Summary
2-アジドフェニル-1-硝酸のエステルは、対応する 2-アジドフェニル-1-trichloroacetimidate 1 つの鍋の手順でに変換できます。原稿の目標は、炭水化物の合成におけるマイクロ波リアクターの有用性を示すことです。
Abstract
次の手順の目的は、2-アジドフェニル-1-硝酸-エステルの trichloroacetimidate 糖ドナーへの 1 つの鍋変換のデモを提供することです。アジドフェニル-、glycal のニトロ化、次、マイクロ波照射下で製品 2 アジドフェニル 1 硝酸エステルを加水分解することができます。この変換では、強く求核試薬との反応時間が延長された使用は行われます通常。マイクロ波照射は、試薬と短い反応時間の不在で、加水分解を誘導します。次の脱硝、中間アノマー アルコールは、対応する 2-アジドフェニル-1-trichloroacetimidate に、同じ鍋に変換されます。
Introduction
分子生物学の彼らの普及のため、炭水化物は化学合成の長年の目標をされています。1,2,3合成キャンペーンの成功の中核となる糖鎖を構築するグリコシル化反応の正しい展開です。4,5,6,7,8,9,10,11,12当然、グリコシド結合をインストールする方法の大きい数があります。13,14 Koenigs クノール メソッドは最も早く知られている手順の 1 つですし、結合糖塩化または臭化通常重金属 (水銀や銀) 活性化の下でのアルコール成分が含まれます。15関連糖フッ化物向山グループの 1981 年にドナーとして初めて導入され、彼らの高められた熱・化学安定性のための広範なアプリケーションを発見しました。16反応スペクトルの反対側に糖ヨウ化物、他のハロゲン化物よりもはるかに反応であります。特に α 結合型糖鎖形成増加の立体制御反応性が伴っています。17 "haloglycosides"に加えチオグリコシドを発見したワイドなユーティリティ、一部、形成、反応条件と求電子試薬の活性化の多数の安定性の容易にするため。18
上記フォーカス活性化およびアクセプター分子からアルコールによって最終的に転置されているグループを残して潜在的な「非酸素」を含むにアノマー アルコールに変換するメソッド。アノマー酸素活性化シュミット学校で記述として C1 酸素自体を残してグループに変換するのに焦点を当てください。19このメソッドは、最も強力なは、広く化学グリコシル化反応で。Trichloroacetimidate ドナーは、還元糖、炭酸カリウム (K2CO3) または 1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-エン (DBU) などの塩基の存在下で trichloroacetonitrile から容易に用意しています。これらの種は、ルイス酸を用いたアクティブ化されます。20
最近では、我々 は 2 アジドフェニル-1 trichloroacetimidate ドナーがグリカールから直接調製することができますを報告しています。プロセスには、2 つの反応、2 アジドフェニル 1 硝酸エステルからプロシージャを 1 つの鍋が含まれます。21この詳細なプロトコルは、正常に高収率で変換を完了するために専門家を支援するものです。特定の関心の下で電子レンジの熱脱硝焦点を当てて補助暖房のシーケンスの最初のステップです。また有機合成におけるマイクロ波反応を採用にビジュアル チュートリアルを提供してまいります。
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Protocol
1. 代表的な電子レンジ-脱硝を支援
- アジドフェニル硝酸エステルを配置 (1.0 当量、0.2 モル) 8 mL マイクロ波反応瓶で。反応のスケールは、反応の進行に悪影響を及ぼすことがなくいくつかのモルに増加できます。
- 20% アセトン (0.1 M、2.0 mL) アジドフェニル硝酸エステルを溶解します。反応容器にピリジン (5.0 当量、0.08 mL、1.0 モル) を追加します。マイクロ波照射バイアルのキャップ、マイクロ波リアクター共振器で反応容器を配置します。
- 攪拌と固定保持時間 15 分の 120 ° C でソリューションを照射します。保持時間は、照射が指定温度および結果の圧力で発生するどのくらいの期間を表します。2 分ランプ間報告された温度のすべての反応を加熱します。組み込み赤外線センサーによって温度を監視します。
- 15 分後出発原料の消費量を確認するため薄層クロマトグラフィー (TLC) を用いた反応混合物を分析します。1:1 酢酸エチル/ヘキサンを溶離液として使用します。
- セリウム アンモニウム molybate 染色を用いた TLC 板を視覚化します。反応体およびプロダクトの Rfは異なりますが、削減のアルコールは一般に 0.05 を 0.1 低い Rf反応液より。
2、trichloroacetimidate の形成
- 出発原料の完全な消費は、次の航空会社の使用量を削減する溶剤を蒸発します。(ジクロロ メタン) CH2Cl2 (1.0 mL) で希釈し、水層を除去する注射器を使用します。水層を削除すると、氷水浴を使用して 0 の ° C に反応混合物を冷却します。
- 次に、反応容器に DBU (10 eq、0.3 mL、1.9 ミリ モル) と 2,2,2 trichloroacetonitrile (50 eq、1.0 mL、10 m モル) を追加します。ベースの 1 相当と 2,2,2 trichloroacetonitrile の 1 と同等の最小値を必要し、両方の試薬が過剰に追加されます。
- 周囲温度に温暖化しながら攪拌反応混合物を許可します。出発原料の消費量を確認する TLC による反応を監視します。
- 1:1 酢酸エチル/ヘキサンを溶離液として使用します。セリウム アンモニウム molybate 染色を用いた TLC 板を視覚化します。反応体およびプロダクトの Rfは、異なります。
- 開始材料の完全な消費の後回復フラスコに反応混合物を転送し、30 ° C で真空中で混合物を集中溶剤の蒸発は茶色の油に原油淡黄色を提供します。
- 溶離液として 1.5 cm クロマトグラフィー コラムと 1:4 酢酸エチル/ヘキサン シリカゲル カラムクロマトグラフィーにより粗製品を浄化します。イミダートの物理的な形を分子から分子へと変わります。
図 1.2 アジドフェニル 1 硝酸エステルの 2 アジドフェニル-1 trichloroimidates への 1 つの鍋変換の代表的な例です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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Representative Results
3 2 アジドフェニル 1 硝酸エステルのプールに記載の技術を示した。それぞれのケースで反応の最初のステップは、20 分以内で完了しました。
図 2 。加水分解の代表例 (1 -2)、および1の 2 アジドフェニル 1 硝酸エステルのワンポット変換 (1-3)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
(2S,3R,4S,5S,6R)-2-(((2R,3S,4R,5R,6R)-4-acetoxy-2-(acetoxymethyl)-5-azido-6-(imino(2l3-trichloran-2-yl)methoxy)tetrahydro-2H-pyran-3-yl)oxy)-6-(acetoxymethyl)tetrahydro-2H-pyran-3,4,5-triyl アセテート (3)11 の混合物: 1:6 (アルファまんのう-/アルファに関する-/ベータ版に関する-) 構成されている azidonitrate エステル1 (1.0 当量, 0.133 g, 0.20 mmol) 20% アセトン (2.0 mL) に溶解し、ピリジン (5.0 当量、1.0 ミリ モル、0.8 mL) と扱われます。反応は、10 分の 120 ° C にマイクロ波によって加熱されました。次に、反応混合物を 0 ° C に冷却し、CH2Cl2 (1.0 mL) と扱われます。反応の水層を除去します。その後、反応は DBU (10 当量、0.3 mL、1.9 ミリ モル) と 2,2,2 trichloroacetonitrile (50 当量、1.0 mL、10 m モル) を追加しました。15反応は、rt にウォーム アップをさせて頂きました。出発原料の完全な消費の後混合物は集中して真空中であった。フラッシュ クロマトグラフィーによって精製された原油 (10:3 - 1:1 ヘキサン/エチル) 5:1 を与える (に関する-/満濃-) アルファ イミダート製品3 (0.133 g、0.174 モル、全体の 87%) の混合物。これらの反応条件下でまんのう - 構成開始材料は前述の加水分解に強いです。この反応で > に関する-構成されている原料の 95% が正常に、満濃の 62% アルファ イミダート 3 に変換-構成された原料はイミダート製品に変換されました。分光データは、以前に報告されたデータ21に同意しました。複雑な C-2 異性体の混合物として: 1H NMR (400 MHz、CDCl3) δ (s, 1 H)、8.64 6.46 (d、 J = 3.6 Hz、1 H) 5.54、(m、 J = 9.6 Hz) 5.33、(d、 J = 3.6 Hz)、5.11 (dd、 J = 10.6 Hz、 J = 7.9 Hz)、5.04 (dd, J= 3.6 Hz 9.6)、4.93 (dd、 J = 10.6, 3.6 Hz、1 H)、4.49 (d、 J = 7.9 Hz、1 H)、4.48 (m, 1 H)、4.10 (m, 4 H)、3.85 (m, 2 H)、2.14 (s, 3 H)、(s, 3 H) 2.09、2.06 (s, 3 H)、2.02 (s、6 H)、1.99 (s, 3 H)、1.95 (s, 3 H);13C NMR (100 MHz、CDCl3) δ 同期比 171.2、170.4, 170.2、170.1、169.4、169.2、対し 169.0、162.1、101.3、92.9、76.6、71.2、70.9、70.8、69.8, 69.5、69.2、66.7、61.5、60.8、21.1、21.0、20.7、20.6。
図 3.加水分解の代表例 (4 →5)、および4の 2 アジドフェニル 1 硝酸エステルの変換を 1 つの鍋 (4→6)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
((3aR,4R,7R,7aR)-7-azido-6-hydroxy-2,2-dimethyltetrahydro-4H-[1,3]dioxolo[4,5-c]pyran-4-yl)methyl 酢酸 (6)。Azidonitrate エステル4 (1.0 当量、0.451 モル 0.150 g 1:4 水/アセトン (4.0 mL) と (5.0 当量、0.18 mL、2.26 モル) ピリジン溶液で) は、10 分の 110 ° C にマイクロ波照射によって加熱されました。その後、反応はバイアルは、最初のボリューム ~1/2 に溶剤の混合物を減らすために空気の流れの下で濃縮しました。粗反応混合物は、CH2Cl2 (4.0 mL) を追加しました。反応の水層を除去します。その後、反応されました DBU (2.0 当量、0.14 mL、0.90 モル) と 2,2,2 trichloroacetonitrile (10 当量、0.45 mL、4.51 mmol) 0 ° C で30 分で反応は暗い茶色の原油に集中していた。原油の漏斗フィルターのシリカゲルのプラグを通過し、集中して、フラッシュ ・ クロマトグラフィー (2:5 エチル/ヘキサン) 34: 1 混合物 (アルファ/ベータ版) イミダート6を与えることによって浄化 (0.189 g、0.438 モル、> 95%) 黄色の油として。分光データは、以前に報告されたデータ21に同意しました。Rƒ 0.26 (1:3 エチル/ヘキサン);[Α]D20 +6.63 ° (c 0.3, CHCl3);IR (薄膜、cm 1) 3943.02、3689.98、3053.89、2986.53、2684.50、2409.92、2304.81、2115.20、1735.63、1674.77、1616.82、1421.56、1265.14、741.47、705.37。1 H NMR (400 MHz、CDCl3): α アノマー δ8.75 (s, 1 H)、6.34 (d、J = 3.4 Hz、1 H)、4.48 (dd、1 H、J 5.5 7.9 Hz、1 H =)、4.44-4.24 (m, 4 H)、3.76 (dd、J 3.4, 7.7 Hz、1 H =)、2.04 (s, 3 H)、(s, 3 H) 1.54、1.36 (s, 3 H);13 C (100 MHz、CDCl3): δ170.69、94.34、90.67、73.35、72.32、68.13、63.13 110.54、160.47 60.11、27.92、26.00、20.75;HRQ-飛行時間型質量 (m/z): [m+Na] calcd+C13H17Cl3N4O6453.0111、453.1277 を発見しました。
図 4 。加水分解の代表例 (7 →8)、および7の 2 アジドフェニル 1 硝酸エステルのワンポット変換 (7→9)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
2R,3S,4R,5R,6R)-2-(acetoxymethyl)-5-azido-6-(2,2,2-trichloro-1-iminoethoxy)tetrahydro-2H-pyran-3,4-diyl ジアセテートと (2R,3S,4R,5S,6R)-2-(acetoxymethyl)-5-azido-6-(2,2,2-trichloro-1-iminoethoxy)tetrahydro-2H-pyran-3,4-diylジアセテート (9)。1:14.4:27.4 (ベータ版に関する - アルファ/満濃-/アルファに関する-) アセテート7 (1.0 当量、1.164 モル 0.438 g 1:4 水/アセトン (10.0 mL) とピリジン (5.0 当量、0.47 mL、5.82 mmol) の溶液中) の混合物が 20 の 120 ° C でマイクロ波照射による加熱しました。分。その後、反応のバイアルは、最初のボリュームの ~1/2 に混合溶媒の量を減らすために空気の流れの下で集中していた。粗反応混合物は、CH2Cl2 (10.0 mL) を追加しました。反応の水層を除去します。その後、反応されました DBU (1.0 当量、0.18 mL、1.164 モル) と 2,2,2 trichloroacetonitrile (10 当量、1.2 mL、11.64 モル) 0 ° C で1 h で、反応は薄いオレンジと pH の反応の混合物であった 7。追加 DBU (1.0 当量、0.18 mL、1.164 モル) が追加され、反応を仰いだその特徴的なダークブラウン色。3 h で、反応は暗い茶色原油に集中していた。原油は 1:1.7 に関する-を与えるフラッシュ クロマトグラフィー (2:5 エチル/ヘキサン) によって精製された/満濃 - 黄色の油としてアルファ イミダート9 (0.3758 g、0.790 ミリ モル、68%) の混合物で構成されています。分光データは、以前に報告されたデータ21に同意しました。1H NMR (400 MHz、CDCl3): 異性体の複雑な混合物として: δ 8.68 (s), 6.51 (d、 J = 3.7 Hz)、5.51 (m), 5.13 (m), 5.09 (dd、 J = 10.3、3.7 Hz)、4.24 (dd、 J = 12.0, 3.8 Hz)、4.19 4.15 (m) 4.09 (dd、 J = 12.0, 1.8 Hz)、2.02 (s)、2.00 (s), 1.98 (s), 1.97 (s);13C NMR (100 MHz、CDCl3): δ 170.5、170.0, 169.8, 169.5, 160.7、92.9、90.7、70.0、69.8、69.7、67.7、61.4、20.7、20.6, 20.5。
図 5 。13H と13C のスペクトル。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 6 。16H と13C のスペクトル。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 7 。19H と13C のスペクトル。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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Discussion
このチュートリアルで説明されているプロトコルは、反応性、役に立つ機能を硝酸エステルに変換するメソッドを提供します。広い意味で安易な日常難しい変換をする可能性があります炭水化物の合成の過程で特定の演習を完了するマイクロ波リアクターを採用します。このチュートリアルで私たちの目標は、マイクロ波照射のコンテキストで炭水化物を処理する方法を示すことです。
親の反応の場合脱硝を達成するために以前の努力は通常強く求核試薬との反応時間が延長されたに頼ってきました。ここ記載されている技術の強みは、電子レンジがアノマー硝酸エステルの定量操作を可能にする非常に短い間隔でハイパワー暖房を提供することです。C2 の構成糖である化合物のメソッドに最適、これまでこの位置で「赤道」アルコールすなわち。C2 での「軸」のマンノースの構成を特色にする化合物は、彼らは耐加水分解性の長期照射を受ける必要があります。酸ではない分子基盤を除くことができる・ デ ・ ニトロ化で生成される酸を隔離する存在下での反応が行われている間不安定。また、反応 (すなわち peracetylated 糖) に耐性のある分子を加水分解する反応時間を増加できます。浄化に関して、マイクロ波反応後生産アルコールを浄化できます。
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Disclosures
著者は競合する金融興味を持ってないです。
Acknowledgments
著者は、ヴァンダービルト大学や金融支援のための化学生物学研究所を認めるみたいと思います。高分解能質量スペクトル分析のためバークレー エリス氏と教授ジョン ・ マクレーンを認めた
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 230 400 mesh silica gel | SiliCycle Inc | R10030B | |
| TLC plates | SiliCycle Inc | TLG-R10014B-527 | |
| Ceric ammonium molybdate | Sigma-Aldrich | A1343 | |
| Solvent Still | Mbraun | MB-SPS-800 | |
| Infared spectrometer | Thermo | Thermo Electron IR100 | |
| Nuclear Magnetic Resonance | Bruker | 400, 600 MHz | |
| LC/MS | Thermo/Dionex | Single quad, ESI | |
| HRMS | Agilent | Synapt G2 S HDMS | |
| Microwave reactor | Anton Parr | Anton Parr G10 Monowave 200 | |
| DBU | Sigma-Aldrich | 139009 | |
| CCl3CN | Sigma-Aldrich | T53805 | |
| Pyridine | Sigma-Aldrich | 270970 | |
| Acetone | Fisher Scientific | A18-20 | Tech. grade |
| Phase separator | Biotage | 120-1901-A | |
| Rotary evaporator | Buchi | R-100 |
References
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