstemperatuur (20 ° C). Zwenk de kolf om de vaste ontbinden.
2. Breng de oplossing van isocyanaat 8 tot 2,4- dibromoHGAL (3) en de basis Hünig's canule
   1. Direct de twee kolven te verbinden door te prikken elk septum met ofwel afgeschuinde metalen punt van een 18-inch lang, 20-metalen canule.
      LET OP: Raadpleeg deze bron voor meer gedetailleerde informatie over het gebruik van een canule naar één oplossing over te dragen aan een ander onder inerte atmosfeer (referentie 8: pp. 74-79). ⁸
   2. Verwijder de stikstofinlaat van de kolf die de CH _{2Cl 2-oplossing} van 2,4- dibromoHGAL (3) en Hünig's base en plaats een 2,5 cm disposable 16-metalen naald (afslag naald) door het septum. Sluit de bubbler dat dient als de uitgang poort van de Schlenk lijn.
      LET OP: Het sluiten van de waterpijp van een Schlenk lijn die onder positieve gasdruk inert kan gevaarlijk zijn. Zorg ervoor dat de exit naald is vrij voor het afsluiten van de bubbler.
   3. Onderste uiteinde van de metalen canule in de CH _{2Cl 2-oplossing} van isocyanaat 8 en breng de volledige oplossing van het ronde bodem reactiekolf gedurende ongeveer 1 uur. Stel de stikstofdruk, dat bij de gewenste stroomsnelheid van ongeveer 0,5 ml per minuut.
   4. Spoel de kolf die isocyanaat 8 bevatte twee opeenvolgende 5 ml porties van CH _{2Cl 2.} Transfer elk CH ₂ Cl ₂ spoeling door een canule in de ronde bodem reactiekolf.
   5. Na het overbrengen van zowel spoelingen in de reactiekolf, demonteer de canule apparaat.
      1. Rchrap het exit naald uit de reactiekolf tegelijkertijd stikstof stroom naar de bubbler heropening. Breng de stikstofinlaat afkomstig van de Schlenk-lijn van de kolf dat het isocyanaat met de ronde bodem reactiekolf bevatte.
   6. Verwijder de canule uit de ronde bodem reactiekolf en roer de oplossing bij kamertemperatuur gedurende 3 uur.
3. Zuivering van carbamaat 9 ³
   1. Na 3 uur werd de oplossing blootstellen aan lucht door het verwijderen van het septum. Verwijder de magnetische roerstaaf met een roer-bar retriever.
   2. Damp de vloeistof in de rondbodem reactiekolf met een rotatieverdamper de badtemperatuur bij 40 ° C en ingesteld op 120 rpm rotatie.
   3. Zuiver het ruwe product door middel van flash kolomchromatografie onder toepassing van een gradiëntelutie van 100: 0 tot 90:10 CH _{2Cl 2} diethyl ether _(Et2O) door een stationaire fase silicagel. Gebruik een glas chromatography kolom die 3,8 cm breed en 45 cm hoog.
   4. Natte verpakking de kolom door een suspensie bestaande uit 60 g silicagel en een voldoende hoeveelheid CH _{2Cl 2} aan de suspensie in staat te stellen in de kolom gegoten.
   5. Gebruik luchtdruk om de vloeistof te dwingen door de kolom zodat de uitstroom stroomt als een zachte stroom vloeistof. De snelheid van de eluent stroomsnelheid moet ongeveer twee-lineaire inches per minuut. Stop de stroom elutiemiddel wanneer het niveau van het silicagel bereikt, zodat het silicagel constant nat elueermiddel.
   6. Los het ruwe product (2,202 g, 110% van de theorie) in een minimaal volume van CH _{2Cl 2.} Zorgvuldig laadt de oplossing op het silicagel zonder de silicagel. Raak de kolom te zorgen bovenkant silicagel vlak. Laat het eluens zodat het niveau van het silicagel bereikt. Voeg een kleine hoeveelheid van CH ₂ Cl ₂ en herhaal.
   7. Verstoring, te voorkomenbing silica gel tijdens de elutie van de kolom, voeg zand aan de bovenkant van de silicagel een cilinder die ongeveer 0,5 tot 1 cm hoog vormen. Voeg een paar ml CH _{2Cl 2} om het zand te bevochtigen. Laat het eluens zodat het niveau van het zand bereikt.
   8. Vul de kolom met CH _{2Cl 2.} Gebruik luchtdruk om de vloeistof te dwingen door de silicagel zoals beschreven in stap 2.3.5. Verzamel het eluaat in buisjes elke reageerbuis die een fractie van het elutiemiddel mengsel.
   9. Verzamel fracties tot de eerste verbinding volledig is geëlueerd uit de kolom. Om te bepalen wanneer dit is gebeurd, spot een op weinig kolomfracties op een TLC-plaat.
      OPMERKING: De eerste verbinding elueerde is ongereageerd 2,4-dibromoHGAL (3), die een _Rf van 0,74 heeft in 90:10 CH ₂ Cl ₂ -Et ₂ O.
   10. Wanneer het niet gereageerde 2,4- dibromoHGAL (3) werd geëlueerd uit dekolom, vervang de eluent met 90:10 CH ₂ Cl ₂ -Et ₂ O. Blijf fracties te verzamelen totdat het gewenste product volledig geëlueerd uit de kolom. Om te bepalen wanneer dit is gebeurd, spot een op weinig kolomfracties op een TLC-plaat.
       Opmerking: Het gewenste product, carbamaat 9, heeft een _Rf van 0,31 in 90:10 CH ₂ Cl ₂ -Et ₂ O.
   11. Verzamel fracties die het carbamaat 9 in een getarreerde, rondbodemkolf en damp het oplosmiddel met een rotatieverdamper. Droog de verkregen schuimachtige vaste stof tot droog onder hoog vacuüm. Analyseer een analytisch monster (ongeveer 5 mg) van het product, 9 carbamaat (1,36 g, 68% opbrengst) van ¹ H en ^13C NMR in _CDCl3. Verzamelen ook ¹ H en ^13C NMR spectra in gedeutereerd dimethylsulfoxide _(DMSO-d6), die direct oplosmiddel opzichte t toestaathij product van stap 3.

3. Synthese en isolatie van Clavatadine A (10) ³

1. Bereid clavatadine A (10) door gelijktijdige zuur gekatalyseerde lacton hydrolyse en guanidine deprotectie van carbamaat 9
   1. Bereid een schone 250 ml ronde bodem reactie kolf met een magnetische roerstaaf.
   2. Op een analytische balans, weegt 1,205 g (0,00181 mol, 1,00 mol equivalenten) van carbamaat 9, bereid in stap 2 en voeg deze solide aan de ronde bodem reactiekolf.
   3. Voeg 12 ml tetrahydrofuran (THF) om het ronde bodem reactiekolf van een cilinder bij omgevingstemperatuur (20 ° C). De vaste stof moet ontbinden de oplossing wordt geroerd.
   4. Bereid 48 ml 1,0 M zoutzuur (HCl).
      1. Voeg 4 ml geconcentreerd (12,0 M) HCl-oplossing een 10 ml maatcilinder.
      2. Breng de geconcentreerde HCl-oplossing door Pasteur pijpt aan een 50 ml maatcilinder dat 30-40 ml gedestilleerd water bevat. Verdun deze oplossing met gedestilleerd water tot een eindvolume van 48 ml.
   5. Voeg 48 ml waterig 1,0 M HCl-oplossing bereid in stap 3.1.4.3 de rondbodem reactiekolf bij kamertemperatuur onder roeren.
   6. Plaats voorzichtig een 24/40 ingeslepen stop aan de opening van de reactiekolf te dekken.
   7. Submerse de reactiekolf in een waterbad dat aan 30 ° C is voorverwarmd op een temperatuur geregelde hete plaat. Zorgen dat het niveau van de oplossing in het reactievat onder het waterniveau in het bad.
      LET OP: Op deze schaal, zal de reactie veroorzaken 2 mol equivalenten van kooldioxide en 2 mol equivalenten van isobuteen gas, dat een oppervlakte van ongeveer 0,174 L. moet bezetten Zorg ervoor dat de stop is licht op de kolf geplaatst om ervoor te zorgen dat de overtollige druk die ontwikkelt kan worden vrijgegeven door de slijpstuk.
   8. terwijl convoortzette het magnetisch roeren Verwarm de oplossing bij 30 ° C gedurende 20 uur.
   9. Na 20 uur werd vacuüm filter de verkregen suspensie door een gemiddeld poreus gesinterd-glasfilter in een schone, getarreerde kolf om onoplosbare materialen te verwijderen.
   10. Damp de geel gekleurde oplossing in de reactiekolf met een rotatieverdamper de badtemperatuur bij 50 ° C en ingesteld op 120 rpm rotatie.
   11. Droog de resulterende geel- om perzikkleurige amorfe vaste stof tot constant gewicht onder hoog vacuüm. Vergemakkelijken drogen door verhitting van de kolf geëvacueerd in een warme (40 ° C) waterbad.
   12. Los een analytisch monster (ongeveer 5 mg) van het product, wat het hydrochloridezout van clavatadine A (10) (0,866 g, 93% opbrengst), in watervrije _DMSO-d6, en analyseren door eendimensionaal ¹ H en ¹³ C NMR spectroscopie.

Resultaten

Directe guanidinylation van een commercieel verkrijgbare α, ω-diamine, gevolgd door reactie met trifosgeen, leverde de reactieve isocyanaat 8 als het lineaire gebied van clavatadine A (Figuur 1b). Opbrengsten van deze tweestapsreactie sequentie onveranderd hoog, 95% of meer. Guanidinylation 6 reagens werd bereid precies zoals beschreven door Goodman. ^11,24

Wanneer i...

Discussie

Aanvankelijke pogingen om clavatadine bereiden A aangeworven traditionele indirecte benadering guanidinylation uit een geschikte amine precursor, die in dit geval een terminal azide. Centraal in deze inspanning is de vereniging van de twee helften van het molecuul aan het carbamaat groep construeren. Helaas, alle pogingen om een azide vermindering in afwachting van een geplande late fase guanidinylation realiseren mislukten. ^25,26 Deze tegenslag geïnspireerd de uitoefening van verbinding 7, d...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Chloroform-d	Sigma-Aldrich	612200-100G	99.8% D, 0.05% v/v tetramethylsilane; Voorzichtig: giftig
Dimethylsulfoxide-d6		185965-50G	99.9% D, 1% v/v tetramethylsilane
sodiumthiosulfaatpentahydraat	Sigma-Aldrich	S8503-2.5KG
natriumsulfaat, watervrij	Sigma-Aldrich	238597-2.5KG
silicagel	Fisher Scientific	S825-25	Merck, Grade 60, 230-400 mesh
gewassen zeezand	Sigma-Aldrich	274739-5KG
hexaan	Sigma-Aldrich	178918-20L	Voorzichtig: ontvlambaar
ethylacetaat	Sigma-Aldrich	319902-4L
methyleendichloride	Sigma-Aldrich	D65100-4L
natriumchloride	Sigma-Aldrich	S9888-10KG
natriumbicarbonaat	Sigma-Aldrich	S6014-2.5KG
azijnzuur	Sigma-Aldrich	695092-2.5L
zoute zuur	Sigma-Aldrich	258248-2.5L	Voorzichtig: Corrosief
broom	Sigma-Aldrich	470864-50G	>99.99% trace metals basis; Voorzichtig: Corrosief, veroorzaakt ernstige brandwonden
hydrobromisch zuur	Sigma-Aldrich	244260-500ML	48% waterig; Voorzichtig: Corrosief
2,5-dimethoxyfenylacetaatzuur	ChemImpex	26909
chloroform	Sigma-Aldrich	132950-4L	Voorzichtig: Giftig
tetrahydrofuran	Sigma-Aldrich	360589-4x4L	Voorzichtig: zeer ontvlambaar
N,N-diisopropylethylamine	Sigma-Aldrich	D125806-500ML	Voorzichtig: Corrosief
triethylamine	Sigma-Aldrich	T0886-1L	Voorzichtig: Corrosief
3 Angstrom moleculaire zeef	Sigma-Aldrich	208574-1KG
calciumhydride	Sigma-Aldrich	213268-100G	Voorzichtig: Corrosief, reageert heftig met water
ammoniummolybdaat	Sigma-Aldrich	431346-50G
fosfomolybdinezuur	Sigma-Aldrich	221856-100G
cerium(IV)sulfaat	Sigma-Aldrich	359009-25G
1-butanol	Sigma-Aldrich	537993-1L
1,4-butanediamine	Sigma-Aldrich	D13208-100G	Voorzichtig: Corrosief / warm in heet waterbad om te smelten voor gebruik
trifosgeen	VWR	200015-064	Voorzichtig: Zeer giftig
methanol	Sigma-Aldrich	646377-4X4L
natriumacetaat	Sigma-Aldrich	241245-100G
Dimethylsulfoxide-d6	Sigma-Aldrich	570672-50G	Watervrij, 99.9% D
natriumhydroxide	Sigma-Aldrich	221465-500G	Voorzichtig: Corrosief
guanidinehydrochloride	Sigma-Aldrich	G4505-25G	Voorzichtig: Giftig, Corrosief
di-tert-butyldicarbonaat	VWR	200002-018%	Voorzichtig: Giftig / mag in heet waterbad worden verwarmd om te smelten voor gebruik
trifluormethaansulfonzuuranhydride	Fisher Scientific	50-206-771	98%, watervrij; Voorzichtig: giftig, corrosief, extreem gevoelig voor vocht