Methodenartikel

Bereiding van aaneengesloten bisaziridines voor regioselectieve ringopeningsreacties

DOI:

10.3791/64019

⸱

28 juli 2022

 ,  ,  , 
1Department of Energy Science, Sungkyunkwan University, 2Department of Chemistry, Hankuk University of Foreign Studies

In dit artikel

Samenvatting

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

Aaneengesloten bisaziridines die niet-geactiveerde en geactiveerde aziridines bevatten, werden gesynthetiseerd door asymmetrische organokatalytische aziridinaties en vervolgens onderworpen aan chemoselectieve ringopeningsreacties onder zure of basische omstandigheden. De niet-geactiveerde aziridinering opent met minder reactieve nucleofielen onder zure omstandigheden, terwijl de geactiveerde aziridinering opent met meer reactieve nucleofielen onder basische omstandigheden.

Samenvatting

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

Aziridines, een klasse van reactieve organische moleculen die een ring met drie leden bevatten, zijn belangrijke synthons voor de synthese van een grote verscheidenheid aan gefunctionaliseerde stikstofhoudende doelverbindingen door de regiogecontroleerde ringopening van C-gesubstitueerde aziridines. Ondanks de enorme vooruitgang in de synthese van aziridine in het afgelopen decennium, blijft het moeilijk om efficiënt toegang te krijgen tot aaneengesloten bisaziridines. Daarom waren we geïnteresseerd in het synthetiseren van aaneengesloten bisaziridines met een elektronisch diverse set N-substituenten voorbij de enkele aziridine-ruggengraat voor regioselectieve ringopeningsreacties met diverse nucleofielen. In deze studie werden chirale aaneengesloten bisaziridines bereid door organokatalytische asymmetrische aziridinatie van chirale (E)-3-((S)-1-((R)-1-fenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyde met N-Ts-O-tosyl of N-Boc-O-tosylhydroxylamine als stikstofbron in aanwezigheid van (2S)-[difenyl(trimethylsilyloxy)methyl]pyrrolidine als chiraal organokatalysator. Hier worden ook representatieve voorbeelden aangetoond van regioselectieve ringopeningsreacties van aaneengesloten bisaziridines met een verscheidenheid aan nucleofielen zoals zwavel, stikstof, koolstof en zuurstof, en de toepassing van aaneengesloten bisaziridines op de synthese van multi-gesubstitueerde chirale pyrrolidines door Pd-gekatalyseerde hydrogenering.

Inleiding

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

Rationeel ontwerp van kleine organische moleculen met diverse reactieve locaties die de selectiviteit van producten nauwkeurig regelen, is een belangrijk doel in de moderne organische synthese en groene chemie 1,2,3,4,5,6,7,8. Om dit doel te bereiken, waren we geïnteresseerd in de modulaire synthese van aziridines. Aziridines zijn van belang voor de meeste organische chemici, vanwege hun structureel belangrijke raamwerk9 met een elektronisch diverse set N-substituenten die kunnen leiden tot regioselectieve ringopeningsreacties met meerdere nucleofielen 10,11,12,13,14,15,16,17,18, 19, en gevarieerde farmacologische activiteiten zoals antitumor, antimicrobiële en antibacteriële eigenschappen. Ondanks de vooruitgang in de aziridinechemie hebben niet-geactiveerd aziridine en geactiveerd aziridine onafhankelijke syntheses en ringopeningsreacties in de literatuur20.

Daarom wilden we aaneengesloten bisaziridines synthetiseren die zowel de niet-geactiveerde als geactiveerde aziridines omvatten. Deze aaneengesloten bisaziridines kunnen worden gebruikt om systematisch een chemoselectief ringopeningspatroon te rationaliseren op basis van de volgende elektronische eigenschappen van de twee verschillende aziridinen en hun reactiviteit op nucleofielen 20,21,22,23,24: a) geactiveerde aziridinen, waarbij de elektron-terugtrekkende substituenten conjugatief de negatieve lading op de stikstof stabiliseren, gemakkelijk reageren met meerdere nucleofielen op producten met ringopeningen toestaan; b) niet-geactiveerde aziridinen, waarbij de stikstof gebonden is aan de elektron-donerende substituenten, aanzienlijk inert zijn ten opzichte van nucleofielen; daarom is een pre-activeringsstap met een geschikte activator (voornamelijk Brønsted- of Lewiszuren) vereist om de ringgeblokte producten in hoge opbrengsten 20,21,25,26 te bieden.

De huidige studie beschrijft het rationele ontwerp van aaneengesloten bisaziridines als chirale bouwstenen via overgangsmetaalvrije organocatalysis en de synthese van diverse stikstofrijke moleculen met behulp van voorspellende modelleringstools voor ringopeningsreacties van bisaziridines. Deze studie heeft tot doel de vooruitgang van praktische methoden voor de bouw van met stikstof verrijkte bioactieve stoffen en natuurlijke producten en de polymerisatie van aziridines te stimuleren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

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

De details van alle gesynthetiseerde producten (1-5), inclusief de structuur, volledige NMR-spectra, optische zuiverheid en HRMS-MALDI-gegevens, worden verstrekt in aanvullend bestand 1.

1. Synthese van 3-(aziridin-2-yl)acrylaldehyde (1a)

  1. Vlamdroog een kolf met ronde bodem van 50 ml, uitgerust met een roerstaaf en een septum onder vacuümomstandigheden. Koel het af tot kamertemperatuur terwijl het wordt gevuld met argongas.
  2. Voeg watervrij tolueen (19 ml) en (R)-1-(R)-1-fenylethyl)aziridine-2-carbaldehyde (1,00 g, 5,71 mmol) (zie materiaaltabel) toe aan de kolf. Roer vervolgens de oplossing gedurende 1 min.
  3. Voeg (trifenylfosfanylideen)aceetaldehyde (2,08 g, 6,85 mmol) (zie materiaaltabel) toe aan de geroerde oplossing.
  4. Verwarm het reactiemengsel op 60 °C gedurende 18 uur. Koel vervolgens het reactiemengsel af tot kamertemperatuur en verwijder vluchtig oplosmiddel uit het reactiemengsel onder verlaagde druk.
  5. Monitor de voortgang van de reactie door TLC met ethylacetaat:hexanen (1:6 v/v, Rf = 0,25) als eluent.
  6. Zuiver het ruwe product door silicagelflitschromatografie met ethylacetaat:hexanen (1:6 v/v) als eluent om zuiver product 1a (zie aanvullend dossier 1) als gele vloeistof te isoleren.
  7. Bevestig het product met NMR- en polarimetermetingen (zie stap 8 en 9 voor meetmethoden).

2. Synthese van aaneengesloten bisaziridine (2a)

  1. Vlamdroog een kolf met ronde bodem van 50 ml met een roerstaaf en een septum onder vacuümomstandigheden. Koel het af tot kamertemperatuur terwijl het wordt gevuld met argongas.
  2. Voeg watervrij ethylacetaat (3 ml) en 1a (stap 1.6, 201 mg, 1,0 mmol) toe aan de kolf en roer de oplossing gedurende 1 min.
  3. Voeg katalysator (S)-2-(difenyl((trimethylsilyl)oxy)methyl)pyrrolidine (BS, zie materiaaltabel) (0,02 ml, 7 mol%) toe aan het mengsel en roer gedurende 30 minuten op kamertemperatuur.
  4. Voeg 316 mg, 1,10 mmol tert-butyltosyloxycarbamaat (BocNHOTs, zie materiaaltabel) en 123 mg, 1,50 mmol natriumacetaat toe aan het reactiemengsel en roer gedurende 24 uur.
  5. Monitor de reactievoortgang door TLC met behulp van diethylether:hexanen (1:4 v/v, Rf = 0,27) als eluent.
  6. Extraheer het reactiemengsel met ethylacetaat (3 x 50 ml) in een separatortrechter.
  7. Droog de gecombineerde organische laag over watervrij Na2SO4, filtreer en concentraat in vacuo.
  8. Zuiver het resulterende ruwe product door flashchromatografie op silicagel met diethylether:hexanen (1:4 v/v) als eluent om zuiver product 2a (zie aanvullend dossier 1) als gele vloeistof te isoleren.
  9. Bevestig het product met NMR- en polarimetermetingen (zie stap 8 en 9).

3. Synthese van verbinding 3

  1. Vlamdroog een kolf met ronde bodem van 50 ml met een roerstaaf en een septum onder vacuümomstandigheden. Koel het af tot kamertemperatuur terwijl het wordt gevuld met argongas.
  2. Voeg watervrije methanol (11 ml) en aldehyde 2a (stap 2.8, 1.00 g, 3.16 mmol) [of 2b (1.17 g, 3.16 mmol, zie Aanvullend bestand 1)] toe aan de kolf en roer vervolgens de oplossing gedurende een minuut.
  3. Voeg NaBH4 (95 mg, 2,53 mmol) toe aan de geroerde oplossing.
  4. Roer het reactiemengsel gedurende 1 uur op 0 °C.
  5. Monitor de voortgang van de reactie door TLC met ethylacetaat:hexanen (1:4 v/v, Rf = 0,27) als eluent.
  6. Doof na 1 uur het reactiemengsel met gedestilleerd water en extraheer met ethylacetaat (3 x 50 ml) in een separatortrechter.
  7. Droog de gecombineerde organische laag over watervrij Na2SO4, filtreer en concentraat in vacuo.
  8. Zuiver het ruwe residu door silicagel flashchromatografie met ethylacetaat:hexanen (1:4 v/v) als eluent om zuivere producten 3a [of 3b] (zie aanvullend dossier 1) als gele vloeistof te isoleren.
  9. Bevestig het product met NMR- en polarimetermetingen (zie stap 8 en 9).

4. Synthese van verbinding 4

  1. Vlamdroog een kolf met ronde bodem van 50 ml met een roerstaaf en een septum onder vacuümomstandigheden. Koel het af tot kamertemperatuur terwijl het wordt gevuld met argongas.
  2. Voeg watervrij dichloormethaan (11 ml) en alcohol 3a (stap 3.8, 1,00 g, 3,14 mmol) [of 3b (1,17 g, 3,14 mmol)] toe aan de kolf en roer de oplossing vervolgens een minuut.
  3. Voeg tert-butyldimethylsilylchloride (TBSCl, 520 mg, 3,45 mmol) en imidazol (427 mg, 6,28 mmol) (zie materiaaltabel) toe aan de geroerde oplossing.
  4. Roer het reactiemengsel gedurende 18 uur op 0 °C.
  5. Monitor de voortgang van de reactie door TLC met ethylacetaat:hexanen (1:4 v/v, Rf = 0,26) als eluent.
  6. Doof na 18 uur het reactiemengsel met gedeïoniseerd water en extract met methyleenchloride (3 x 50 ml) in een separatortrechter.
  7. Droog de gecombineerde organische laag over het watervrije natriumsulfaat, filter en concentreer vervolgens onder verminderde druk.
  8. Zuiver het ruwe residu door silicagel flashchromatografie met ethylacetaat:hexanen (1:4 v/v) als eluent om zuivere producten 4a [of 4b] (zie aanvullend dossier 1) als gele vloeistof te isoleren.
  9. Bevestig het product met NMR- en polarimetermetingen.

5. Selectieve ringopening van niet-geactiveerde aziridines: synthese van 5d

  1. Vlamdroog een kolf met ronde bodem van 50 ml met een roerstaaf en een septum onder vacuümomstandigheden. Koel het af tot kamertemperatuur terwijl het wordt gevuld met argongas.
  2. Voeg 3b (stap 4,2, 100 mg, 0,27 mmol) en azijnzuur (0,12 ml, 2,14 mmol) toe aan de kolf en roer het mengsel vervolgens bij kamertemperatuur gedurende 5 uur.
  3. Monitor de reactievoortgang door TLC met ethylacetaat:hexanen (2:3 v/v, Rf = 0,28) als eluent.
  4. Verwijder na 5 uur het azijnzuur in vacuo.
  5. Zuiver het ruwe residu door silicagel flashchromatografie met ethylacetaat:hexanen (2:3 v/v) als eluent om zuiver product 5d (zie aanvullend dossier 1) als gele vloeistof te isoleren.
  6. Bevestig het product met NMR- en polarimetermetingen.

6. Selectieve ringopening van geactiveerde aziridines: synthese van 5f

  1. Vlamdroog een kolf met ronde bodem van 50 ml met een roerstaaf en een septum onder vacuümomstandigheden. Koel het af tot kamertemperatuur terwijl het wordt gevuld met argongas.
  2. Voeg watervrije methanol (8 ml) en 4b (stap 4.8, 100 mg, 0,21 mmol) toe aan de kolf en roer de oplossing gedurende 1 min.
  3. Voeg NaN3 (39 mg, 0,6 mmol) en NH4Cl (21 mg, 0,41 mmol) in H2O (1 ml) toe aan de bovenstaande oplossing.
  4. Roer het reactiemengsel gedurende 4 uur op 0 °C.
  5. Monitor de reactievoortgang door TLC met ethylacetaat:hexanen (1:4 v/v, Rf = 0,30) als eluent.
  6. Doof na 4 uur het reactiemengsel met H2O en extraheer met ethylacetaat (3 x 50 ml) in een separatortrechter.
  7. Droog de gecombineerde organische laag over watervrij Na2SO4, filtreer en concentraat in vacuo.
  8. Zuiver het ruwe residu door silicagel flashchromatografie met ethylacetaat:hexanen (1:4 v/v) als eluent om zuiver product 5f (zie aanvullend dossier 1) als gele vloeistof te isoleren.
  9. Bevestig het product met NMR- en polarimetermetingen.

7. Pd-gekatalyseerde hydrogenering van aaneengesloten aziridines: synthese van 5h

  1. Vlamdroog een kolf met ronde bodem van 50 ml met een roerstaaf en een septum onder vacuümomstandigheden. Koel het af tot kamertemperatuur terwijl het wordt gevuld met argongas.
  2. Voeg watervrije methanol (5 ml), 2b (stap 3.2, 100 mg, 0,27 mmol), Boc2O (70 mg, 0,32 mmol) en 20% Pd(OH)2/C (37 mg) toe aan de kolf.
  3. Roer het mengsel onder H2 atmosfeer (ballon, 1 atm) bij kamertemperatuur gedurende 12 uur.
  4. Monitor de voortgang van de reactie door TLC met ethylacetaat:hexanen (2:3 v/v, Rf = 0,29) als eluent.
  5. Filtreer het reactiemengsel door een in de handel verkrijgbare celietpad (zie Materiaaltabel) en was met methanol.
  6. Verdamp in vacuo het filtraat en zuiver het residu door silicagel flashchromatografie met ethylacetaat:hexanen (2:3 v/v) als eluent om zuiver product 5h (zie aanvullend dossier 1) als kleurloze vloeistof te isoleren.
  7. Bevestig het product met NMR- en polarimetermetingen.

8. Polarimeter analyse

  1. Bereid een geschikte hoeveelheid van het monster (~ 100 mg) om te meten.
  2. Los het bereide monster op in CHCl3 (c 0,05-1,00).
  3. Breng de monsteroplossing over in de monsterkamer en zorg ervoor dat er geen luchtbellen zijn
    [ø = 1,8 mm, l = 10-1 m].
  4. Laad de monsterkamer in het polarimeterinstrument (zie Materiaaltabel) en controleer de oriëntatie van de kamer.
  5. Stel 0 in als klik op nul wissen in het gedeelte 'controle'.
  6. Meet de specifieke rotatie van CHCl3 voor de blanco.
    OPMERKING: Lichtbron: Na; λ = 589 nm; D.I.T: 5 s; cyclustijden: 5; cyclusinterval: 5 s; temperatuur: 20 °C.
  7. Meet de specifieke rotatie van de monsteroplossing bij een constante temperatuur.
    OPMERKING: Lichtbron: Na; λ = 589 nm; D.I.T: 5 s; cyclustijden: 5; cyclusinterval: 5 s; temperatuur: 20 °C.
  8. Meet de specifieke rotatie van de monsteroplossing driemaal op dezelfde manier om de gemiddelde waarde te verkrijgen.
  9. Bereken de specifieke rotatie met behulp van de volgende vergelijking27:
    figure-protocol-1
    α = waargenomen rotatie (graden), c = concentratie (g/ml), l = padlengte (10-1 m).

9. 1H en 13C NMR analyse

  1. Bereid ongeveer 0,6-1,0 ml van het NMR-oplosmiddel (CDCl3).
  2. Los ~50 mg monster op in het oplosmiddel in een concentratie van 0,02 M voor 1H NMR en 0,05 M voor 13C NMR-metingen.
  3. Breng de monsteroplossing over in een NMR-buis met behulp van een Pasteur-pipet.
  4. Laad de buis in het NMR-instrument (zie Materiaaltabel).
    OPMERKING: NMR-metingen werden uitgevoerd met behulp van 400 MHz- of 500 MHz-spectrometers. Spinnummer: 16 (1H NMR), 256 of 512 (13C NMR); meettijd: 10 min (1H NMR), 20 of 30 min (13C NMR)].
  5. Noteer de NMR-spectra en analyseer de gegevens.
    OPMERKING: Verwijs naar de chemische verschuiving van het spectrum naar het CDCl3-signaal [δ (1H NMR-spectrum) = 7,26 ppm; δ (13C NMR-spectrum) = 77,0 ppm)].

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

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

Om de haalbaarheid van het bereiden van een aaneengesloten bisaziridine te onderzoeken, werd (E)-3-((S)-1-(R)-1-fenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyde (1a) eerst gesynthetiseerd als een modelsubstraat volgens de procedure vermeld in stap 1 (Figuur 1)28.

figure-results-1

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

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

De vorming van een onafscheidelijk mengsel van diastereomeren is af en toe waargenomen tijdens de organokatalytische aziridinatie van chirale 3-[1-(1-fenylethyl)aziridin-2-yl)]acrylaldehyde, toen N-Boc-O-tosyl of N-Ts-O-tosylhydroxylamine als stikstofbron werd gebruikt. Verder nam de opbrengst van het aaneengesloten bisaziridineproduct af wanneer de hoeveelheid diaryl silyletherprolinol als katalysator werd verhoogd van 7 mol% naar 20 mol%47,48,49.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

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

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

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

Dit onderzoek werd ondersteund door de Korea Basic Science Institute (National Research Facilities and Equipment Center) subsidie gefinancierd door het ministerie van Onderwijs (2022R1A6C101A751). Dit werk werd ook ondersteund door subsidies van de National Research Foundation of Korea (NRF) (2020R1A2C1007102 en 2021R1A5A6002803).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
(R)-(+)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl etherSigma-Aldrich677191reagens
(R)-1-((R)-1-fenylethyl)aziridine-2-carbaldehydeImagene Co.,Ltd.reagens
(S)-(–)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl etherSigma-Aldrich677183reagens
(S)-2-(difenyl((trim ethylsilyl)oxy)methyl)pyrrolidineSigma-Aldrich677183reagens
(Trifenylfosforanylideen) aceetaldehydeSigma-Aldrich280933reagens
1,2-DichloorethyleenSigma-Aldrich284505oplosmiddel
AB Sciex 4800 Plus MALDI TOFTM (2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) matrixSciexHoge resolutie massaspectra
AzijnzuurSigma-AldrichA6283reagens
AmmoniumchlorideSigma-Aldrich254134reagens
anilineSigma-Aldrich132934reagens
Autopol III digitale polarimeterRudolph Research Analyticalpolarimeter
AVANCE III HD (400 MHz) spectrometerBrukerNMR spectrometer
Bruker Ascend 500 (500 MHz)BrukerNMR spectrometer
Celite 535Sigma-Aldrich22138Voor Celite pad
DichloormethaanSigma-Aldrich270997oplosmiddel
Di-tert-butyl dicarbonaatSigma-Aldrich361941reagens
EthylacetaatSigma-Aldrich270989oplosmiddel
Ethyl nitroacetaatSigma-Aldrich192333reagens
ImidazoolSigma-AldrichI2399reagens
INOVA 400WB (400 MHz)VarianNMR spectrometer
JMS-700JEOLHoge resolutie massaspectra
MethanolSigma-Aldrich322415oplosmiddel
N-Boc-O-tosylhydroxylamineSigma-Aldrich775037reagens
P-2000JASCOpolarimeter
Palladiumhydroxide op koolstofSigma-Aldrich212911reagens
Fenyl-1H-tetrazoool-5-thiolTCIP0640reagens
SilicagelSigma-Aldrich227196Voor flash clromatografie
Silicagel op TLC platenMerck60768TLC plaat
NatriumacetaatSigma-AldrichS8750reagens
NatriumazideSigma-AldrichS2002reagens
NatriumborohydrideSigma-Aldrich452882reagens
NatriumcarbonaatSigma-AldrichS2127reagens
tert-ButyldimethylsilylchlorideSigma-Aldrich190500reagens
TetrahydrofuraanSigma-Aldrich401757oplosmiddel
TolueenSigma-Aldrich244511oplosmiddel
ZinkbromideSigma-Aldrich230022reagens
ZinkchlorideSigma-Aldrich429430reagens

Referenties

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

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Aziridinesynthesestikstofhoudende verbindingenorganokatalytische aziridineringchirale bisaziridinesnucleofiele ringopeningsilicagelchromatografienatriumborhydridereductieNMR spectroscopie

Gerelateerde artikelen