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Chemistry

Synthese und Reinigung von Iodoaziridines Einbeziehung Quantitative Auswahl der optimalen stationären Phase für die Chromatographie

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

Summary

Ein Protokoll für die diastereoselektive Eintopf Herstellung von cis - N-Ts-iodoaziridines beschrieben. Die Erzeugung von diiodomethyllithium, neben N-Ts Aldimine und Cyclisierung der Amino-Edelstein-Diiodid Zwischen zu iodoaziridines demonstriert. Ebenfalls enthalten ist ein Protokoll, um rasch und quantitativ beurteilt die am besten geeignete stationäre Phase für die chromatographische Reinigung.

Abstract

Die hoch diastereoselektive Herstellung von cis - N-Ts-iodoaziridines durch Reaktion diiodomethyllithium mit N-Ts Aldimine beschrieben. Diiodomethyllithium durch die Deprotonierung von Diiodmethan mit LiHMDS hergestellt, in einer THF / Diethylether-Mischung bei -78 ° C im Dunkeln. Diese Bedingungen sind für die Stabilität des LICHI 2 Reagenz erzeugt. Die anschließende tropfenweise Zugabe von N-Ts Aldiminen zu der vorgeformten diiodomethyllithium Lösung bietet eine Amino-Diiodid Zwischenprodukt, das nicht isoliert wird. Schnelle Erwärmung der Reaktionsmischung auf 0 ° C fördert Cyclisierung zu iodoaziridines mit exklusiven cis-Diastereoselektivität leisten. Die Addition und Cyclisierung Stufen der Reaktion in einem Reaktionskolben durch sorgfältige Temperaturkontrolle vermittelte.

Aufgrund der Empfindlichkeit der iodoaziridines einer Reinigung, Beurteilung geeigneter Methoden purification erforderlich. Ein Protokoll, um die Stabilität der empfindlichen Verbindungen zu stationären Phasen für die Säulenchromatographie beurteilen beschrieben. Dieses Verfahren ist geeignet, um auf neue iodoaziridines oder andere potenziell sensible neuen Verbindungen gelten. Daher kann diese Methode Anwendung in der Reihe von synthetischen Projekte zu finden. Das Verfahren beinhaltet zunächst die Beurteilung der Reaktionsausbeute, vor der Reinigung, durch 1 H-NMR-Spektroskopie mit Vergleich mit einem internen Standard. Teile des unreinen Produktgemisch werden dann Aufschlämmungen der verschiedenen stationären Phasen für die Chromatographie geeigneten ausgesetzt, in einem Lösungsmittelsystem als Elutionsmittel Flash-Chromatographie geeignet. Nach Rühren für 30 min Chromatographie imitieren, gefolgt von der Filterung werden die Proben mit 1 H-NMR-Spektroskopie analysiert. Berechnete Ausbeute für jeden stationären Phase werden dann die anfänglich von dem rohen Reaktionsmischung erhalten wurden. Die erhaltenen Ergebnisse eine quantitative Beurteilung ter die Stabilität der Verbindung zu den verschiedenen stationären Phasen; daher kann die optimale ausgewählt werden. Die Wahl des Grund Aluminiumoxid, modifiziert IV-Aktivität, wie eine geeignete stationäre Phase hat Isolation bestimmter iodoaziridines in ausgezeichneter Ausbeute und Reinheit erlaubt.

Introduction

Das Ziel dieser Methode ist es, die iodoaziridines Potenzial für die weitere Funktionalisierung Aziridinderivaten vorzubereiten. Das Verfahren enthält ein Protokoll für die quantitative Auswahl der optimalen stationäre Phase für die Chromatographie.

Aziridine, wie drei-gliedrige Ringe, besitzen inhärente Ringspannung, die ihnen wichtige Bausteine ​​in der organischen Chemie 1 macht. Sie zeigen eine Vielzahl von Reaktivität oft verbunden Aziridinring Öffnung 2,3, insbesondere als Zwischenprodukte in der Synthese von funktionalisierten Amine 4,5, oder die Bildung von anderen stickstoffhaltige Heterozyklen 6,7. Die Synthese einer Reihe von Aziridin-Derivate durch Funktionalisierung eines Vorläufers eines intakten Aziridin-Ring, der als eine gangbare Strategie 8 entstanden. Funktionsgruppe-Metall-Austausch, eine Aziridinyl-Anion zu erzeugen, und Umsetzung mit Elektrophilen ist gezeigt worden, wirksam zu sein N-geschützten Aziridinen wurde auch erreicht 12-15. Erst vor kurzem, Palladium-katalysierte Kreuzkupplungsmethoden Aryl Aziridine aus funktionalisierten Aziridin-Vorstufen durch Vedejs 16,17 entwickelt zu bilden, und uns 18.

Die Chemie der Hetero substituierten Aziridinen eröffnet faszinierende Fragen der Reaktivität und Stabilität 19. Wir haben Interesse an der Herstellung von iodoaziridines als neuartige funktionelle Gruppe, die das Potenzial, Vorstufen zu einer Vielzahl von Derivaten mit komplementären Reaktivität zu bestehenden Aziridin Funktionalisierungsreaktionen bieten bietet. Im Jahr 2012 berichteten wir über die erste Synthese von Aryl-N-Boc-iodoaziridines 20 und vor kurzem berichteten über die Herstellung von Aryl-und Alkyl-N-Ts-iodoaziridines 21.

Verfahren nach Zubess iodoaziridines verwendet diiodomethyllithium, ein Reagens, welches neuerdings auch bei der Herstellung von diiodoalkanes 22,23 verwendet wurde, diiodomethylsilanes 22,24 und Vinyliodiden 25-27. Die carbenoide-wie die Natur dieses Reagenz erfordert die Herstellung und Verwendung bei niedrigen Temperaturen 22,28. Die Techniken und Bedingungen für die Erzeugung von diiodomethyllithium bei der Herstellung iodoaziridines verwendet werden nachstehend beschrieben.

Während Siliciumdioxid als das Material der Wahl für die Chromatographie 29 entstanden, erwies es sich für die Reinigung von N-Ts-iodoaziridines ungeeignet. Silica-Gel ist in der Regel der erste und einzige Feststoff in Flash-Chromatographie in der organischen Chemie aufgrund der Verfügbarkeit und der tatsächlichen Trennungen eingesetzt Phasenmaterial. Jedoch kann die saure Natur der Silicagel die Zersetzung von empfindlichen Substraten während der Reinigung zu verursachen, verhindert die Isolierung des gewünschten Materials. Während andere stationary Phasen oder modifizierte Kieselgele sind für die Chromatographie 30 verfügbar ist, gibt es keinen Weg, um die Kompatibilität des Zielmoleküls an diese unterschiedlichen Materialien zu beurteilen. Aufgrund der sensiblen Natur der iodoaziridines haben wir ein Protokoll, um die Stabilität einer Verbindung zu einer Reihe von stationären Phasen 21, die hier gezeigt wird beurteilen. Dies hat das Potential für die Anwendung in der Synthese einer Vielzahl von Verbindungen mit empfindlichen funktionellen Gruppen. Das folgende Protokoll bietet einen effizienten Zugang zu N-Ts iodoaziridines, so dass die diastereoselektive Synthese von sowohl Alkyl-und aromatischen cis-iodoaziridines in hoher Ausbeute.

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Protocol

1. Vorbereitung der Iodoaziridines mit Diiodomethyllithium

  1. Flamm einen 100 ml Rundkolben, der einen Rührstab und einem Septum ausgestattet ist, unter einem Argonstrom zu trocknen, dann auf Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre abgekühlt. HINWEIS: Glas in einem Ofen getrocknet über Nacht (125 ° C) und auf Raumtemperatur abgekühlt, in analoger Weise ist auch angebracht.
  2. Zu dem Kolben wurden 5,7 ml hinzugefügt wasserfreiem THF und 2,7 ml wasserfreiem Et 2 O mit einer Spritze und frisch destilliertes Hexamethyldisilazan (1,50 mmol, 315 &mgr; l) mittels einer Mikrospritze.
  3. Rühren Sie die erhaltene Lösung und auf -78 ° C in einem Trockeneis / Aceton-Bad in eine ausreichend große Dewar, damit der Kolben auf und getaucht werden. Bedecken Sie den Dewar mit Aluminiumfolie, um die Exposition des Reaktionsgefäßes, um Licht zu minimieren.
  4. Add n BuLi (1.50 mmol, 0,60 ml, 2,5 M in Hexan) tropfenweise mittels einer Spritze über 2-3 min zu der Lösung bei -78 ° C.Das Gemisch wird bei -78 ° C für weitere 30 Minuten, um eine 0,17 M Lösung von LiHMDS bilden rühren. ACHTUNG: n BuLi-Lösung ist brennbar, ätzend auf die Haut und pyrophor. Überschüssiges Reagenz in der Spritze sollte entsprechend abgeschreckt werden.
  5. Nach 30 min, 1 ml wasserfreiem THF zu einem Flammen-getrockneten 10 ml-Rundkolben über eine Spritze, gefolgt von Diiodmethan (1,70 mmol, 135 &mgr; l) mittels einer Mikrospritze und sicherzustellen, dass sie gut vermischt sind.
  6. Fügen Diiodmethan Lösung tropfenweise über 2 min zu der Lösung des Lithiumhexamethyldisilazan bei -78 ° C Lassen diese Lösung für 20 min bei -78 ° C
  7. Während dieser Zeit wiegen N - [(E)-4-methylphenylmethylidene]-4-Methylbenzolsulfonamid (137 mg, 0,50 mmol) in eine andere heizten 10 ml Rundkolben gegeben und in 2,0 ml wasserfreiem THF zu lösen.
  8. Nach 20 min Deprotonierung Zeit das Imin Lösung tropfenweise zu der Lösung diiodomethyllithium über 5 min bei -78 & #176, C.
  9. Unmittelbar nach dem Eintropfen abgeschlossen ist, heben Sie das Reaktionsgefäß aus dem Trockeneis-Bad, und übertragen auf ein Eis / Wasser-Bad bei 0 ° C Re-Abdeckung mit Aluminiumfolie und lassen für 15 Minuten bei 0 ° C HINWEIS: Die Lösung sollte orange in der Farbe.
  10. Nach 15 min bei 0 ° C wird die Reaktion durch Zugabe von 30 ml gesättigter wässriger Natriumhydrogencarbonat-Lösung. Das Gemisch wird in einen Scheidetrichter überführt und 30 ml CH 2 Cl 2. Schütteln Sie die Mischung, und entfernen Sie die untere CH 2 Cl 2-Schicht. Wiederholen Sie diesen Extraktionsverfahren zwei weitere Male, und kombinieren Sie die CH 2 Cl 2 Schichten.
  11. In Natriumsulfat, um die organischen Schichten in der Lösung vorhandene Wasser zu entfernen, dann den Filter aus Natriumsulfat und das Filtrat in einem 250 ml Rundkolben.
  12. Entfernung des Lösungsmittels unter vermindertem Druck am Rotationsverdampfer auf eine unreine Probe des gewünschten Produkts erhalten iodoaziridine.

2. Beurteilung der Produktstabilität stationäre Phasen für die Chromatographie

  1. Man löst das Rohprodukt Aziridin Probe in CH 2 Cl 2 (16 ml) und füge 1,3,5-Trimethoxybenzol (28,0 mg, 0,167 mmol) als interner Standard, wodurch diese vollständig gelöst. Einen aliquoten (2 ml) aus dieser Mischung, Entfernung des Lösungsmittels unter vermindertem Druck und diese Probe zu analysieren durch 1 H-NMR-Spektroskopie.
  2. Öffnen Sie die aufgenommenen 1 H-NMR-Spektrum mit Standard-NMR-Verarbeitungssoftware. In Mestre der rechten Maustaste das Spektrum und wählte "Integration", dann "manuell", um die Integration Tool bieten. Klicken und ziehen, um die Breite der Peaks bei 6,08 ppm und 4,87 ppm zu decken, um die Signale des internen Standards und der Aziridin CHI Signal bzw. zu integrieren. Rechts-Klick auf das Integral für den Peak bei 6,08 ppm, wählen Sie "Bearbeiten integral" und ändern Sie die "normierten"-Wert auf 3,0. NOTE: Ähnliche Schritte können mit anderen Softwarepaketen eingesetzt werden.
  3. Die aktualisierte Wert des Integrals der Aziridin CHI Signal (4,87 ppm), um die Ausbeute des iodoaziridine bestimmen, hier als (100/3) × (das Integral der CHI-Signal), das einen berechneten Ausbeute von 59% ergibt. Hinweis: Wegen der bekannten Menge des internen Standards (0,167 mmol) und dem Produkt-Peak entspricht 1 Proton, wird die Ausbeute an iodoaziridine durch die folgende Gleichung berechnet: 100 × (Integral der Produktpeak) x (Mol interner Standard) / Mol Ausgangsmaterial.
  4. Bereiten Schlämmen der folgenden stationären Phasen (25 g): Siliciumdioxid, Siliciumdioxid + 1% NEt 3 (Triethylamin), neutrale Aluminiumoxid, basischem Aluminiumoxid (Aktivität I), basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV) und Florisil, in je 5% EtOAc / Hexan (50 ml), in sechs separaten 250-ml-Erlenmeyerkolben mit Rührer Bars. In einen zweiten Erlenmeyer Eine 5% ige EtOAc / Hexan-Lösung (50 ml), die als Kontrollversuch verwendet werden. ACHTUNG: silicein Gel, Aluminiumoxid und andere stationäre Phasen verwendet werden, sind gefährlich, wenn sie eingeatmet wird, sollten daher immer in einer effektiven Abzug gehandhabt werden.
  5. 2 ml Aliquots der iodoaziridine / internen Standardlösung zu jedem der Erlenmeyerkolben bei Raumtemperatur. Rühren Sie die Schlammgemische für 30 min. ANMERKUNG: Dies stellt die Dauer der Verbindung während einer normalen Flash-Säulenchromatographie Verfahren zur stationären Phase ausgesetzt werden.
  6. Filtern Sie die Schlammgemische mit einem Sinterrichter und das Filtrat in einem 250 ml Rundkolben. Auf dem Sintertrichter wäscht den Rückstand mit CH 2 Cl 2 (2 × 30 ml). Wiederholen Sie diesen Filtervorgang für die verbleibenden Schlämme. HINWEIS: Es empfiehlt sich, den Beginn der jeweiligen stationären Phase versetzt, um Zeit für die Filtration zu ermöglichen und so pflegen die gleiche Zeit für jede der stationären Phase Materialien.
  7. Entfernen des Lösungsmittels aus der resultierenden Proben unter vermindertem Druck, und durch 1 H-NMR-spektroskopischen Analyseskopie, die Menge der iodoaziridine erholt in jedem Fall, wie in Abschnitt 2.2 zu berechnen.
  8. Vergleichen Sie die Erträge der iodoaziridine von jedem mit dem in Abschnitt 2.1 erhalten getestet stationären Phase erhalten. HINWEIS: Die Probe mit dem höchsten Ertrag, im Idealfall die gleiche wie in 2.1, zeigt die optimale stationäre Phase für die Chromatographie. In diesem Beispiel wurde basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV) die beste stationäre Phase für die Reinigung gilt.

3. Deaktivierung von basischem Aluminiumoxid und Reinigung der Iodoaziridine

  1. Wiederholen Sie Abschnitt 1, um die rohe Mischung iodoaziridine generieren.
  2. Um grundlegende Aluminiumoxid (Aktivität IV) zu erzeugen, werden 100 g basischem Aluminiumoxid (Aktivität I) in einen 500 ml Rundkolben, und dann mit 10 ml Wasser in den Kolben und fit mit einem Glasstopfen.
  3. Die Flasche kräftig schütteln, bis keine Klumpen sichtbar sind, was auch die Verbreitung von Wasser während des Aluminiumoxid. Damit das Aluminiumoxid auf RT abkühlen. ACHTUNG: die Adsorptiontion von Wasser ist exotherm, so dass der Kolben kann heiß werden und können in einem Druckaufbau führen. Lassen Sie keinen Druck aufbauen häufig.
  4. Das rohe iodoaziridine durch Säulenchromatographie unter Verwendung des basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV) als stationäre Phase, wobei mit Hexan, einem Gehalt von 5% EtOAc / Hexan. HINWEIS: hohe Konzentrationen von EtOAc sollte nicht mit basischem Aluminiumoxid verwendet werden. In diesen Fällen können Diethylether stattdessen verwendet werden.
  5. Kombinieren Sie das Produkt enthaltenden Fraktionen und das Lösemittel unter vermindertem Druck, um das reine iodoaziridine erhalten.

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Representative Results

Die beschriebene Vorgehensweise liefert cis - (±)-2-Iod-3-(4-tolyl) -1 - (4-Toluolsulfonyl) Aziridin als ein einzelnes Diastereomer mit ausgezeichneter Reinheit (Abbildung 1). Vor der Reinigung wurde eine Ausbeute von 59% der iodoaziridine Produkts durch 1 H-NMR-Spektroskopie ermittelt. Dies war jedoch iodoaziridine besonders schwierig zu reinigen und zu unter signifikante Zersetzung an Kieselgel. Reinigung an basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV), wie von der stationären Phase bestimmt Bildschirm erlaubt das Produkt in 48% Ausbeute isoliert werden. Die Ergebnisse von der stationären Phase Bild in Fig. 2 dargestellt. Nach Filtration Analyse der 1 H-NMR-Spektrum ergibt eine Reihe von Ausbeuten für die verschiedenen Materialien, in Bezug auf den internen Standard. Diese Ausbeuten sind repräsentativ für die isolierte Ausbeute, die nach Säulenchromatographie an diesem bestimmten stationären Phase erwartet werden kann. Basisches Aluminiumoxid (Aktivität IV)gibt die höchste Ausbeute (53%), die in der Nähe des 1 H-NMR berechneten Ausbeute. Daher wurde basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV) als stationäre Phase für die Säulenchromatographie zur Reinigung von N-Ts iodoaziridine gewählt. Die isolierten Ausbeuten nach Chromatographie, sind vergleichbar mit denen vorhergesagt.

Eine große Auswahl an iodoaziridines können mit dieser Methode in hoher Ausbeute (siehe Abbildung 3 für repräsentative Beispiele) zugegriffen werden. Sowohl Alkyl-und aromatischen N-Ts Imine mit der Reaktion, einschließlich des sterisch anspruchsvollen tert-Butyl-ortho-tolyl Beispiele kompatibel. Die Reaktion wird vorgeschlagen, durch Deprotonierung von Diiodmethan auftreten Lithiumhexamethyldisilazan bei -78 ° C unter Bildung diiodomethyllithium (Abbildung 4). Bei der Zugabe des N-Ts Aldimin, nucleophile Addition des Diiodmethan Anion an das Imin bei -78 ° C ergibt das Amino gem -Diiodid Zwischen. Nachfolgende Erwärmung auf 0 ° C induziert eine hoch diastereoselektive Cyclisierung der Amino-Edelstein-Diiodid Zwischen, liefern, das die cis - N-Ts-iodoaziridine ausschließlich. Die Cyclisierung erfolgt hochstereoselektiv wobei die cis-iodoaziridine über trans iodoaziridine durch subtilen sterischen Wechselwirkungen im Übergangszustand der Cyclisierung begünstigt.

Während Reaktionsoptimierung, war es offensichtlich, daß die Steuerung der Temperatur und der Zeitablauf der verschiedenen Phasen ist wichtig, um das Ergebnis der Reaktion (5). Quenchen der Reaktion bei -78 º C ohne Erwärmen zur Bildung des N-Ts iodoaziridine und der Amino-gem-Dijodid. Jedoch werden die Produkte einer Verschlechterung unter den Reaktionsbedingungen, welche durch Erwärmen und Reduzieren der Reaktionszeiten vermieden wird.

"Abbildung 1. Bildung des para-Tolyl iodoaziridine und dem entsprechenden 1 H-NMR-Spektrum des rohen Produktmischung, die das iodoaziridine und 1,3,5-Trimethoxybenzol.

Figur 2
. Abbildung 2: Verfahren zur 1 H-NMR-Stabilitätsstudie für die para-Tolyl iodoaziridine mit verschiedenen stationären Phasen; die beste Erholung der iodoaziridine wird mit basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV) (53%) beobachtet.

Fig. 3
Abbildung 3. Ausgewählte Rahmen der iodoaziridination Reaktion.

<p class = "jove_content" fo: keep-together.within-page = "always"> Fig. 4
Abbildung 4. Schlagener Mechanismus der Reaktion und Begründung der Diastereoselektivität.

Figur 5
Abbildung 5. Verhältnis iodoaziridine zu gem-Diiodid mit unterschiedlichen Reaktionszeit und Temperatur Aminosäuren.

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Discussion

Ein Verfahren zur diastereoselektiven Herstellung von cis - N-Ts-iodoaziridines beschrieben, zusammen mit einer Stabilitätsstudie Protokoll quantitativ zeigen die optimale stationäre Phase für die Reinigung von potentiell instabilen Verbindungen durch Flash-Säulenchromatographie. Es ist vorgesehen, dass der Zugang zu iodoaziridines durch diesen Ansatz ermöglicht Verfahren, um eine breite Palette von Aziridinen Zugang entwickelt werden, durch Derivatisierung der intakten Ring.

Eine entsprechende Modifizierung der Prozedur für Imine mit einem α-Proton ist, Imin-Toluolsulfinsäure-Addukte als Ausgangsmaterial anstelle des Imins durch die verbesserte Stabilität der Lagerung und Handhabung zu verwenden. Aus diesem Ausgangsmaterial sollte ein zusätzliches Äquivalent von sowohl Diiodmethan und LiHMDS verwendet werden, um das Imin in situ zu erzeugen.

In Vorbereitung auf die LiHMDS Lösung, sollte die Hexamethyldisilazan frisch destillieren werdenLED vor dem Gebrauch. Amine, die nicht destilliert wurde in mehr von einer geringfügigen aminal Produkt gebildet wird, durch die direkte Zugabe von der Basis in den Aldimin führen. Diese Seite aminal Produkt ist auch häufiger bei der Verwendung von kommerziellen LiHMDS Lösungen, statt einer frisch hergestellten Lösung. Handels n BuLi-Lösungen müssen regelmäßig titriert, um die Konzentration, um die Reaktion verwendete Menge genau steuern zu bestimmen. Die Diiodiden und iodoaziridine Produkte sind lichtempfindlich und so sollte die Reaktion abgedeckt werden und die Belichtung des Produkts, um Licht minimiert werden. Länger andauernde Einwirkung von Licht führt zur Zersetzung, so dass die isolierten iodoaziridines sollte bei -20 ° C im Dunkeln gelagert werden.

Das beschriebene Verfahren ist auf verzweigten Imine entweder mit dem Imin-oder Imin-Sulfinsäure Addukte begrenzt; nur geringe Ausbeuten für Primär Alkyliminen erhalten. Dies ist aufgrund der bevorzugten direkte Zugabe von LiHMDS zum Aldimin, über den degewünschte Zugabe von diiodomethyllithium für weniger sterisch gehinderten Substraten.

Nach unserer Kenntnis gibt es keine verfügbare Methode, um die Stabilität der Verbindung der stationären Phasen zu quantifizieren. Dies ist besonders wichtig für neue Verbindungsklassen oder neue Kleinmolekül-funktionellen Gruppen. Das hier beschriebene Protokoll ermöglicht eine schnelle Anzeige der Stabilität des iodoaziridine den verschiedenen stationären Phasen, sowie die Bereitstellung einer Möglichkeit, Zersetzungsprodukte, die möglicherweise auf Säulenchromatographie gebildet werden könnten. Das Protokoll für die quantitative Bewertung der Stabilität iodoaziridines stationären Phasen hat Potential für die Anwendung bei der Reinigung von einer Vielzahl von Verbindungen mit empfindlichen funktionellen Gruppen, durch die allgemeine Art und Einfachheit der Installation.

Es gibt eine Reihe von kritischen Schritte in dem Protokoll. Die tropfenweise Zugabe der Imin / THF-Lösung über 5 Minuten ist für die Ausbeute des produk erhalten. Schnellere hinaus die Zeiten haben gezeigt, dass weniger der gewünschten iodoaziridine Produkt. Reinigung an basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV) ist wesentlich; Verwendung von Siliciumdioxid führt zu Zersetzungsprodukte beobachtet. Basischem Aluminiumoxid (Aktivität IV) ist im Handel nicht erhältlich und müssen vor der Verwendung hergestellt werden, wie in dem Protokoll (3.2 und 3.3) beschrieben.

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Acknowledgments

Für finanzielle Unterstützung danken wir dem EPSRC (Career Acceleration Fellowship JAB; EP/J001538/1), den Ramsay Memorial Trust (Forschungsstipendium 2009-2011 JAB) und Imperial College London. Vielen Dank an Prof. Alan Armstrong für die großzügige Unterstützung und Beratung.

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

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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).

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