Prezentowany tutaj jest protokół łatwej syntezy alifatycznych sulfonamidów przy użyciu chlorków sulfamoylu, (TMS)3SiH i Eozyny Y pod wpływem promieniowania światłem niebieskim.
Artykuł metodologiczny
Prezentowany tutaj jest protokół łatwej syntezy alifatycznych sulfonamidów przy użyciu chlorków sulfamoylu, (TMS)3SiH i Eozyny Y pod wpływem promieniowania światłem niebieskim.
Sulfonamidy są dominującymi motywami w sprzedawanych lekach i produktach naturalnych. Ich synteza cieszy się dużym zainteresowaniem przemysłu farmaceutycznego ze względu na ich unikalne właściwości biologiczne. Ostatnio opracowano kilka metod syntezy sulfonamidów arylowych, ale niewiele wysiłku skupiono na opracowaniu jednoetapowych metodologii dostępu do sulfonamidów otoczonych dwiema grupami alkilowymi. Protokół ten opisuje praktyczną i łatwą metodę hydrosulfamoylacji netto alkenów z niedoborem elektronów przy użyciu chlorków sulfamoylu jako prekursorów rodników pod aktywacją światłem niebieskim. Ta praktyczna i ekonomiczna metodologia jest przeprowadzana w obecności niezawierającego metalu fotokatalizatora Eozyny Y i wykorzystuje światło jako czyste i bezśladowe źródło energii. Procedura jest skalowalna, wykazuje szeroką tolerancję grupy funkcyjnej i może być stosowana do funkcjonalizacji na późnym etapie. Wszystkie odczynniki użyte w tym protokole są dostępne w handlu. Prosta konfiguracja reakcji, brak pracy i łatwe oczyszczanie pokazują wygodę tego protokołu. Reakcję najlepiej zastosować do alkenów z niedoborem elektronów.
W ciągu ostatnich dziesięcioleci, sulfonamidy pojawiały się w szerokim zakresie biologicznie aktywnych cząsteczek i są częstym motywem w farmaceutykach i agrochemikaliach1,2. Początkowo stosowany do celów przeciwbakteryjnych3,4, zastosowanie tego motywu w odkrywaniu leków zostało rozszerzone na liczne choroby, w tym raka, zaburzenia OUN, cukrzycę, demencję i HIV5,6,7,8,9,10, 11. Sulfonamidy wyróżniają się jako metabolicznie stabilne bioizostery kwasów karboksylowych i karboksyamidów, przy czym N-H pKa jest przestrajany przez różne wzorce podstawiania12,13,14,15.
Tradycyjnie, sulfonamidy są syntetyzowane przez podstawienie chlorku sulfonylu przez aminę16,17. Synteza chlorków sulfonylu często opiera się na wieloetapowej procedurze z wykorzystaniem trudnych warunków, takich jak silne utleniacze. Podczas gdy opracowano łagodniejsze jednoetapowe protokoły instalacji półproduktów chlorku sulfonylu18,19, projekt jednoetapowej transformacji w celu uzyskania dostępu do sulfonamidów jest wysoce pożądany.
W ostatnich dziesięcioleciach opracowano potężne strategie syntezy (hetero)arylowych sulfonamidów, przy użyciu metali przejściowych, katalizy fotoredoks lub katalizatorów organicznych20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34. Niemniej jednak jednoetapowa synteza analogów alifatycznych pozostaje niedostatecznie zbadana35,36,37,38,39,40. Godnym uwagi wyjątkiem jest elektrochemiczne sprzężenie oksydacyjne amin i tioli, zgłoszone przez Noëla i współpracowników41. Interesowała nas komplementarna strategia funkcjonalizacji na późnym etapie, pozwalająca na bezpośrednie przyłączanie dostępnych na rynku chlorków sulfamoylu do niedrogich olefin, aby uzyskać produkty hydrosulfamoylacji netto pod aktywacją światłem widzialnym. W szczególności proces ten wymaga generowanego in situ rodnika sulfamoylowego i odpowiedniego donora atomów wodoru.
Wstępne badania wykazały, że bezpośrednia redukcja pojedynczego elektronu chlorku N,N-dimetylosulfamoilu (Eczerwony = -1,59 V w porównaniu z nasyconą elektrodą kalomelową (SCE) w MeCN)42 jest trudniejsza niż dla chlorku metanosulfonylu (Ered = -1,30 V w porównaniu z SCE w MeCN)43, co jest obserwacją zachęcającą do zidentyfikowania alternatywnego sposobu aktywacji w celu wytworzenia rodników sulfamoylowych. Zainspirowani pracą Chatgilialoglu z 1988 roku44, wierzyliśmy, że tris(trimetylosililo)silan może działać zarówno jako źródło rodników sililowych zdolne do aktywacji chlorków sulfamoylu, jak i jako donor atomów wodoru. Naświetlanie światłem niebieskim jest niezbędne do przebiegu tej reakcji, podczas gdy Eozyna Y jest korzystna, ale nie niezbędna.
Ta praktyczna i opłacalna jednoetapowa metoda toleruje liczne grupy funkcyjne, umożliwiając tym samym dostęp do szerokiej gamy nowych alkilosulfonamidów, w tym kompleksu sulfonamidów zawierających cyklobutyl-spirooksydodole, które są cennymi elementami budulcowymi dla odkrywania leków. W ramach wyzwań stojących przed branżami dążącymi do uniknięcia skomplikowanych, nadmiernie zaprojektowanych i kosztownych procesów, transformacja ta nie jest wrażliwa na tlen ani wilgoć, wykorzystuje fotokatalizator niezawierający metalu i jest prosta w obsłudze. Co więcej, wykorzystanie niebieskiego światła jako inicjatora tej przemiany chemicznej sprawia, że protokół ten jest ekologiczny i zrównoważony.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Wszystkie chemikalia używane w tym protokole muszą być traktowane ostrożnie. Prosimy o uważne zapoznanie się z kartami charakterystyki substancji niebezpiecznych (MSDS) rozpuszczalników i odczynników stosowanych w niniejszym protokole. (TMS)3Wykazano, że SiH, chlorek dimetylosulfamoilu, MeCN, EtOAc i krzemionka są toksyczne,, drażniące, rakotwórcze i łatwopalne. Standardowe środki bezpieczeństwa w laboratorium są istotne dla obchodzenia się z tymi chemikaliami. Wszystkie manipulacje muszą być wykonywane w wentylowanym laboratoryjnym dygestoriach i obowiązkowe jest stosowanie odpowiednich środków ochrony osobistej (PPE), w tym fartucha laboratoryjnego, okularów ochronnych i rękawic nitrylowych.
1. Hydrosulfamoylacja alkenów z niedoborem elektronów
2. Monitorowanie konwersji materiału wyjściowego za pomocą chromatografii cienkowarstwowej (TLC)
3. Praca i oczyszczanie
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Sekwencja wytworzyła pożądany produkt hydrosulfamoylowany z wydajnością 83% (106 mg, 0,41 mmol) w postaci białawego ciała stałego. Strukturę i czystość można ocenić za pomocą widm 1H i 13C NMR (Rysunek 1, Rysunek 2). Dokładniej rzecz ujmując, w 1 H i 13C NMR zanik dwóch charakterystycznych pików alkenowych i pojawienie się dwóch pików alifatycznych są charakterystyczne dla dodania chlorku N,N-dimetylosulfamoilu do alkenu. Spektro...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten prosty w obsłudze protokół wykorzystuje dostępne na rynku podłoża. Atmosfera azotu, jak również surowe warunki wolne od wody nie są wymagane, aby reakcja przebiegała z wysoką wydajnością, co świadczy o łatwości tego protokołu. Reakcje te często zachodzą w ciągu 4 godzin w temperaturze pokojowej, chociaż niektóre mniej reaktywne chlorki sulfamoilu wymagały dodatkowego czasu.
Brak konieczności dopracowywania i łatwość etapu oczyszczania za pomocą chromatografii kolumnowej krzemionki sprawiaj...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ten projekt otrzymał dofinansowanie z programu Unii Europejskiej Horyzont 2020 w zakresie badań i innowacji w ramach umowy grantowej nr 721902 Marie Skłodowska-Curie.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Acetonitryl | Sigma Aldrich | 34851 | do HPLC, ≥ 99,9% |
| Biotage | # | ||
| Czarne polipropylenowe nakrętki | Fisherbrand | ||
| 15394789-Niebieska LED | HepatoChem | P201-18-2 450 nm 18W-Rurka | |
| kapilarna | Sigma Aldrich | Z114960 | objętość 5-25 i mikro; L |
| Eosin Y | Sigma Aldrich | E4009 | Zawartość barwnika ~ 99 % |
| EtOAc | Sigma Aldrich | 34858 | do HPLC, ≥ 99,7% |
| GraceResolv LOK flash cartridge | Grace | 5171343 | |
| Mieszadło magnetyczne | Biotage | ||
| 355543-N,N-dimetylosulfamoilu chlorek | Sigma Aldrich | ||
| domowej roboty | - | - | |
| Pentan | Sigma Aldrich | 34956 | do HPLC, ≥ 99.0% |
| Photoredox Box | HepatoChem | HCK1006-01-016-TLC | |
| Żel krzemionkowy 60 F254 | Merck | 105554 | blachy aluminiowe 20 x 20 cm |
| Tris(trimetylosililo)silan | Combi-Blocks | QF-2110-Uchwyt | |
| na fiolkę | HepatoChem | HCK1006-01-020-Szklana | |
| śruba do fiolki 7ml | Samco | T101/V3 | - |
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