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Chemistry

Cercosporina-Fotocatalyzed [4+1]- e [4+2]-Anulações de Azoalkenes em Condições Leves

Published: July 17, 2020 doi: 10.3791/60786
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 1, 2, 1
1Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, School of Biotechnology, Jiangnan University, 2School of Pharmaceutical Science, Jiangnan University
* These authors contributed equally

Summary

Novas rotas para a síntese de heterociclos contendo nitrogênio utilizando cercosporina como fotocatalyst sem metal foram desenvolvidas.

Abstract

O interesse pelos heterociclos contendo nitrogênio tem se expandido rapidamente na comunidade sintética, uma vez que são motivos importantes para novas drogas. Tradicionalmente, foram sintetizados através de reações de cicrqueitura térmica, enquanto hoje, a fotocatálise é preferida devido às condições leves e eficientes. Com este foco, um novo método fotocatalítico para a síntese de heterociclos contendo nitrogênio é altamente desejado. Aqui, relatamos um protocolo para a biossíntese da cercosporina, que poderia funcionar como um fotocatalyst sem metal. Em seguida, ilustramos protocolos fotocatalisados de cercosporina para a síntese de heterociclos contendo nitrogênio 1,2,3-thiadiazoles através da anulação de azoalkenes com KSCN, e síntese de 1,4,5,6-tetrahydropyridazinas [4+2] através da ciclodimerização de azoalkenes em condições leves, respectivamente. Como resultado, há uma nova ponte entre o método de fermentação microbiana e a síntese orgânica de forma leve, econômica, ambientalmente amigável e sustentável.

Introduction

Heterociclos contendo nitrogênio têm chamado muita atenção, pois não são apenas esqueletos importantes para uma ampla gama de produtos naturais com bioatividades, mas também os precursores sintéticos de agroquímicos e moléculas de drogas1,,2. Entre os vários N-heterociclos, 1,2,3-thiadiazoles3,4 e 1,4,5,6-tetrahidrogas5,6 são as moléculas mais importantes, que são utilizadas como intermediários versáteis na química sintética(Figura 1).4 Uma vez que a modificação de seus grupos funcionais sempre induz atividades farmacológicas distintas, esforços extensivos têm sido dedicados ao desenvolvimento de estratégias eficazes para a síntese de heterociclos contendo nitrogênio e foram principalmente sintetizados através de reações de carga cicrtura térmica7,,8,,9,,10. Atualmente, para atender aos requisitos de desenvolvimento sustentável e química verde, a fotocatálise tem exercido grande importância e vantagens11,12,,13,,14, que inclui efetividade15,,16,,17,,18,,19 e evitar reagentes estequiométricos para a ativação20,,21. Os poderosos e versáteis intermediários de quatro unidades, azoalkenes (1,2-diaza-1,3-dienes)22,23,24,25,26,27,28,29, foram empregados como precursores em reações de ru(bpy)3Cl2com alta eficiência para a anulação de hidrazina halogeno e cetocarbonyls30. Além disso, também foi usado no sistema fotocatalisado Eosin Y sem metal, mas proporcionando o produto desejado em apenas 7% de rendimento. Uma vez que os fotocatalysts sem metal mostram grande vantagem sobre os fotocatalístes baseados em metal de transição, em relação ao fator ambiental, bem como os preços mais baratos18,19, é altamente importante desenvolver novos sistemas fotocatalíticos sem metal para a síntese de N-heterociclos. N

Cercosporin31,32,33,34,35, hipocrelina36,37,38,39,40, elsinocromo41 e phleicromo42,43 ( Figura2) pertencem a pigmentos perilenoquinonóides (PQPs) na natureza e são produzidos por fungos endofitos, que têm sido amplamente investigados em relação às suas propriedades fotofísicas e fotobiológicas, e aplicadas em terapia fotodinâmica e diagnóstico fotofísico, devido à sua forte absorção na região UV-vis e propriedades únicas de fotosensibilização36,,44,,45,,46,,47. Após a irradiação, esses PQPs podem ser levados ao estado animado e, em seguida, gerar espécies ativas através da transferência de energia (Ed) e transferência de elétrons (ET)35,38,44,,48,,49,,50,,51,,52,,53,54. Assim, imaginamos que esses PQPs naturais podem ser utilizados como fotocatalíspes "livres de metal" para conduzir reações orgânicas, que raramente foram investigadas55,56,,57,58,,59.

Aqui, relatamos o protocolo para a biossíntese de cercosporina a partir da fermentação líquida e, em seguida, aplicamos-no como um fotocatalyst livre de metal para a reação de anulação [4+1] de azoalkenes e KSCN, assim como a ciclodimerização [4+2] de azoalkenes, que fornecem 1,2,3-thiadiazoles e 1,4,5,6- tetrahidropyridazinas com alta eficiência em condições leves, respectivamente (Figura 3).

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Protocol

NOTA: α-Halo-N-acyl-hydrazones foram preparados de acordo com um procedimento publicado60.N Todos os solventes e outros reagentes químicos foram obtidos de fontes comerciais sem maior purificação. Primeiro descrevemos a síntese de α-Halo-N -acyl-hydrazones e a biossíntese de cercosporina como um fotocatalyst sem metal.N Em seguida, ilustramos os protocolos das reações de cercosporina-fotocatalisada para a síntese de 1,2,3-thiadiazoles e 1,4,5,6-tetrahydropyridazines.

ATENÇÃO: Toda a manipulação deve ser conduzida com cautela usando luvas, jaleco e óculos. É altamente recomendável ler cuidadosamente o MSDS para cada produto químico e solvente usado nessas reações e processo de purificação. Produtos químicos podem ser pesados em um equilíbrio no banco. Todas as reações orgânicas devem ser configuradas no capô da fumaça e o processo de purificação também deve ser realizado em um capô de fumaça.

1. Preparação de α-Halo-N -acyl-hydrazonesN

  1. Pesar 10 mmol de cetona e 10 mmol de hidrazina benzoílico em um frasco.
  2. Adicione 20 mL de CH3OH ao frasco.
  3. Equipar o frasco com uma rolha de borracha e uma barra de agitação.
  4. Injete 0,25 mL de HCl lentamente na mistura.
  5. Incubar o frasco no ar à temperatura ambiente por 4h.
  6. Colete o precipitado após a reação por filtragem e lave com acetona.
  7. Seque o produto por vácuo e identifique-se pela RMR.

2. Preparação de cercosporina

  1. Carregue um frasco de 3 L com 1 L de meio S-7.
  2. Inocular a cepa produtora de cercosporina56 no frasco de shake.
  3. Cultue a mistura em condições leves a 135 r/min, 25 °C durante 2 semanas.
  4. Sujeitar o caldo de fermentação à filtragem de vácuo usando uma bomba de vácuo para obter o supernatante e a pelota.
  5. Pegue a pelota e seque-a em uma secadora congelante.
  6. Extrair a pelota e o supernatante separadamente com 3 x 50 mL de diclorometano.
  7. Misture as fases orgânicas e lave com água 2-3 vezes.
  8. Concentre a fase orgânica sob vácuo.
  9. Ressumatar o resíduo com metanol analítico e filtrar através de uma membrana de microfiltração orgânica de 0,18 μm.
  10. Purifique a cercosporina com uma coluna Sephadex LH-20 e identifique-se pelo HPLC.

3. Preparação de 1,2,3-thiadiazoles

  1. Pese o α-Halo-N-acyl-hydrazone (0,2 mmol, 1,0 eq), 1 mg de cercosporina (0,002 mmol, 0,01 equiv.), 27 mg de tBuOK (1,2 equiv) e 39 mg de KSCN (2 equiv) em uma banheira Schlenk de 10 mL equipada com rolha de borracha e uma barra de agitação.N
  2. Limpe o tubo Schlenk com O2 três vezes.
  3. Injete CH3CN seco (2 mL) no tubo Schlenk.
  4. Submeta o tubo Schlenk a um LED azul de 5 W da parte inferior por 16 h.
  5. Lave com 4 x 15 mL de solução NaCl saturada e combine a fase aquosa.
  6. Re extraindo a fase aquosa com 4 x 15 mL de acetato etílico.
  7. Combine fase orgânica e seca com anidro Na2SO4.
  8. Remova o solvente com evaporador a vácuo.
  9. Purifique o produto 3 por cromatografia de coluna de gel de sílica (eluente, petróleo: acetato de etila = 10:1) e identifique por RMN.

4. Preparação de 1,4,5,6-tetrahydropyridazine

  1. Pese o α-Halo-N-acyl-hydrazone (0,5 mmol), 2,7 mg de cercosporina (0,01 equiv) e 195 mgs de Cs2CON3 (1,2 equiv) em uma banheira Schlenk de 10 mL equipada com uma rolha de borracha e uma barra de agitação.
  2. Limpe o tubo Schlenk com N2 três vezes.
  3. Injete CH3CN/H2O (10:1, 2 mL) no tubo Schlenk.
  4. Submeta o tubo Schlenk a um LED azul de 5 W da parte inferior por 16 h.
  5. Lave com 4 x 15 mL de solução NaCl saturada e combine a fase aquosa.
  6. Re extraindo a fase aquosa com 4 x 15 mL de acetato etílico.
  7. Combine fase orgânica e seca com anidro Na2SO4.
  8. Remova o solvente com evaporador a vácuo.
  9. Purifique o produto 4 por cromatografia de coluna de gel de sílica (eluente, petróleo: acetato de etila = 10:1) e identifique por RMN.

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Representative Results

Síntese de α-Halo-N-acyl-hydrazones: Eles são sintetizados de acordo com o Protocolo 1.

Síntese de cercosporina: Foi sintetizado e purificado de acordo com o Protocolo 2. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 14.82 (s, 2H, ArH), 7.06 (s, 2H, ArH), 5.57 (s, 2H, CH2), 4.20 (s, 6H, 2OCH3), 3.62-3.57 (m, m, m, m, m, m, 57 (m, m, m, m, m, m, m, m, m, m, m, m, 57 2H, CH2), 3.42-3.37 (m, 2H, CH2), 2.93-2.88 (m, 2H, CH2),0,63 (d, 6H, J = 8 Hz, 2CH3) (Figura 4). 13 C NMR (101 MHz, CDCl3): δ ppm 207.0, 181.8, 167,4, 163,4, 152,8, 135,4, 130,6, 127,9, 112,9, 109,3, 108,2, 92,6, 68,1, 61,2, 42,2, 19,3. HRMS (ESI-Q-TOF) calcd exato para C29H25O10 [M-H]- 533.1448, encontrado 533.1468.

Síntese de 4-Phenyl-1,2,3-thiadiazole (3a): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 3 com 88% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 8.66 (s, 1H), 8.07-8.05 (m, 2H), 7.55-7.44 (m, 3H)(Figura 5). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ ppm 162.9, 130.8, 129.9, 129.4, 129.2, 127.4(Figura 6). HRMS (ESI-Q-TOF) massa exata calcd para C8H7N2S [M+H]+ 162,0330, encontrado 163,0349.

Síntese de 4-(4-Fluorophenyl)-1,2,3-thiadiazole (3b): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 3 com 72% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 8.60 (s, 1H), 8.09-8.02 (m, 2H), 7.19-7.19 (m, 2H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ ppm 164.3-161.9 (d, JC-F = 240 Hz), 161,3, 133,6, 129,8 (d, JC-F = 9,0 Hz), 127,8 (d, JC-F = 3,0 Hz), 116,7 (d, JC-F = 22,0 Hz). HRMS (ESI-Q-TOF) calcd exato para C8H6FN2S [M+H]+ 181.0196, encontrado 181.0191.

Síntese de 4-(4-Clorofenil)-1,2,3-thiadiazole (3c): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 3 com 87% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 8.65 (s, 1H), 8.00 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.50 (d, J = 8 Hz, 2H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ ppm 162.6, 135.5, 132.4, 129.4, 128.9, 128.7. HRMS (ESI-Q-TOF) massa exata calcd para C8H6ClN2S [M+H]+ 196,9940, encontrado 196,9940.

Síntese de 4-(4-Bromophenyl)-1,2,3-thiadiazole(3d): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 3 com 78% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 8.66 (s, 1H), 7.94 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.65 (d, J = 8 Hz, 2H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ ppm 161.2, 134.3, 132.7, 130.4, 129.6, 119.1. HRMS (ESI-Q-TOF) massa exata calcd para C8H6BrN2S [M+H]+ 240,9435, encontrado 240,9429.

Síntese de (3,6-Diphenyl-5,6-dihydropyridazin-1(4H)-yl)(fenil)metanona (4a): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 4 com 80% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 7.84-7.82 (m, 2H), 7.60-7.58 (m, 2H), 7.49-7.44 (m, 3H), 7.33-7.30 (m, 5H), 7.26-7.24 (m, 1H), 7.18 (d, J = 8 Hz, 2H), 6.09 (s, 1H), 2.71-2.67 (m, 1H), 2.43-2.16 (m, 3H) (Figura 7).

Síntese de (3,6-Bis(4-fluorophenyl)-5,6-dihydropyridazin-1(4H)-yl)(fenil)metanona (4b): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 4 com 72% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 7.80-7.78 (m, 2H), 7.57-7.55 (m, 2H), 7.52-7.43 (m, 3H), 7.16-7.12 (m, 2H), 7,03-6,97 (m, 4H), 6,05 (s, 1H), 2.69-2.65 (m, 1H), 2.40-2.25 (m, 2H), 2.18-2.13 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ ppm 170.2, 163.4 (d, 1JC-F = 248,1 Hz), 162.0 (d, 1JC-F = 244,1 Hz), 146,0, 135,5 (d, 4JC-F = 3,1 Hz), 135,1, 133,2 (d, 4JC-F = 3,2 Hz), 130,4, 129,9, 127,5, 127,2 (d, 3JC-F = 8,2 Hz), 127,1 (d, 3JC-F = 8,0 Hz), 115,7 (d, 2JC-F = 21,5 Hz), 115,4 (d, 2JC-F = 21,6 Hz), 50,9, 24,0, 18,7. 19 F NMR (376 MHz, CDCl3) (ppm) -111,7, -115,5. HRMS (ESI-Q-TOF) massa exata calcd para C23H19F2N2O [M+H]+ 377,1465, encontrado 377.1482.

Síntese de (3,6-Bis(4-clorofenil)-5,6-dihydropyridazin-1(4H)-yl)(fenil)metanona (4c): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 4 com 70% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 7.78 (d, J = 4 Hz, 2H), 7,50-7.43 (m, 5H), 7.30-7.26 (m, 5H), 7,10 (d, J = 8 Hz, 2H), 6,03 (s, 1H), 2,68-2,63 (m, 1H), 2,39-2,26 (m, 2H), 2.20-2.11 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ ppm 170.2, 145.8, 138.3, 135.4, 135.3, 134,9, 133,2, 130,5, 129,9, 129,0, 128,6, 127,5, 126,9, 126,6, 51,2, 29,7, 19,8, 18,6. HRMS (ESI-Q-TOF) massa exata calcd para C23H19Cl2N2O [M+H]+ 409,0874, encontrado 409.0864.

Síntese de (3,6-Bis(4-bromophenyl)-5,6-dihydropyridazin-1(4H)-yl)(fenil)metanona (4d): Foi sintetizado e purificado usando o Protocolo 4 com 82% de rendimento. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3): δ ppm 7.78 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.52-7.40 (m, 9H), 7,04 (d, J = 8 Hz, 2H), 6,01 (s, 1H), 2,67-2,62 (m, 1H), 2,39-2,25 (m, 2H), 2.20-2.11 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3): δ ppm 170.2, 145.9, 138.9, 135.8, 134.8, 132,0, 131,6, 130,5, 129,9, 127,5, 127,2, 126,9, 119,6, 121,2, 51,3, 29,7, 19,8, 18,5. HRMS (ESI-Q-TOF) massa exata calcd para C23H19Br2N2O [M+H]+ 498,9845, encontrado 498,9799.

Esses resultados representativos demonstram como 4-aryl-1,2,3-thiadiazoles e 1,4,5,6-tetrahydropyridazines podem ser convenientemente sintetizados por reações fotocatálicas de cercosporina catalisadas de α-Halo-N -acyl-hydrazoneN(Figura 8).

Foram obtidos com essas condições 4-aryl-1,2,3-thiadiazoles com essas condições: 1 (0,2 mmol), KSCN (0,4 mmol), tBuOK (0,24 mmol), CH3CN (2,0 mL), cercosporin (1 mol%), LED azul de 5 W, 16 h, em temperatura ambiente abaixo da atmosfera O2 (Figura 3 e Figura 8). O procedimento foi adequado para substratos com grupos que doam elétrons e aceitam elétrons no anel fenil, fornecendo os produtos desejados com rendimentos moderados a bons.

Foram obtidas com essas condições 1,4,5,6-tetrahidropyridazinas com essas condições: 1 (0,5 mmol), Cs2CO3 (1,2 equiv) e cercosporina (1 mol%) na mistura de MeCN e H2O (10:1) sob atmosfera N2 (Figura 3 e Figura 8). Os produtos desejados foram obtidos de bom a excelente rendimento.

Figure 1
Figura 1: Moléculas bioativas com motivos N-heterociclos. Adaptado com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: Pigmentos perilenoquinonóides representativos na natureza. Adaptado com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Síntese de Cercosporina-Catalisada de 1,2,3-Thiadiazoles e 1,4,5,6- Tetrahidropyridazines. Adaptado com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: Espectro H-NMR de cercosporina (400 MHz, CDCl3). 1 Reimpresso com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 5
Figura 5: Representante 1H-NMR espectro de 3a (400 MHz, CDCl3). Reimpresso com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 6
Figura 6: Representante 13C-NMR espectro de 3a (400 MHz, CDCl3). Reimpresso com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 7
Figura 7: Representante 1H-NMR espectro de 4a (400 MHz, CDCl3). Reimpresso com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 8
Figura 8: Síntese De Cercosporin-Catalisada de 4-aryl-1,2,3-thiadiazoles e 1,4,5,6-tetrahidropyridazinas. Adaptado com permissão de Zhang Y., Cao Y., Lu L.S., Zhang S. W., Bao W. H., Huang S. P., Rao Y. J. Perylenequinonoid-Catalyzed [4+1]-e [4+2]-Annulations of Azoalkenes: Photocatalytic Access to 1, 2, 3-Thiadiazole/1, 4, 5, 6-Tetrahydropyazridine Derivatives, Journal of Organic Chemistry. 84 (12), 7711-7721, (2019). Copyright (2019) American Chemical Society. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

Heterociclos contendo nitrogênio são motivos importantes para muitas novas drogas e foram tradicionalmente sintetizados através de reações de cicrqueza térmica. Devido ao grande interesse, um novo método fotocatalítico para a síntese desses compostos é altamente desejado. Para aproveitar as excelentes propriedades de fotosensibilização da cercosporina, aplicamos a cercosporina como um fotocatalyst sem metal em duas categorias de reações de anulação para sintetizar heterociclos contendo nitrogênio.

Primeiro, relatamos o protocolo de somasporina fotocatalisada [4+1] de anulação de azoalkenes com KSCN em condições padrão: α-halo-N-acyl-hydrazone 1 (0.2 mmol), tBuOK (1.2 equiv), KSCN 2 (2 equiv), cercosporin (0,01 equiv), ch3cn seco (2 mL) e as misturas resultantes foram submetidas a LED azul de 5 W por 16 h sob uma atmosfera O2. KSCN funcionalizado como uma unidade nucleofílica ambident aqui. Cercosporin, tBuOK, blue light e O2 foram todos pré-requisitos para esta reação. CH3 CN forneceu o melhor rendimento do produto e 0,01 equiv. de cercosporin foi a razão otimizada.

Em segundo lugar, relatamos o protocolo de somasporina fotocatalisada [4+2] de anulação de azoalkenes em condições padrão: α-halo-N-acyl-hydrazone 1 (0.5 mmol), Cs2CO3 (1.2 equiv), cercosporin (0,01 equiv) (CH3CN/H2O = 10:1) 2 mL, e as misturas resultantes foram submetidas a um LED azul de 5 W por 16 h sob uma atmosfera N2. Os experimentos de controle foram feitos para a reação [4+2] como foi para a reação [4+1]. Neste protocolo, a adição de água e Cs2CO3 foi fundamental para a auto-condensação de α-halo-N -acyl-hydrazone.N As proporções de água e Cs2CO3 também foram fundamentais para proporcionar o melhor rendimento para o produto.

Em resumo, relatamos o protocolo de biossíntese para cercosporina e, em seguida, aplicamos-no como um Nfotocatalyst sem metal para a síntese de N-heterociclos 4-aryl-1,2,3-thiadiazoles e 1,4,5,6-tetrahidropyridazines em condições leves, através de [4+1] anulação de azoalkenes com KSCN e [4+2] anulação de azoalkenes, respectivamente. Essas reações fizeram uso de LED de 5 W econômico e poderiam ser processadas facilmente, o que forneceu um novo aplicativo em síntese. Mais importante, construímos uma ponte entre a biosíntese e a síntese orgânica para o projeto de N-heterociclos de forma leve, econômica, ambientalmente amigável e sustentável.

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Disclosures

Os autores não têm nada a revelar.

Acknowledgments

Agradecemos pelo Programa Nacional de P&D da China (2018YFA0901700), Fundação de Ciência Natural da Província de Jiangsu (Grants No. BK20160167), o Plano mil talentos (Jovens Profissionais), os Fundos Fundamentais de Pesquisa para as Universidades Centrais (JUSRP51712B), o Programa Nacional de Disciplina de Primeira Classe de Tecnologia e Engenharia da Indústria leve (LITE2018-14) e a Fundação de Pós-Doutorado na Província de Jiangsu (2018K153C) para o apoio financeiro.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2,4'-Dibromoacetophenone ENERGY D0500850050
2'-bromo-4-chloroacetophenone ENERGY A0500400050
2-Bromo-4'-fluoroacetophenone ENERGY A050037-5g
2-Bromoacetophenone ENERGY A0500870050
4-Bromobenzhydrazide ENERGY B0103390010
4-Chlorobenzhydrazide ENERGY D0511130050
4-Fluorobenzhydrazide ENERGY B010461-5g
5 W blue LED PHILIPS 29237328756
Benzoyl hydrazine ENERGY D0500610250
CH2Cl2 SINOPHARM 80047360
CH3CN SINOPHARM S3485101
CH3OH SINOPHARM 100141190
Cs2CO3 ENERGY E060058-25g
Ethyl acetate SINOPHARM 40065986
freeze dryer LABCONCO 7934074
HPLC Agilent 1260 Infinity II
KSCN ENERGY E0104021000
Na2SO4 SINOPHARM 51024461
organic microfiltration membrane SINOPHARM 92412511
S-7 medium Gluose 1g; Fructose 3g; Sucrose 6g; Sodium acetate 1g; Soytone 1g; Phenylalanine 5mg; Sodium benzoate 100mg; 1M KH2P04 buffer ph6.8; Biotin 1mg; Ca(NO3)2 6.5mg; Pyridoxal 1mg; Calcium pantothenate 1mg; Thiamine 1mg; MnCl2 5mg; FeCl3 2mg; Cu(NO3)2 1mg; MgSO4 3.6mg; ZnSO4 2.5mg
Schlenk tub Synthware F891910
sephadex LH-20 column GE 17009001
shaker Lab Tools BSH00847
silica gel ENERGY E011242-1kg
tBuOK ENERGY E0610551000
vacuum bump Greatwall SHB-III
vacuum evaporator

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Química Edição 161 Perylenequinonoid Cercosporin Fotocatalysis 1,2,3-Thiadiazole 1,4,5,6-Tetrahydropyridazine Heterociclos
Cercosporina-Fotocatalyzed [4+1]- e [4+2]-Anulações de Azoalkenes em Condições Leves
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Icyishaka, P., Li, C., Lu, L., Bao, W., Li, J., Zhang, Y., Rao, Y. Cercosporin-Photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-Annulations of Azoalkenes Under Mild Conditions. J. Vis. Exp. (161), e60786, doi:10.3791/60786 (2020).

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