Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

סינתזה וטיהור של Iodoaziridines עירוב כמותי בחירת האופטימלית נייח השלב לכרומטוגרפיה

Published: May 16, 2014 doi: 10.3791/51633
Automatic Translation
1, 1, 1
1Department of Chemistry, Imperial College London

Summary

פרוטוקול להכנת diastereoselective בסיר אחד של ציס - N-TS-iodoaziridines מתואר. הדור של diiodomethyllithium, בנוסף לaldimines N-Ts וcyclization של אמין פנינה-diiodide ביניים לiodoaziridines מודגם. כן נכלל בפרוטוקול במהירות וכמותית להעריך את השלב נייח המתאים ביותר לטיהור על ידי כרומטוגרפיה.

Abstract

הכנת diastereoselective מאוד של ציס - N-TS-iodoaziridines דרך תגובה של diiodomethyllithium עם aldimines N-TS היא מתוארת. Diiodomethyllithium הוא הוכן על ידי deprotonation של diiodomethane עם LiHMDS, בתערובת אתר THF / diethyl, ב-78 ° C בחושך. תנאים אלה הם חיוניים ליציבות של המגיב ליצ'י 2 שנוצר. בנוסף dropwise הבא של aldimines N-Ts לפתרון diiodomethyllithium preformed מקנה אמין diiodide ביניים, שאינו מבודד. התחממות מהירה של תערובת התגובה ל0 ° C מקדמת cyclization להרשות לעצמם iodoaziridines עם cis-diastereoselectivity הבלעדי. השלבים נוספים וcyclization של התגובה מתווכים בבקבוק אחד תגובה על ידי בקרת טמפרטורה זהירה.

בשל הרגישות של iodoaziridines לטיהור, הערכה של שיטות מתאימות של purification נדרש. פרוטוקול להעריך את היציבות של תרכובות רגישות לשלבים נייחים לכרומטוגרפיה בעמודה מתואר. שיטה זו מתאימה ליחול על iodoaziridines החדש, או תרכובות רומן שעשוי להיות רגישות אחרות. כתוצאה מכך בשיטה זו עלולה למצוא את היישום במגוון הרחב של פרויקטים סינטטיים. ההליך כרוך בראשית ההערכה של תשואת התגובה, לפני הטיהור, על ידי ספקטרוסקופית NMR H 1 עם השוואה לרמה פנימית. חלקים מהתערובת של מוצר טמא לאחר מכן נחשפו לslurries של שלבים נייחים שונים מתאימים לכרומטוגרפיה, במערכת ממס מתאימה כeluent בבזק כרומטוגרפיה. לאחר ערבוב במשך 30 דקות לחקות כרומטוגרפיה, ואחרי סינון, הדגימות מנותחות 1 ספקטרוסקופיה H NMR. תשואות מחושבים לכל שלב נייח לאחר מכן בהשוואה לזו שהושגה בתחילה מתערובת התגובה גולמי. התוצאות שהתקבלו לספק הערכה כמותית של tהוא היציבות של המתחם לשלבים נייחים השונים; מכאן האופטימלי ניתן לבחור. הבחירה של אלומינה הבסיסית, הותאם לפעילות IV, כשלב נייח מתאים אפשר בידוד של iodoaziridines מסוים בתשואות ובטהרה מצוינות.

Introduction

מטרתה של שיטה זו היא להכין iodoaziridines המציעים פוטנציאל לfunctionalization נוסף לנגזרי aziridine. השיטה משלבת פרוטוקול לבחירת כמותי של השלב נייח האופטימלי לכרומטוגרפיה.

Aziridines, כמו טבעות שלוש membered, מתח טבעת הגלום posses שגורם להם אבני בניין חשובים בכימיה אורגנית 1. הם מציגים מגוון רחב של תגובתיות לעתים קרובות כרוכים בפתיחת טבעת aziridine 2,3, בעיקר כחומרי ביניים בסינתזה של אמינים פונקציונליות 4,5, או היווצרות של heterocycles חנקן המכיל האחר 6,7. הסינתזה של מגוון רחב של נגזרי aziridine ידי functionalization של מבשר המכיל טבעת aziridine שלמה התפתחה כאסטרטגיה מעשית 8. מטבע פונקציונלי קבוצת מתכת, כדי ליצור אניון aziridinyl, ותגובה עם electrophiles הוכח כיעיל המוגן-N גם הושג 12-15. ממש לאחרונה, פלדיום זרז שיטות צימוד צולב כדי ליצור aziridines aryl ממבשרי aziridine פונקציונליות פותח על ידי Vedējs 16,17, ואת עצמנו 18.

הכימיה של aziridines heteroatom להחליף פותחת שאלות מרתקות של תגובתיות ויציבות 19. אנחנו כבר מתעניינים בהכנת iodoaziridines כקבוצה פונקציונלית חדשנית שמציעה את הפוטנציאל לספק סימנים מקדימים למגוון רחב של מכשירים פיננסיים נגזרים עם תגובתיות משלימה לתגובות functionalization aziridine קיימות. בשנת 2012 דיווחנו ההכנה הראשונה של aryl N-BOC-iodoaziridines 20, ודיווחתי לאחרונה על הכנת aryl ואלקיל להחליף N-TS-iodoaziridines 21 מאוד.

השיטה לacceiodoaziridines ss משתמש diiodomethyllithium, מגיב שלאחרונה גם הועסקו בהכנת diiodoalkanes 22,23, diiodomethylsilanes 22,24, וiodides יניל 25-27. הטבע כמו carbenoid של מגיב זה דורש הכנה ושימוש בטמפרטורות נמוכות 22,28. הטכניקות ותנאי שימוש עבור הדור של diiodomethyllithium בהכנת iodoaziridines מתוארים להלן.

בעוד סיליקה התפתחה כחומר המועדף על כרומטוגרפיה 29, זה הוכיח את עצמו אינו מתאים לטיהור של N-TS-iodoaziridines. סיליקה ג'ל הוא בדרך כלל חומר השלב הראשון ורק מוצק מועסק בבזק כרומטוגרפיה בכימיה אורגנית בשל ההפרדות הזמינות ויעילה. עם זאת, אופי חומצי של סיליקה ג'ל יכול לגרום לפירוק של מצעים רגישים במהלך טיהור, מניעת בידוד של החומר המבוקש. בעוד st האחרשלבי ationary או ג 'ל סיליקה שונה זמינים עבור כרומטוגרפיה 30, לא הייתה שום דרך להעריך תאימות של מולקולת המטרה לחומרים שונים. בשל האופי הרגיש של iodoaziridines, הקמנו פרוטוקול להעריך את היציבות של מתחם למערך של שלבים נייחים 21, אשר באו לידי הביטוי כאן. זו יש פוטנציאל ליישום בסינתזה של מגוון רחב של תרכובות עם קבוצות פונקציונליות רגישות. הפרוטוקול הבא מספק גישה יעילה לiodoaziridines N-Ts, המאפשר את הסינתזה של שניהם diastereoselective אלקיל וcis-iodoaziridines ארומטיים בתשואה גבוהה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הכנת Iodoaziridines עם Diiodomethyllithium

  1. להבה לייבש בקבוק עגול תחתון 100 מיליליטר המכיל בר בוחש ומצויד במחץ, תחת זרם של ארגון, ולאחר מכן להתקרר לטמפרטורת חדר תחת אווירת ארגון. הערה: כלי זכוכית מיובשות בלילה בתנור (125 ° C) ומקוררות לטמפרטורת חדר באופן מקביל היא גם מתאימה.
  2. לבקבוק, להוסיף THF נטול מים 5.7 מיליליטר וEt נטול מים 2.7 מיליליטר 2 O באמצעות מזרק, וhexamethyldisilazane טרי מזוקק (1.50 מילימול, μl 315) באמצעות microsyringe.
  3. מערבבים את הפתרון ומגניב וכתוצאה מכך ל-78 מעלות צלזיוס באמבט הקרח / אצטון יבש בדיואר גודל מתאים כדי לאפשר את הבקבוק כדי להיות שקוע היטב. כסה דיואר ברדיד אלומיניום, כדי לצמצם את החשיפה של כלי התגובה לאור.
  4. הוספת n BuLi (1.50 מילימול, 0.60 מיליליטר, 2.5 M בhexanes) dropwise באמצעות מזרק מעל 2-3 דקות לפתרון ב-78 ° C.אפשר התערובת לבחוש ב-78 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות נוספות כדי ליצור פתרון 0.17 M של LiHMDS. זהירות: פתרון n BuLi הוא דליק, מאכל לעור וpyrophoric. מגיב עודף במזרק צריך להיות הרווה בהתאם.
  5. לאחר 30 דקות, להוסיף 1 מיליליטר THF נטול מים בבקבוק 10 מיליליטר עגול מיובש להבה תחתונה באמצעות מזרק, ואחריו diiodomethane (1.70 מילימול, μl 135) באמצעות microsyringe ולוודא שהם גם מעורבים.
  6. הוסף את dropwise פתרון diiodomethane מעל 2 דקות לפתרון hexamethyldisilazane ליתיום ב-78 ° C. השאר את הפתרון הזה עבור 20 דקות ב-78 ° C.
  7. במהלך תקופה זו, לשקול את N - [(E)-4-methylphenylmethylidene]-4-methylbenzenesulfonamide (137 מ"ג, 0.50 מילימול) לתוך מיובש להבת 10 מיליליטר עוד סיבוב בקבוק תחתון ולהתמוסס ב2.0 מיליליטר THF נטול מים.
  8. לאחר זמן deprotonation 20 דקות, מוסיף את dropwise פתרון imine לפתרון diiodomethyllithium מעל 5 דקות ב-78 & #176; ג
  9. מייד לאחר תוספת dropwise היא מוחלטת, להרים את כלי התגובה מחוץ לאמבט הקרח היבש, ולהעביר לאמבט קרח / מים ב 0 ° C. Re-לכסות עם נייר אלומיניום ולהשאיר למשך 15 דקות ב 0 ° C. הערה: הפתרון צריך להיות בצבע כתום.
  10. לאחר 15 דקות ב 0 מעלות צלזיוס, להרוות את התגובה על ידי התוספת של 30 מיליליטר תמיסת סודיום ביקרבונט מימיים רווי. מעביר את התערובת למשפך מפריד ולהוסיף 30 מיליליטר CH 2 Cl 2. לנער את התערובת ולהסיר את שכבת 2 CH 2 Cl נמוך יותר. חזור על תהליך החילוץ הזה שתי פעמים נוספות, ולשלב את 2 שכבות CH 2 Cl.
  11. להוסיף נתרן גופרתי לשכבות אורגניות כדי להסיר כל מים נוכחי בפתרון, ואז לסנן את נתרן גופרתי ולאסוף את התסנין ב250 מיליליטר סיבוב הבקבוק תחתון.
  12. הסר את הממס תחת לחץ מופחת על מאייד סיבובי להרשות לעצמו מדגם טמא של מוצר iodoaziridine הרצוי.

2. הערכה של מוצרי יציבות לשלבים נייחים עבור כרומטוגרפיה

  1. ממיסים את מדגם aziridine הגולמי בCH 2 Cl 2 (16 מיליליטר) ולהוסיף 1,3,5-trimethoxybenzene (מ"ג 28.0, 0.167 מילימול) כסטנדרט פנימי, הבטחה זו נמס לגמרי. קח aliquot (2 מיליליטר) מתערובת זו, הסר את הממס תחת לחץ מופחת ולנתח מדגם זה על ידי ספקטרוסקופית NMR H 1.
  2. פתח את ספקטרום NMR H 1 נרשם באמצעות תוכנת עיבוד NMR סטנדרטית. בMestrenova, לחץ לחיצה ימנית על הספקטרום ובחר "אינטגרציה", ואז "ידני" כדי לספק את כלי האינטגרציה. לחץ וגרור כדי לכסות את הרוחב של הפסגות ב6.08 עמודים לדקה וב4.87 עמודים לדקה לשלב את האותות של התקן הפנימי ואות CHI aziridine בהתאמה. לחץ לחיצה ימנית על נפרד לשיא ב6.08 עמודים לדקה, בחר באפשרות "עריכה נפרד" ושנה את הערך "המנורמל" ל3.0. איןTE: ניתן ליישם צעדים דומים עם חבילות תוכנה אחרות.
  3. השתמש בערך המעודכן של נפרד לאות CHI aziridine (4.87 עמודים לדקה) כדי לקבוע את התשואה של iodoaziridine, כאן על ידי שימוש × (100/3) (נפרד מאות CHI), אשר מעניקה תשואה מחושבת של 59%. הערה: בהתחשב בכמות הידועה של תקן פנימי (0.167 מילימול), ושיא המוצר המתאים לפרוטון 1, התשואה של iodoaziridine מחושבת על ידי המשוואה הבאה: 100 × × (נפרד משיא המוצר) (שומות לסטנדרטים פנימיים) / שומות חומר מוצאות.
  4. הכן slurries של השלבים הבאים נייחים (25 ז): סיליקה, סיליקה + 1% נטו, 3 (triethylamine), אלומינה הניטרלית, אלומינה הבסיסית (אני פעילות), אלומינה הבסיסית (IV פעילות) וFlorisil, כל אחד ב5% EtOAc / הקסאן (50 מיליליטר), בשש צלוחיות חרוטי 250 מיליליטר נפרדים המכילות ברים בוחש. בעוד בקבוק חרוטי להכין 5% EtOAc פתרון / הקסאן (50 מיליליטר), כדי לשמש כניסוי בקרה. זהירות: silicג 'ל, אלומינה ושלבים נייחים אחרים מועסקים הם מסוכנים אם בשאיפה, ולכן תמיד צריך להיות מטופלים במנדף יעיל.
  5. הוסף 2 מיליליטר aliquots של iodoaziridine / הפתרון הסטנדרטי הפנימי לכל אחת מצלוחיות חרוטי ב RT. מערבבים את תערובות התרחיף ל30 דקות. הערה: זה מייצג את משך המתחם עלול להיות חשוף לשלב נייח במהלך הליך כרומטוגרפיה פלאש טור רגיל.
  6. סנן את תערובות slurry באמצעות משפך sintered, ולאסוף את התסנין ב250 מיליליטר סיבוב הבקבוק תחתון. שטוף את השאריות על משפך sintered עם CH 2 Cl 2 (2 × 30 מיליליטר). חזור על תהליך סינון זה לslurries הנותר. הערה: מן ראוי לקזז את תחילתו של כל שלב נייח כדי לאפשר זמן לסינון וכך לשמור על אותו הזמן לכל אחד מחומרי השלב נייחים.
  7. הסר את הממס מהדגימות תחת לחץ מופחת וכתוצאה מכך, ולנתח על ידי 1 ספקטרו H NMRscopy כדי לחשב את כמות iodoaziridine התאושש בכל מקרה, כפי שתואר בסעיף 2.2.
  8. להשוות את התשואות של iodoaziridine המתקבלות מכל שלב נייח נבדק עם זה שהושג בסעיף 2.1. הערה: המדגם נותן את התשואה הגבוהה ביותר, באופן אידיאלי כמו ב2.1, מציין את השלב נייח האופטימלי לכרומטוגרפיה. בדוגמא זו, אלומינה הבסיסית (IV פעילות) נחשבה השלב נייח הטוב ביותר לטיהור.

3. שחרור משרות של יסוד אלומינה וטיהור של Iodoaziridine

  1. חזור על סעיף 1 כדי ליצור את תערובת iodoaziridine הגולמי.
  2. כדי ליצור אלומינה הבסיסית (IV פעילות), להוסיף של אלומינה הבסיסית (אני פעילות) 100 גרם ל500 מיליליטר סיבוב בקבוק תחתון ולאחר מכן להוסיף 10 מיליליטר מים לבקבוק ולהשתלב עם פקק זכוכית.
  3. לנער את הבקבוק במרץ עד אין גושים גלויים, המצביעים גם הפצה של מים לאורך כל אלומינה. לאפשר אלומינה להתקרר RT. זהירות: adsorption של מים הוא אקסותרמית, אז את הבקבוק עשוי לקבל חם ועלול לגרום להצטברות של לחץ. לשחרר את כל לחץ לבנות בתדירות גבוהה.
  4. לטהר את iodoaziridine הגולמי על ידי כרומטוגרפיה עמודה באמצעות אלומינה הבסיסית (IV פעילות) כשלב נייח, משחררי עם הקסאן, ואת הדירוג ל -5% EtOAc / הקסאן. הערה: אין להשתמש בריכוזים גבוהים של EtOAc עם אלומינה הבסיסית. במקרים אלה, diethyl אתר ניתן להשתמש במקום.
  5. לשלב את המוצר המכיל שברים ולהסיר הממס תחת לחץ מופחת להשיג iodoaziridine הטהור.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ההליך מתואר cis מקנה - (±)-2-iodo-3-(4 tolyl-) -1 - aziridine (4 tolylsulfonyl-) כdiastereoisomer יחיד ועם טוהר מצוין (איור 1). לפני הטיהור, תשואה של 59% מתוצר iodoaziridine חושב על ידי ספקטרוסקופית NMR H 1. עם זאת, iodoaziridine זה היה מאתגר במיוחד כדי לטהר ועבר פירוק באופן משמעותי על סיליקה. טיהור על אלומינה הבסיסית (IV פעילות) כפי שנקבע על ידי מסך השלב נייח אפשרה למוצר להיות מבודד בתשואת 48%. התוצאות מהמסך השלב נייח הן באיור 2. בעקבות סינון, ניתוח של ספקטרום 1 H NMR נותן סדרה של תשואות לחומרים השונים המשמשים, ביחס לסטנדרט הפנימי. תשואות אלו הן נציג של התשואה המבודדת שניתן לצפות לאחר כרומטוגרפיה עמודה שבשלב נייח ספציפי. אלומינה הבסיסית (IV פעילות)מחזיר את התשואה הגבוהה ביותר (53%), שהוא הקרוב ביותר לתשואה מחושבת על ידי 1 H NMR. לכן, אלומינה הבסיסית (IV פעילות) נבחרה כשלב נייח לכרומטוגרפיה בעמודה לטיהור iodoaziridine N-Ts. התשואות מבודדות, לאחר כרומטוגרפיה, הם דומים לאלו שחזו.

מבחר רחב של iodoaziridines ניתן להגיע על ידי שיטה זו בתשואה גבוהה (ראה איור 3 לדוגמאות מייצגות). אלקיל וimines N-Ts ארומטיים שניהם בקנה אחד עם התגובה, כולל טרט בוטיל ודוגמאות Ortho-tolyl sterically התובעניים. התגובה מוצע להתרחש על ידי deprotonation של diiodomethane ידי hexamethyldisilazane ליתיום ב-78 מעלות צלזיוס, ויצר diiodomethyllithium (איור 4). בתוספת של aldimine N-TS, בנוסף nucleophilic של אניון diiodomethane לimine ב-78 מעלות צלזיוס מאפשרת פנינת אמינו -diiodide ביניים. ההתחממות לאחר 0 מעלות צלזיוס גורמת cyclization diastereoselective מאוד של פנינה-diiodide אמין ביניים, והנותן ציס - N-TS-iodoaziridine באופן בלעדי. Cyclization מתרחש מאוד stereoselectively עם cis-iodoaziridine להיות מועדף על פני טרנס iodoaziridine בשל אינטראקציות סטרית עדינות במצב מעבר cyclization.

במהלך התגובה אופטימיזציה, הייתה ברורה שהשליטה על טמפרטורה ואת משך הזמן של השלבים השונים היא חיונית לתוצאה של התגובה (איור 5). מרווה התגובה ב-78 C ° ללא התחממות תוצאות בהיווצרותה של iodoaziridine N-Ts והפנינה-diiodide אמינו. עם זאת, המוצרים עוברים השפלה בתנאי התגובה, אשר נמנעו על ידי התחממות וצמצום זמני תגובה.

"איור איור 1. כינונה של iodoaziridine para-tolyl וספקטרום NMR H 1 המתאים של תערובת המוצר הגולמי המכילה iodoaziridine ו1,3,5-trimethoxybenzene.

איור 2
. איור 2 תהליך ללימוד 1 H NMR יציבות לiodoaziridine para-tolyl עם שלבים נייחים שונים; ההתאוששות הטובה ביותר של iodoaziridine הוא ציין באמצעות אלומינה בסיסית (IV פעילות) (53%).

איור 3
איור 3. נבחרים היקף תגובת iodoaziridination.

<כיתת p = "jove_content" עבור: לשמור-together.within-page = "תמיד"> איור 4
איור 4. מנגנון מוצע של תגובה ורציונל של diastereoselectivity.

איור 5
איור 5. יחס iodoaziridine לאמין פנינה-diiodide עם משתנה זמן תגובה וטמפרטורה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הליך להכנת diastereoselective של ציס - N-TS-iodoaziridines מתואר, יחד עם פרוטוקול מחקר יציבות כדי לציין את השלב נייח הטוב ביותר לטיהור של תרכובות שעלולים להיות לא יציבים בכרומטוגרפיה בעמודת הבזק כמותית. זה שחזה כי גישה לiodoaziridines דרך גישה זו תאפשר שיטות לגשת למגוון רחב של aziridines להיות מפותח, על ידי derivatization של הטבעת השלמה.

שינוי מתאים להליך imines עם α-פרוטון, הוא להשתמש adducts חומצת sulfinic imine-טולואן כחומרי מוצא במקום imine בשל היציבות המשופרת לאחסון וטיפול. מחומר מוצא זה, שווה ערך נוסף של שני diiodomethane וLiHMDS צריך להיות מועסק על מנת ליצור את imine באתרם.

בהכנת פתרון LiHMDS, hexamethyldisilazane צריך להיות טרי לזקקהוביל לפני השימוש. אמין שלא מזוקק יכול לגרום יותר של מוצר aminal קטין מתהווה, באמצעות תוספת ישירה של הבסיס לaldimine. צד מוצר aminal זה גם נפוץ יותר בעת שימוש בפתרוני LiHMDS המסחרי, ולא פתרון מוכן טרי. פתרונות מסחריים n BuLi חייבים להיות טיטרציה באופן קבוע כדי לקבוע את הריכוז לשלוט במדויק את הסכום המשמש בתגובה. Diiodides ומוצרי iodoaziridine הם רגישים לאור ולכן התגובה צריכה להיות מכוסה וחשיפה של המוצר לאור צריכה להיות ממוזערת. חשיפה ממושכת לאור מובילה לפירוק, ולכן צריך להיות מאוחסן iodoaziridines המבודד ב -20 מעלות צלזיוס בחושך.

ההליך המתואר מוגבל לקני imines גם עם imine או adducts חומצת imine-sulfinic; רק תשואות נמוכות מתקבלות לimines אלקיל העיקרי. זאת בשל התוספת מועדפת הישירה של LiHMDS לaldimine, על דההוליד תוספת של diiodomethyllithium, למצעים הפריעו פחות sterically.

למיטב ידיעתנו אין שיטה זמינה לכמת את היציבות של מתחם לשלבים נייחים. הדבר חשוב במיוחד לשיעורי מתחם חדשים או קבוצות פונקציונליות מולקולה קטנות חדשות. הפרוטוקול המתואר כאן מאפשר אינדיקציה מהירה של יציבות iodoaziridine לשלבים נייחים השונים, כמו גם מתן הזדמנות לזהות מוצרי פירוק שעלול להיווצר על כרומטוגרפיה בעמודה. הפרוטוקול לכמותית להעריך את היציבות של iodoaziridines לשלבים נייחים יש פוטנציאל ליישום בטיהור מגוון רחב של תרכובות עם קבוצות פונקציונליות רגישות, בשל האופי וקלות הכללי של ההתקנה.

ישנם מספר הצעדים קריטיים בפרוטוקול. בנוסף dropwise של פתרון imine / THF מעל 5 דקות הוא קריטי לתשואה של יחסי הציבורoduct מתקבל. בנוסף פעמים מהר יותר הראו לתשואה פחות ממוצר iodoaziridine הרצוי. טיהור על אלומינה הבסיסית (IV פעילות) היא חיונית; שימוש בתוצאות סיליקה במוצרי פירוק שנצפו. אלומינה הבסיסית (IV פעילות) אינה זמינה מסחרי וחייבת להיות מוכנה מראש לשימוש, כפי שתוארה בפרוטוקול (3.2 ו3.3).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

לתמיכה כספית אנו בתודה להכיר EPSRC (Fellowship קריירה ההאצה לדקירה; EP/J001538/1), רמזי זיכרון הנאמנות (מחקר אחוות 2009-2011 לדקירה), ואימפריאל קולג' בלונדון. תודה לפרופ 'אלן ארמסטרונג לתמיכה וייעוץ נדיבים.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hexamethyldisilazane 999-97-3 Alfa Aesar Distill from KOH under argon prior to use.
n-Butyllithium 109-72-8 Sigma Aldrich 2.5 M in hexanes, titrate prior to use.
Diiodomethane 75-11-6 Alfa Aesar Contains copper as a stabilizer.
1,3,5-Trimethoxybenzene 621-23-8 Sigma Aldrich
Silica 112945-52-5 Merck
Basic alumina 1344-28-1 Sigma Aldrich
Neutral alumina 1344-28-1 Merck
Florisil 1343-88-0 Sigma Aldrich
THF All anhydrous solvents were dried through activated alumina purification columns. 
Et2O
CH2Cl2
NMR spectrometer Bruker AV 400  n/a
NMR processing software MestReNova  7.0.2-8636

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sweeney, J. B. Aziridines: epoxides' ugly cousins. Chem. Soc. Rev. 31 (5), 247-258 (2002).
  2. Lu, P. Recent developments in regioselective ring opening of aziridines. Tetrahedron. 66 (14), 2549-2560 (2010).
  3. Wu, B., Parquette, J. R., RajanBabu, T. V. Regiodivergent ring opening of chiral aziridines. Science. 326 (5960), (2009).
  4. Liew, S. K., He, Z., St Denis, J. D., Yudin, A. K. Stereocontrolled synthesis of 1,2- and 1,3-diamine building blocks from aziridine aldehyde dimers. J. Org. Chem. , (2013).
  5. Stanković, S., et al. Regioselectivity in the ring opening of non-activated aziridines. Chem. Soc. Rev. 41 (2), 643-665 (2012).
  6. Cardoso, A. L., Pinho e Melo, T. M. V. D. Aziridines in formal [3+2] cycloadditions: synthesis of five-membered heterocycles. Eur. J. Org. Chem. 2012 (33), 6479-6501 (2012).
  7. Dauban, P., Malik, G. A masked 1,3-dipole revealed from aziridines. Angew. Chem., Int. Ed. 48 (48), 9026-9029 (2009).
  8. Florio, S., Luisi, R. Aziridinyl anions: generation, reactivity, and use in modern synthetic chemistry. Chem. Rev. 110 (9), 5128-5157 (2010).
  9. Vedejs, E., Moss, W. O. Lithiated aziridine reagents. J. Am. Chem. Soc. 115 (4), 1607-1608 (1993).
  10. Satoh, T., Fukuda, Y. A new synthesis of enantiomerically pure α- and β-amino acid derivatives using aziridinyl anions. Tetrahedron. 59 (49), 9803-9810 (2003).
  11. Satoh, T., Matsue, R., Fujii, T., Morikawa, S. Cross-coupling of nonstabilized aziridinylmagnesiums with alkylhalides catalyzed by Cu(I) iodide: a new synthesis of amines bearing a quaternary chiral center and an asymmetric synthesis of both enantiomers of the amines from one chiral starting material. Tetrahedron. 57 (18), 3891-3898 (2001).
  12. Hodgson, D. M., Humphreys, P. G., Hughes, S. P. Widening the usefulness of epoxides and aziridines in synthesis. Pure. Appl. Chem. 79 (2), 269-279 (2007).
  13. Musio, B., Clarkson, G. J., Shipman, M., Florio, S., Luisi, R. Synthesis of optically active arylaziridines by regio- and stereospecific lithiation of N-Bus-phenylaziridine. Org. Lett. 11 (2), 325-328 (2009).
  14. Beak, P., Wu, S., Yum, E. K., Jun, Y. M. Intramolecular cyclizations of -lithioamine synthetic equivalents: convenient syntheses of 3-, 5-, and 6-membered-ring heterocyclic nitrogen compounds and elaborations of 3-membered ring systems. J. Org. Chem. 59 (2), 276-277 (1994).
  15. Aggarwal, V. K., Alonso, E., Ferrara, M., Spey, S. E. Highly diastereoselective aziridination of imines with trimethylsilyldiazomethane. Subsequent silyl substitution with electrophiles, ring opening, and metalation of C-silylaziridines − a cornucopia of highly selective transformations. J. Org. Chem. 67 (7), 2335-2344 (2002).
  16. Nelson, J. M., Vedejs, E. Metalated aziridines for cross-coupling with aryl and alkenyl halides via palladium catalysis. Org. Lett. 12 (22), 5085-5087 (2010).
  17. Theddu, N., Vedejs, E. Stille coupling of an aziridinyl stannatrane. J. Org. Chem. 78 (10), 5061-5066 (2013).
  18. Hughes, M., Boultwood, T., Zeppetelli, G., Bull, J. A. Palladium-catalyzed cross-coupling of aziridinylmetal species, generated by sulfinyl−magnesium exchange, with aryl bromides: reaction optimization, scope, and kinetic investigations. J. Org. Chem. 78 (3), 844-854 (2013).
  19. Singh, G. S., D'hooghe, M., De Kimpe, N. Synthesis and reactivity of C-heteroatom-substituted aziridines. Chem. Rev. 107 (5), 2080-2135 (2007).
  20. Bull, J. A., Boultwood, T., Taylor, T. A. Highly cis-selective synthesis of iodo-aziridines using diiodomethyllithium and in situ generated N-Boc-imines. Chem. Commun. 48 (100), 12246-12248 (2012).
  21. Boultwood, T., Affron, D. P., Trowbridge, A. D., Bull, J. A. Synthesis of cis-C-iodo-N-tosyl-aziridines using diiodomethyllithium: reaction optimization, product scope and stability, and a protocol for selection of stationary phase for chromatography. J. Org. Chem. 78 (13), 6632-6647 (2013).
  22. Bull, J. A., Charette, A. B. Improved procedure for the synthesis of gem-diiodoalkanes by the alkylation of diiodomethane. scope and limitations. J. Org. Chem. 73 (20), 8097-8100 (2008).
  23. Bull, J. A., Charette, A. B. Intramolecular Simmons-Smith cyclopropanation. Studies into the reactivity of alkyl-substituted zinc carbenoids, effect of directing groups and synthesis of bicyclo[n.1.0]alkanes. J. Am. Chem. Soc. 132 (6), 1895-1902 (2010).
  24. Lim, D. S. W., Anderson, E. A. One-step preparation of functionalized (E)-vinylsilanes from aldehydes. Org. Lett. 13 (18), 4806-4809 (2011).
  25. Bull, J. A., Mousseau, J. J., Charette, A. B. Convenient one-pot synthesis of (E)-β-aryl vinyl halides from benzyl bromides and dihalomethanes. Org. Lett. 10 (23), 5485-5488 (2008).
  26. Bull, J. A., Mousseau, J. J., Charette, A. B. Preparation of (E)-(2-iodovinyl)benzene from benzyl bromide and diiodomethane. Org. Synth. 87, 170-177 (2010).
  27. Boxer, M. B., Yamamoto, H. Super silyl group for a sequential diastereoselective aldol-polyhalomethyllithium addition reaction. Org. Lett. 10 (3), 453-455 (2008).
  28. Seyferth, D., Lambert, R. L. Halomethyl-metal compounds: LXII. Preparation of diiodomethyl-metal compounds. J. Organomet. Chem. 54, 123-130 (1973).
  29. Still, W. C., Kahn, M., Mitra, A. Rapid chromatographic technique for preparative separations with moderate resolution. J. Org. Chem. 43 (14), 2923-2925 (1978).
  30. Armarego, W. L. F., Chai, L. L. C. Purification of laboratory chemicals. , 5th Ed, Butterworth-Heinemann. Burlington. (2003).

Tags

כימיה גיליון 87 כימיה אורגנית; aziridines heterocycles ריאגנטים organolithium כרומטוגרפיה טיהור iodoaziridines
סינתזה וטיהור של Iodoaziridines עירוב כמותי בחירת האופטימלית נייח השלב לכרומטוגרפיה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Boultwood, T., Affron, D. P., Bull,… More

Boultwood, T., Affron, D. P., Bull, J. A. Synthesis and Purification of Iodoaziridines Involving Quantitative Selection of the Optimal Stationary Phase for Chromatography. J. Vis. Exp. (87), e51633, doi:10.3791/51633 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter