Yöntem makalesi

One-pot mikrodalga destekli dönüşüm anomerik nitrat-esterleri Trichloroacetimidates

DOI:

10.3791/56610

⸱

15 Ocak 2018

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

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bir 2-azido-1-nitrat-ester karşılık gelen 2-azido-1-trichloroacetimidate bir pot yordamdaki dönüştürülebilir. El yazması karbonhidrat sentezi mikrodalga reaktörde yarar göstermek için hedeftir.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

One-pot dönüştürme bir 2-azido-1-nitrat-ester trichloroacetimidate glikosil verici bir gösteri sağlamak için aşağıdaki yordamı hedefidir. Bir glycal, azido-nitration, ürün 2-azido-1-nitrat ester mikrodalga destekli ışınlama altında hidrolize. Bu dönüşüm genellikle genişletilmiş tepki süreleri ve güçlü Nükleofilik reaktifler kullanarak elde edilir. Mikrodalga ışınlama hidroliz yokluğunda reaktifler, kısa tepki süreleri ile neden olmaktadır. Kaslarda ara anomerik alkol, karşılık gelen 2-azido-1-trichloroacetimidate için aynı tencerede dönüşür.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Onların aynı anda her yerde nedeniyle moleküler biyoloji, kimyasal sentez için uzun süredir devam eden hedefler karbonhidrat olmuştur. 1 , 2 , 3 herhangi bir başarılı sentetik kampanya özünde oligosakkarit zinciri glikozilasyon tepkiler doğru dağıtımıdır. 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 beklendiği gibi çok sayıda glycosidic Tahvil yüklemek için yöntem vardır. 13 , 14 Koenigs-Knorr yöntemi en erken bilinen yordamlardan biri ve ağır metal (cıva veya gümüş) etkinleştirme altında genellikle alkollü bir bileşeni ile bir glikosil klorür veya bromür kaplin içerir. 15 ilgili glikosil fluorides bağış Mukaiyama grubu tarafından 1981 yılında ilk kez sunulan ve onların artan termal ve Kimyasal kararlılığı nedeniyle yaygın uygulama bulduk. 16 reaktivite yelpazenin karşıt ucunda diğer halojenürlerden çok daha reaktif glikosil iodides vardır. Artan reaktivite özellikle ne zaman oluşturan α bağlantılı oligosakkaritler artan stereocontrol tarafından eşlik ediyor. 17 ek olarak "haloglycosides", thioglycosides geniş yardımcı programı, kısmen, oluşumu, istikrar reaksiyon koşulları ve harekete geçirmek electrophilic reaktifleri ile çok sayıda kolaylığı nedeniyle bulduk. 18

"Oksijen olmayan" içeren bir için bir anomerik alkol etkinleştirilir ve sonuçta bir alıcısı molekül bir alkol yerlerinden gruptan ayrılma gizli dönüştürme üzerinde odak açıklanan yöntemleri. Anomerik oksijen etkinleştirme Schmidt okul tarafından açıklandığı gibi bırakarak bir gruba C1 oksijen kendisi, dönüştürme üzerinde duruluyor. 19 bu yöntem en güçlü ve yaygın olarak kullanılan kimyasal glikozilasyon reaksiyonlar. Trichloroacetimidate bağış kolayca azalan bakiyeli bir şeker ve trichloroacetonitrile potasyum karbonat (K2CO3) veya 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-Doğu (DBU) gibi bir üs huzurunda hazırlanır. Bu tür sonra Lewis asitleri kullanılarak etkinleştirilir. 20

Son zamanlarda, 2-azido-1-trichloroacetimidate bağış doğrudan glycals hazırlanmış olabilir bildirdin. İşlem iki bir tepki, 2-azido-1-nitrat esterleri bir pot yordam içerir. 21 bu ayrıntılı iletişim kuralı uygulayıcıları yüksek verim dönüştürme başarıyla tamamlamanıza yardımcı olacak tasarlanmıştır. Özel ilgi hangi odak üstünde altında mikrodalga - termal kaslarda Isıtma destekli dizisinin ilk adımdır. Ayrıca görsel bir öğretici mikrodalga reaktörlerde Organik sentez istihdam sağlamak umuyoruz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. temsilcisi mikrodalga-kaslarda destekli

  1. Azido nitrat ester yerleştirin (1.0 eşdeğeri, 0.2 mmol) 8 mL mikrodalga tepki şişe içinde. Ölçeğin reaksiyon reaksiyon ilerleme üzerinde herhangi bir olumsuz etkisi olmadan birkaç mmol artırılabilir.
  2. AQ aseton (0.1 M, 2.0 mL) azido-nitrat ester geçiyoruz. Pyridine (5.0 eşdeğeri, 0,08 mL, 1.0 mmol) tepki taşıyıcıyı ekleyin. Mikrodalga ışınlama şişeyi kap ve reaksiyon taşıyıcıyı bir mikrodalga reaktör boşluk koyun.
  3. 120 ° c 15 dakika karıştırarak ile ve bir sabit tutun zaman ile çözüm ışınlatayım. Tutun zaman ışınlama belirlenen sıcaklık ve sonuç basınç ne kadar gerçekleşir gösterir. Bildirilen sıcaklık bütün tepkiler bir 2 dakikalık bayiliği süre içinde ısı. Sıcaklık yerleşik IR algılayıcı tarafından izlemek.
  4. 15 dk sonra başlangıç malzeme tüketiminin onaylamak için ince tabaka Kromatografi (TLC) kullanarak tepki karışımı analiz. 1:1 Etil asetat/hexanes eluent kullanın.
    1. TLC plaka ceric amonyum molybate leke kullanarak görselleştirmek. Kontrollerimiz ve ürün Rf değişir, ancak genel olarak 0,05-0,1 daha düşük Rf kontrollerimiz daha azalan bakiyeli alkol olduğunu.

2. trichloroacetimidate oluşumu

  1. Başlangıç materyali tam tüketiminin bir havayolu kullanarak düşük birim için solvent buharlaşır. O zaman, (diklorometan) CH2Cl2 (1.0 mL) sulandırmak ve bir şırınga su katmanı kaldırmak için kullanın. Bir kez su katmanı kaldırılır, 0 ° C bir buz-su banyosu kullanarak tepki karışıma serin.
  2. Sonra DBU (10 eq, 0.3 mL, 1.9 mmol) ve 2,2,2-trichloroacetonitrile (50 eq, 1.0 mL, 10 mmol) tepki taşıyıcıyı ekleyin. Her iki reaktif aşan eklenir ve en az 1 Bankası denk ve 2,2,2-trichloroacetonitrile 1 denk ihtiyaç vardır.
  3. Ortam sıcaklığı için Isınma sırasında karıştırmaya tepki karışım izin verin. Başlangıç malzeme tüketiminin onaylamak için TLC ile tepki izlemek.
    1. 1:1 Etil asetat/hexanes eluent kullanın. TLC plaka ceric amonyum molybate leke kullanarak görselleştirmek. Kontrollerimiz ve ürün Rf değişir.
  4. Tam tüketimi malzeme başlayan sonra reaksiyon karışımı bir kurtarma şişesi aktarmak ve karışım olarak vacuo 30 ° C'de konsantre Ham bir soluk sarı kahverengi yağ çözücü buharlaşma sağlar.
  5. Ham ürün silika jel sütun Kromatografi ile 1,5 cm Kromatografi sütun ve 1:4 Etil asetat/hexanes tarafından eluent arındırmak. İmidate fiziksel şeklinde molekül molekül değişir.

figure-protocol-1
Şekil 1. 2-azido-1-trichloroimidates 2-azido-1-nitrat esterleri bir pot dönüşümünü temsilcisi örnekleri. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada açıklanan teknoloji üç 2-azido-1-nitrat esterleri bir havuzu üzerinde gösterilmiştir. Her durumda reaksiyon ilk adım tam 20 dakika içinde.

figure-results-1
Şekil 2. Hidroliz temsilcisi örnek (1 ->2) ve 2-azido-1-nitrat ester 1 one-pot dönüşüm (1->3...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu öğreticide açıklanan protokol nitrat esterleri yararlı, reaktif işlevselliği için dönüştürmek için bir yöntem sağlar. Daha geniş bir anlamda, karbonhidrat sentezi boyunca belirli manevra tamamlamak için bir mikrodalga reaktör istihdam zor dönüşümleri facile ve rutin hale potansiyeline sahiptir. Amacımız bu eğitimde nasıl karbonhidrat mikrodalga ışınlama bağlamında ele göstermektir.

Üst tepki söz konusu olduğunda, kaslarda elde etmek için önceki çabaları genellikle güçlü Nükleofilik reaktifl...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar hiçbir rakip mali ilgi alanlarına sahip.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar Vanderbilt Üniversitesi ve finansal destek için Kimya Biyoloji Enstitüsü kabul etmek istiyorum. Bay Berkley Ellis ve Prof. John McLean yüksek çözünürlüklü kitle spektral analiz için kabul vardır.
 

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
230 400 mesh silika jelSiliCycle IncR10030B
TLC plakalarıSiliCycle IncTLG-R10014B-527
Serik amonyum molibdatSigma-AldrichA1343
Çözücü HalaMbraunMB-SPS-800
Kızılötesi spektrometreTermoTermo Elektron IR100
Nükleer Manyetik RezonansBruker400, 600 MHz
LC/MSThermo/DionexTek dörtlü, ESI
HRMSAgilentSynapt G2 S HDMS
Mikrodalga reaktörüAnton ParrAnton Parr G10 Monowave 200
DBUSigma-Aldrich139009
CCl3CNSigma-AldrichT53805
PiridinSigma-Aldrich270970
AsetonFisher ScientificA18-20Teknik sınıf
Faz ayırıcıBiotage120-1901-A
Döner buharlaştırıcıBuchiR-100

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Nicolaou, K. C., Mitchell, H. J. Adventures in Carbohydrate Chemistry: New Synthetic Technologies, Chemical Synthesis, Molecular Design, and Chemical Biology A list of abbreviations can be found at the end of this article. Telemachos Charalambous was an inspiring teacher at the Pancyprian Gymnasium, Nicosia, Cyprus. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 40 (9), 1576-1624 (2001).
  2. Danishefsky, S. J., Allen, J. R. From the laboratory to the clinic: A retrospective on fully synthetic carbohydrate-based anticancer vaccines. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 39 (5), 836-863 (2000).
  3. Nicolaou, K. C., Hale, C. R. H., Nilewski, C., Ioannidou, H. A. Constructing molecular complexity and diversity: total synthesis of natural products of biological and medicinal importance. Chemical Society Reviews. 41 (15), 5185-5238 (2012).
  4. Zhu, X., Schmidt, R. R. New principles for glycoside-bond formation. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (11), 1900-1934 (2009).
  5. Danishefsky, S. J., Bilodeau, M. T. Glycals in organic synthesis: The evolution of comprehensive strategies for the assembly of oligosaccharides and glycoconjugates of biological consequence. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35 (13-14), 1380-1419 (1996).
  6. Bongat, A. F., Demchenko, A. V. Recent trends in the synthesis of O-glycosides of 2-amino-2-deoxysugars. Carbohydr. Res. 342 (3-4), 374-406 (2007).
  7. Feizi, T., Fazio, F., Chai, W. C., Wong, C. H. Carbohydrate microarrays - a new set of technologies at the frontiers of glycomics. Curr. Opin. Struct. Biol. 13 (5), 637-645 (2003).
  8. Palmacci, E. R., Plante, O. J., Seeberger, P. H. Oligosaccharide synthesis in solution and on solid support with glycosyl phosphates. Eur. J. Org. Chem. (4), 595-606 (2002).
  9. Stallforth, P., Lepenies, B., Adibekian, A., Seeberger, P. H. 2009 Claude S. Hudson Award in Carbohydrate Chemistry. Carbohydrates: a frontier in medicinal chemistry. J. Med. Chem. 52 (18), 5561-5577 (2009).
  10. Danishefsky, S. J., Mcclure, K. F., Randolph, J. T., Ruggeri, R. B. A Strategy for the Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides. Science. 260 (5112), 1307-1309 (1993).
  11. Demchenko, A. V. Stereoselective chemical 1,2-cis O-glycosylation: From 'sugar ray' to modern techniques of the 21st century. Synlett. (9), 1225-1240 (2003).
  12. Fraserreid, B., Wu, Z. F., Udodong, U. E., Ottosson, H. Armed-Disarmed Effects in Glycosyl Donors - Rationalization and Sidetracking. J. Org. Chem. 55 (25), 6068-6070 (1990).
  13. Bohe, L., Crich, D. A propos of glycosyl cations and the mechanism of chemical glycosylation; the current state of the art. Carbohydr. Res. 403, 48-59 (2015).
  14. Toshima, K., Tatsuta, K. Recent Progress in O-Glycosylation Methods and Its Application to Natural-Products Synthesis. Chem. Rev. 93 (4), 1503-1531 (1993).
  15. Koenigs, W., Knorr, E. Ueber einige Derivate des Traubenzuckers und der Galactose. Chem. Ber. 34 (1), 957-981 (1901).
  16. Mukaiyama, T., Murai, Y., Shoda, S. An Efficient Method for Glucosylation of Hydroxy Compounds Using Glucopyranosyl Fluoride. Chem. Lett. (3), 431-432 (1981).
  17. Meloncelli, P. J., Martin, A. D., Lowary, T. L. Glycosyl iodides. History and recent advances. Carbohydrate Research. 344 (9), 1110-1122 (2009).
  18. Lian, G., Zhang, X., Yu, B. Thioglycosides in carbohydrate research. Carbohydr. Res. 403, 13-22 (2015).
  19. Schmidt, R. R., Kinzy, W. Anomeric-Oxygen Activation for Glycoside Synthesis - the Trichloroacetimidate Method. Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry. 50, 21-123 (1994).
  20. Schmidt, R. R., Toepfer, A. Glycosylation with highly reactive glycosyl donors: efficiency of the inverse procedure. Tetrahedron Lett. 32 (28), 3353-3356 (1991).
  21. Keith, D. J., Townsend, S. D. Direct, microwave-assisted substitution of anomeric nitrate-esters. Carbohydr. Res. 442, 20-24 (2017).
  22. Bukowski, R., et al. Synthesis and Conformational Analysis of the T-Antigen Disaccharide(B-D-Gal-(1->3)-a-D-GalNAc-OMe). Eur. J. Org. Chem. 14, 2697-2705 (2001).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Trikloroasetimidat SenteziAzido Nitrat esterTek Kap Prosed rOligosakkarit Don rlerHidroliz ReaksiyonuDBU TrikloroasetonitrilSilika Jel KromatografisiTLC zlemeRotari Evaporat r

İlgili makaleler