Artigo de método

Um pot-assistida por microondas conversão de nitrato anomérico-ésteres de Trichloroacetimidates

DOI:

10.3791/56610

⸱

15 de janeiro de 2018

 ,  ,  , 
1Department of Chemistry, Vanderbilt University, 2Institute of Chemical-Biology, Vanderbilt University

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

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2-azido-1-nitrato-éster pode ser convertido para o correspondente 2-azido-1-trichloroacetimidate em um procedimento de um pote. O objetivo do manuscrito é demonstrar a utilidade do reator do microondas na síntese de carboidratos.

Resumo

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O objetivo do procedimento a seguir é fornecer uma demonstração da conversão um pote de um 2-azido-1-nitrato-éster de um doador de glycosyl trichloroacetimidate. Na sequência de azido-nitração de um glycal, o éster de 2-azido-1-nitrato de produto pode ser hidrolisado sob irradiação de microondas-assistida. Essa transformação é normalmente conseguida usando reagentes fortemente nucleofílicos e tempos de reação prolongados. Irradiação de microondas induz a hidrólise, na ausência de reagentes, com curtos tempos de reação. Após denitration, o álcool intermediário anomérico é convertido, na mesma panela, com o correspondente 2-azido-1-trichloroacetimidate.

Introdução

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Devido sua onipresença em biologia molecular, hidratos de carbono têm sido alvos de longa data por síntese química. 1 , 2 , 3 no núcleo de qualquer campanha sintético bem sucedida é a implantação correta de reacções de glicosilação para construir a cadeia de oligossacarídeo. 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 não surpreendentemente, há um grande número de métodos para instalar glucosídicas. 13 , 14 Koenigs-Knorr o método é um dos procedimentos mais antigos conhecidos e envolve um glycosyl cloreto ou brometo de acoplamento com um componente alcoólica, geralmente sob ativação de metais pesados (mercúrio ou prata). 15 glycosyl relacionados fluoretos foram introduzidos como doadores em 1981 pelo grupo Mukaiyama e encontraram aplicação generalizada devido à sua maior estabilidade térmica e química. 16 na extremidade oposta do espectro de reatividade são glycosyl iodetos, que são muito mais reativos que os outros haletos. Aumento da reatividade é acompanhada de aumento stereocontrol, particularmente quando formando oligossacarídeos ligados α. 17 além de "haloglycosides", thioglycosides ter encontrado ampla utilidade, em parte, devido a sua facilidade de formação, estabilidade a uma multiplicidade de condições da reação e ativação com reagentes eletrofílicos. 18

Os métodos descritos acima o foco sobre a conversão de um álcool anomérico para um "não-oxigênio" que contém, latente, deixando o grupo que é ativado e, finalmente, deslocado por um álcool de uma molécula aceitadora. Ativação de oxigênio anomérico conforme descrito pela escola Schmidt, centra-se em converter o oxigênio de C1 em si, a um grupo lábil. 19 . este método é o mais poderoso e amplamente utilizado em reações químicas de glicosilação. Trichloroacetimidate doadores são prontamente preparados com um açúcar redutor e trichloroacetonitrile na presença de uma base tal como o carbonato de potássio (K2CO3) ou 1,8-diazabiciclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU). Estas espécies são então ativadas usando ácidos de Lewis. 20

Recentemente, informamos que os doadores azido-trichloroacetimidate-1-2 podem ser preparados diretamente do glycals. O processo envolve uma reação de dois, um pot-procedimento de ésteres 2-azido-1-nitrato. 21 este protocolo detalhado destina-se a ajudar os profissionais em concluir com sucesso a transformação em alto rendimento. De particular interesse é a primeira etapa da sequência, que se concentra na denitration térmica sob microondas - assistida aquecimento. Também esperamos proporcionar um tutorial visual na empregando reatores de microondas em síntese orgânica.

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Protocolo

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1. o representante microondas-assistida Denitration

  1. Coloque o éster de nitrato azido (1.0 equiv., 0,2 mmol) em um frasco de reação de microondas de 8 mL. A escala da reação pode ser aumentada para várias mmol sem qualquer efeito adverso sobre o progresso da reação.
  2. Dissolva o éster de azido-nitrato em 20% aquosa de acetona (0,1 M, 2,0 mL). Adicione piridina (5,0 equiv, 0,08 mL, 1,0 mmol) para o recipiente de reação. Tampa do frasco de irradiação de microondas e coloque o recipiente de reação em uma cavidade do reator de microondas.
  3. Irradiar a solução a 120 ° C por 15 min com agitação e com um tempo de preensão fixo. O tempo de espera representa quanto tempo a irradiação ocorrerá no designado de temperatura e pressão resultante. Aqueça todas as reacções à temperatura relatada em um período de subida de 2 minutos. Monitore a temperatura por um sensor builtin IR.
  4. Depois de 15 min, analise a mistura de reação usando cromatografia de camada fina (TLC) para confirmar o consumo das matérias-primas. Use 1:1 acetato de etila/hexanos como eluente.
    1. Visualize o prato de TLC com mancha de molybate de amônio cério. A Rf de reagente e do produto irá variar, mas o álcool redução é geralmente de 0,05 a 0,1 inferior Rf do que o reagente.

2. formação da trichloroacetimidate

  1. Após completo consumo das matérias-primas, evapore o solvente para um volume reduzido usando uma companhia aérea. Em seguida, diluir com (diclorometano) CH2Cl2 (1,0 mL) e use uma seringa para remover a camada de água. Uma vez que a camada de água é removido, arrefecer a mistura de reação de 0 ° C, utilizando um banho de gelo.
  2. Em seguida, adicione DBU (10 eq, 0,3 mL, 1,9 mmol) e 2, 2,2-trichloroacetonitrile (50 eq, 1,0 mL, 10 mmol) para o recipiente de reação. Ambos os reagentes são adicionados em excesso e um mínimo de 1 equivalente de base e 1 equivalente de 2, 2,2-trichloroacetonitrile são necessários.
  3. Permita que a mistura de reação a se mexer enquanto o aquecimento até à temperatura ambiente. Monitore a reação do TLC para confirmar o consumo das matérias-primas.
    1. Use 1:1 acetato de etila/hexanos como eluente. Visualize o prato de TLC com mancha de molybate de amônio cério. A Rf de reagente e do produto irá variar.
  4. Após o consumo total do material começar, transfira a mistura de reação para um frasco de recuperação e concentrar-se a mistura no vácuo a 30 ° C. Evaporação do solvente fornecerá um bruto amarelo pálido ao óleo marrom.
  5. Purifica o produto bruto por cromatografia em coluna de sílica gel com uma coluna de cromatografia de 1,5 cm e 1:4. acetato de etila/hexanos como eluente. A forma física do imidate irá variar de molécula a molécula.

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Figura 1. Exemplos representativos de um pot-conversão dos ésteres 2-azido-1-nitrato ao 2-azido-1-trichloroimidates. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Resultados

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A tecnologia descrita neste documento foi demonstrada em um pool de três ésteres 2-azido-1-nitrato. Em cada caso, o primeiro passo da reação foi completo dentro de 20 minutos.

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Figura 2. Um exemplo representativo de hidrólise (1 ->2) e um pot-conversão do éster 2-azido-1-nitrato de 1<...

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Discussão

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O protocolo descrito neste tutorial fornece um método para converter nitrato ésteres para funcionalidade útil, reativa. Em um sentido mais amplo, empregar um reator de microondas para completar manobras específicas ao longo de uma síntese do hidrato de carbono tem o potencial para fazer transformações difícil facile e rotina. Nosso objetivo neste tutorial é demonstrar como lidar com os hidratos de carbono no contexto da irradiação de microondas.

No caso da reação do pai, esforços anteriores pa...

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Divulgações

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Os autores têm sem interesses financeiros concorrentes.

Agradecimentos

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Os autores gostaria de reconhecer Vanderbilt University e o Instituto de biologia química para apoio financeiro. Sr. Berkley Ellis e Prof John McLean são reconhecidos pela análise espectral de massa de alta resolução.
 

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
230 400 placas do TLCSiliCycle IncR10030B do gel
meshSiliCycle IncTLG-R10014B-527
Molibdato de amônio céricoSigma-AldrichA1343
Solvente aindaMbraunMB-SPS-800
Espectrômetro infravermelhoThermoThermo Electron IR100
Magnético nuclear RessonânciaBruker400, 600 MHz
LC/MSThermo/DionexSingle quad, ESI
HRMSAgilentSynapt G2 S HDMS
Reator de microondasAnton ParrAnton Parr G10 Monowave 200
DBUSigma-Aldrich139009
CCl3CNSigma-AldrichT53805
PiridinaSigma-Aldrich270970
AcetonaFisher ScientificA18-20Separador de fase de grau técnico
Biotage120-1901-A
Evaporador rotativoBuchiR-100
de de silicone de 400

Referências

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