Enancjomerycznie wzbogacone szkielety bispiro[γ-butyrolakton-pirolidyn-4,4'-pirazolon] są asymetrycznie syntetyzowane przez prostą organokatalityczną reakcję cykloaddycji 1,3-dipolarnej.
Artykuł metodologiczny
Enancjomerycznie wzbogacone szkielety bispiro[γ-butyrolakton-pirolidyn-4,4'-pirazolon] są asymetrycznie syntetyzowane przez prostą organokatalityczną reakcję cykloaddycji 1,3-dipolarnej.
Rusztowania bispicykliczne są jedną z ważnych podjednostek strukturalnych w wielu produktach naturalnych, które wykazują różnorodną i atrakcyjną aktywność biologiczną. Niedawno opracowaliśmy skuteczną strategię organokatalityczną, która zapewnia łatwy dostęp do różnorodnych enancjomerycznie wzbogaconych szkieletów bispiro[γ-butyrolakton-pirolidyno-4,4'-pirazolonu]. W niniejszej pracy przedstawiono szczegółowy protokół asymetrycznej syntezy lekopodobnych związków bispirocyklicznych z dwoma spirocyklicznymi centrami węglowymi poprzez organokatylową reakcję cykloaddycji 1,3-dipolarnej. Najpierw przygotowuje się syntony spirocyklizacji α-imino γ-laktony i alkilolidenopirazolony, które następnie poddaje się reakcji cykloaddycji w obecności dwufunkcyjnego organokatalizatora skwalamidu, aby uzyskać pożądane bispirocykle z wysoką wydajnością i doskonałą stereoselektywnością. Chiralna wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) jest przeprowadzana w celu określenia czystości enancjomerycznej produktów, a wartość d.r. jest badana za pomocą magnetycznego rezonansu jądrowego protonów (1H NMR). Bezwzględna konfiguracja produktu jest przypisywana na podstawie analizy krystalograficznej rentgenowskiej. Ta syntetyczna strategia pozwala naukowcom na przygotowanie różnorodnych rusztowań bispicyklicznych o wysokiej wydajności i doskonałej diastereo- i enancjoselektywności.
Chiralne związki spirocykliczne występujące powszechnie w produktach naturalnych, ligandy chiralne i kompleksy metaloorganiczne stały się atrakcyjnymi syntetycznymi celami ze względu na ich złożoność strukturalną i aktywność biologiczną1,2,3. W szczególności rusztowania bispicykliczne, charakteryzujące się trzema pierścieniami z dwoma sztywnymi spirocentrami, są podjednostkami strukturalnymi w wielu naturalnych produktach o ważnej aktywności biologicznej4,5. W związku z tym w ciągu ostatnich kilku dekad dużym zainteresowaniem cieszyła się budowa związków ze stereosterdynowanymi, optycznie czystymi szkieletami bispipirocyklicznymi. Duża liczba związków spirocyklicznych i ich pochodnych została z powodzeniem zsyntetyzowana za pomocą podejść metaloorganicznych i organokatalitycznych, na przykład asymetrycznych cykloaddycji, takich jak cykloaddycje 1,3-dipolarne i reakcje Dielsa-Aldera6,7,8. Jednak cząsteczki te są w większości strukturami monospirocyklicznymi, podczas gdy struktury bispirocykliczne są rzadziej opisywane i ograniczają się do budowy bispirocykli opartych na indolu.
W celu uzyskania bardziej zróżnicowanych strukturalnie związków bispirocyklicznych, zbadano wszechstronność syntonów cykloaddycyjnych do asymetrycznej budowy centrów spirocyklicznych9,10,11. Zwłaszcza w przypadku dwufunkcyjnych organokatalizatorów skwaramamidu, azometyny ylide12,13,14, takich jak α-imino γ-laktony, oraz dipolarofilów, takich jak alkylidenopirazolony15,16,17, są w stanie przejść prostą cykloaddycję 1,3-dipolarną w celu skonstruowania szkieletów bispirocyklicznych z wieloma stereocentrami, co czyni je doskonałymi syntonami spirocyklizacji (ryc. 1). Po optymalizacji struktury organokatalizatora i rozpuszczalnika reakcyjnego, ten proces cykloaddycji skutecznie zapewnia pożądany produkt o wysokiej wydajności i doskonałej enancjo- i diastereoselektywności. Ponadto reakcja ta wykazuje stosunkowo wysoką tolerancję strukturalną na szerokim zakresie syntonów cykloaddycyjnych o różnych grupach funkcyjnych18. Ta nowa metoda zapewnia efektywny dostęp do różnorodnych wysoce funkcjonalizowanych związków podobnych do leków z dwoma czwartorzędowymi spirocentrami poprzez prostą cykloaddycję organokatalityczną, rzucając światło na jej zastosowanie w syntezie tej intrygującej klasy związków zorientowanej na różnorodność strukturalną
.Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Proszę zapoznać się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki substancji niebezpiecznej (MSDS) przed użyciem. Użyte chemikalia i rozpuszczalniki były klasy odczynnikowej i były używane bez dalszego oczyszczania. Wszystkie reakcje z udziałem odczynników lub produktów pośrednich wrażliwych na powietrze lub wilgoć przeprowadzono w atmosferze argonu.
1. Przygotowanie gatunków α-arylidienowych pirazolinów
2. Synteza gatunków α-imino γ-laktonów
3. Synteza dwufunkcyjnego katalizatora skwaramidowego C519
UWAGA: Aby zapoznać się z syntezą organokatalizatorów 5C, zobacz Rysunek 2.
4. Asymetryczna synteza związków bispicyklicznych
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Różne dwufunkcyjne organokatalizatory donorowe wiązań wodorowych zostały zbadane w obecności organokatalizatorów w dichlorometanie (DCM) w temperaturze 25 °C (Tabela 1). Reprezentatywny proces syntezy organokatalizatorów jest pokazany na Rysunek 1. Badania przesiewowe różnych organokatalizatorów (tabela 1, pozycje 1-6) dały C5 o doskonałej stereoselektywności (94% ee, >20:1 d.r., pozycja 5) i najlepszej wydajności (85% wyd...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Pomyślne przygotowanie szkieletów bispiro[γ-butyrolakton-pirolidyno-4,4'-pirazolonu] zależy od wielu czynników.
Kluczowym etapem tego jednoetapowego asymetrycznego procesu cykloaddycji jest synergistyczna aktywacja α-arylidieno-pirazolinu 1a i cyklicznego estru iminowego 2a przez dwufunkcyjny katalizator skwaramidowy. Osiąga się to poprzez tworzenie wielu międzycząsteczkowych wiązań wodorowych między katalizatorem jako donorem wiązań wodorowych a dwoma substra...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy bardzo doceniają wsparcie finansowe ze strony Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (nr 21708051 do X.C.).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Acetonitryl, bezwodny, 99,9% | Innochem (Chiny) | A0080 | |
| α-amino-γ-bromowodorek butyrolaktonu, 98% | Alfa Aesar | B23148 | |
| 3,5-bis(trifluorometylo)anilina, 98+% | Adamas | 48611B | |
| Dichlorometan, 99,5% | Greagent | ||
| 3,4-dimetoksycyklobu-3-en-1,2-dion, 98+% | Leyan (Chiny) | 1062550 | |
| Etanol, 99,5% | Greagent | ||
| Octan etylu, 99,5% | Greagent | ||
| Eter etylowy, bezwodny, 99,5% | Greagent | G69159B | |
| 3-oksobutanian etylu, 98% | TCI | A0649 | |
| 4-fluorobenzaldehyd, 98% | Innochem (Chiny) | A24295 | |
| Lodowaty kwas octowy, 99,5% | Greagent | ||
| Tlenek magnezu, 99+% | Alfa Aesar | 44733 | |
| Siarczan magnezu, 98% | Greagent | G80872C | |
| metanol, 99,5% | Greagent | G75851A | |
| eter naftowy | Greagent | ||
| Fenylohydrazyna, 98% | Innochem (Chiny) | A57671 | |
| (S)-(6-metoksychinolin-4-ylo)((1S,2R,4S,5R)-5-winylochinolukledyno-2-ylo)metanamina | Grupa DAICEL | 111240 | |
| Siarczan sodu, bezwodny, 99% | Greagent | G82667A | |
| Tiofen-2-karbaldehyd, 98% | J i K scientific (Chiny) | 124605 | |
| Trietyloamina, 99% | J & K scientific (Chiny) | 432915 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie