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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

Here, we present a protocol for direct, early stage guanidinylation that enables rapid total synthesis of aminoguanidine-containing small organic molecules. An advanced synthetic intermediate used in the synthesis of a blood coagulation factor XIa inhibitor was prepared using this protocol.

Zusammenfassung

Die funktionellen Guanidingruppe, zeigte am deutlichsten in der Aminosäure Arginin, einer der fundamentalen Bausteine ​​des Lebens, ist ein wichtiges Strukturelement in vielen komplexen Naturstoffen und Pharmazeutika gefunden. Aufgrund der kontinuierlichen Entdeckung neuer Guanidin haltige Naturprodukte und entwickelt, um kleine Moleküle, die schnelle und effiziente Guanidinylierung Methoden sind von großem Interesse für synthetische und medizinische organischen Chemiker. Da die Nucleophilie und Basizität von Guanidinen nachfolgenden chemischen Umwandlungen beeinflussen können, traditionell, indirekte Guanidinylierung wird in der Regel verfolgt. Indirekte Verfahren verwenden häufig mehrere Schritte Schutz eines latenten Aminvorstufe, wie ein Azid, Phthalimid oder Carbamat beteiligt sind. Durch diese weitschweifigen Methoden zu umgehen und eine direkte Reaktion Guanidinylierung früh in der Synthesesequenz verwendet wird, war es möglich, den linearen endständigen Guanidin enthält Rückgrat der clavatadine A zu schmieden zu realisiereneine kurze und schlanke Synthese dieses potenten Faktor XIa-Inhibitor. In der Praxis wird Guanidin-Hydrochlorid mit einem sorgfältig konstruierten Schutz Array ausgearbeitet, die die Syntheseschritte zu überleben kommen optimiert ist. Bei der Herstellung von clavatadine A, eliminiert direkten Guanidinylierung eines kommerziell erhältlichen Diamins zwei unnötige Schritte von seiner Synthese. Gepaart mit der großen Vielzahl bekannter Guanidin Schutzgruppen, evinces direkte Guanidinylierung eine prägnante und effiziente Praktikabilität inhärent Methoden, die ein Haus in Synthetikers Toolbox finden.

Einleitung

Das Ziel dieses Video ist zu zeigen, wie eine direkte und frühen Guanidinylierung Verfahren unter Verwendung einer terminalen Guanidin-Struktur zu machen ist praktischer, schneller und effizienter als herkömmliche Guanidinylierung Methoden in der organischen Synthese. Die funktionellen Guanidingruppe, auf der Aminosäure Arginin gefunden, ist ein zentrales Strukturelement in vielen komplexen Naturstoffen und Pharmazeutika. Die Entdeckung und Design von neuen Guanidin enthaltenden Naturstoffen und kleinen Molekülen herzustellen, die Notwendigkeit für eine effizientere Guanidinylierung Methode. Die am häufigsten verwendete circuitous Ansatz kennzeichnet die Einführung eines latenten Guanidin-Vorstufe, die in einem späten Stadium in der Synthese entlarvt wird. Im Gegensatz dazu installiert eine einfache Taktik ein geschütztes Guanidin auf einem primären Amin in einem frühen Syntheseroute.

Die reaktive Natur von Guanidinen schließt sie im Allgemeinen von den Routineeinsatz ohne eine entsprechende Schutzgruppenstrategie. Traditionell Methodenhinzuzufügen umfasste eine funktionellen Guanidingruppe einen indirekten Ansatz, der am Ende der Synthese durch Zugabe des Guanidins mehrere Schutz Schritten gefolgt beteiligt. Zwei neue Synthesen zeigen die Nachteile der indirekten Guanidinylierung 1,2. Das direkte Verfahren berichtet hierin beinhaltet ein geschütztes Guanidin Reagens mit einem primären Amin früh in der Synthese eines gegebenen Moleküls und Entschützen es dann am Ende der Synthese. Diese Strategie wurde im Einsatz erfolgreich in den letzten Totalsynthese von biologisch aktiven marinen Alkaloide clavatadine A und phidianidine A und B 3,4.

Während diese direkte Guanidinylierung Verfahren seine Vorteile hat gegenüber herkömmlichen Methoden der Guanidinylierung hat es noch seine Nachteile. Die chemischen Bedingungen, die die geschützte Guanidin überleben können, werden eingesetzt auf der Schutzgruppe abhängen. Trotz dieser möglichen Nachteile, ist die direkte Guanidinylierung Verfahren ein FreigabestrategieTerminal Guanidine primäre Amine zur Verwendung in der Synthese von komplexen organischen Molekülen Verwendung hinzuzufügen.

Protokoll

Achtung: Bitte konsultieren und Sicherheitsdatenblätter (SDS) für jede Chemikalie vor dem Gebrauch beachten. Einige der Chemikalien, die in dieser Synthese verwendet werden, sind ätzend, giftig, krebserregend oder in anderer Weise schädlich. Folglich nehmen alle Vorsichtsmaßnahmen Einatmen zu vermeiden, Verschlucken oder Hautkontakt mit diesen Chemikalien. Bitte tragen Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA) richtig. Die richtige PSA umfasst Rundum-Schutzbrille, Handschuhe aus Nitril oder mehrere chemisch beständige Handschuhe, einen Laborkittel, lange Hosen, die die Spitzen der Schuhe bedecken, geschlossene Schuhe. Verwenden Sie eine Arbeitsabzugshaube mit dem Flügel zu möglichst geringen Höhe, im Tandem mit zusätzlichen relevanten technischen Kontrollen, um das Risiko einer versehentlichen Exposition zu minimieren. Teile des Verfahrens beinhalten Standard luft- und feuchtigkeitsfreie Technik, wie zum Beispiel die Verwendung einer Schlenk Linie, Bernstein Lagerung von Chemikalien-Flaschen mit Kronkorken und Elastomerscheiben, Spritze und Kanüle Transfer von Flüssigkeiten und Lösungen, Druckgase, und ter Destillation von brennbaren Flüssigkeiten unter einer inerten Atmosphäre. 5

1. Direkte Guanidinylierung

  1. Direkt Guanidinylierung von Butan-1,4-diamin (5) mit Goodman-Reagenz (6) zur Herstellung von Di - tert - Butoxycarbonyl (Boc) -agmatine (7) 3,6
    1. Trocknen einen 1.000 ml Dreihalsrundbodenreaktionskolben einen magnetischen Rührstab, eine 50 ml druckausgleichenden Zugabetrichter und einem 14/20 bis 24/40 Schliffsadapter über Nacht in einem Trockenofen bei oder oberhalb enthaltend 130 ° C. Entfernen Sie den Kolben aus dem Ofen und Deckel schnell die Öffnung des rechten und linken Hälse mit einer Gummimembran. Fold das Gummiseptum über die Lippe des Kolbens. Zum Zentrum Hals, bringen Sie das Glas-Adapter, durch den Zugabetrichter gefolgt.
      HINWEIS: Anstelle der über Nacht Ofentrocknung, der Kolben und Rührstab kann mit einem Septum, platziert auf einem Schlenk Linie unter Vakuum oder Schutzgas, und flamm getrocknet mit einem Propangasbrenner abgedeckt werden. Bitte konsultieren tiese Ressourcen für ausführlichere Informationen zur Verwendung von Septen, eine Schlenk Linie und einen zusätzlichen Trichter. 7-9
      1. Die Oberseite des Zugabetrichters mit einem Gummiseptum, das Gummiseptum über die Lippe des Kolbens gefaltet. Kühlen des zusammengebauten Vorrichtung auf Raumtemperatur unter einem positiven inerten Gasstrom ein Schlenk Leitung.
    2. Legen Sie die Vorratsflasche von Butan-1,4-diamin (5) (Schmelzpunkt 25-28 ° C) in einem Heißwasserbad , um teilweise schmelzen die feste Chemikalie. Sobald ein kleines Volumen von verflüssigtem Butan-1,4-diamin (5) vorhanden ist, verwenden Sie einen Ofen erwärmt pipettieren Pasteur 2,32 ml (2,03 g, 0,0231 mol, 3,00 Moläquivalente) zu übertragen , der Verbindung 5 von der Vorratsflasche auf ein Ofen erwärmt 10 ml Messzylinder. Übertragen Sie das verflüssigte Diamin 5 in den Rundkolben , die Pasteur - Pipette.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen für weitere Informationen on unter Verwendung einer Pasteur - Pipette. 7.10
    3. Hinzufügen 320 ml Dichlormethan (CH 2 Cl 2) auf das Rundbodenreaktionskolben aus einem Meßzylinder bei Umgebungstemperatur (20 ° C). Rühren Sie die Lösung unter Zugabe von 1,1 ml Triethylamin (Et 3 N) (0,78 g, 0,0077 mol, 1,00 Mol - Äquivalente) von einem 2 - ml - Glaskolbenspritze , ausgestattet mit einem 12-Zoll, 20-Gauge - Nadel Metall mit einer abgeschrägten Spitze.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen für detailliertere Informationen über eine Spritze mit 7,8,10 Auch diese Ressource konsultieren , um detaillierte Informationen über eine magnetische Rührplatte unter Verwendung von 8. (S. 26-29.).
    4. Unter Verwendung einer Analysenwaage wiegen 3,01 g (0,00769 Mol, 1,00 Mol - Äquivalente) N, N' - Di-Boc- Ñ -triflylguanidine (6) (Goodman Reagenz). 11,12 Gießen Sie diese festen in einen Becher. Man löst diese Verbindung in 25 ml wasserfreiem CH 2 Cl 2. Zeichnen Sie diese Lösung inin einer 50-ml-Spritze Glaskolben mit einem 12-Zoll ausgestattet, 20-Gauge-Nadel Metall mit einer abgeschrägten Spitze. Dispense diese Lösung aus der Spritze in den Zugabetrichter, so dass der Absperrhahn am Boden des Trichters geschlossen ist.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen für detaillierte Informationen zu einer Analysenwaage mit 7,13.
    5. Während das magnetische Rühren auf dem magnetischen Rührplatte weiter, öffnen Sie den Hahn langsam die Lösung in Schritt 1.1.4 zum Abtropfen in den Rundkolben, mit einer Rate von etwa einem Tropfen alle vier Sekunden, so dass die gesamte Lösung ist bereit zu ermöglichen etwa 1 h zugegeben. Wenn die Zugabe beendet ist, rühren Sie die Lösung bei Raumtemperatur für 12 Stunden. Bildung eines Niederschlags oder Rückstände, die an der Kolbenwand haftet, wird typischerweise während der 12 h Rühren beobachtet.
  2. Wässrige Aufarbeitung zur Isolierung von di-Boc-Agmatin (7)
    1. Nach 12 Stunden, setzen die solution der Luft durch das Septum zu entfernen. Entfernen Sie die magnetischen Rührstab mit einem Rührstab Retriever. Gießen Sie die farblose Lösung aus dem Rundkolben, in einen Trenntrichter.
    2. Die organische Lösung wird mit zwei aufeinanderfolgenden 50 ml - Portionen gesättigtem wässrigem Natriumbicarbonat (NaHCO 3). Nach jedem Waschen, abtropfen lassen die untere organische Schicht in einen sauberen Erlenmeyerkolben. Gießen Sie die obere wässrige Schicht in einem zweiten Kolben Erlenmeyer. Fügen Sie die organische Schicht zurück zum Trenntrichter.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen , um weitere detaillierte Informationen über Extraktion und unter Verwendung eines Trenntrichter 7-9,14.
    3. Die organische Lösung wird mit zwei aufeinanderfolgenden 50 ml-Portionen Wasser. Nach jedem Waschen, abtropfen lassen die untere organische Schicht in einen sauberen Erlenmeyerkolben. Gießen Sie die obere wässrige Schicht in einem zweiten Kolben Erlenmeyer. Fügen Sie die organische Schicht zurück zum Trenntrichter.
    4. Wasche die organische Lösung mit einer 50 ml-Portion Salzlösung gewaschen. Lassen Sie das lower organische Schicht in einen sauberen Erlenmeyerkolben und trocken mit wasserfreiem Natriumsulfat (Na 2 SO 4). Gravity filtern Sie die Lösung durch einen Trichter ausgestattet mit Faltenfilter (grobe Porosität, schnelle Strömung, 20-25 Mikron Partikelretention) in einen sauberen, tariert Rundkolben.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen für nähere Informationen zu organischen Lösungen Trocknen ein Trocknungsmittel unter Verwendung von 7-9,14 konsultieren Sie bitte diese Ressourcen für detailliertere Informationen über Schwerkraftfiltration 7-9,15..
    5. Man dampft die Flüssigkeit in dem Rundkolben am Rotationsverdampfer mit einer Badtemperatur bei 40 ° C unter Verwendung von und die Drehung auf 120 Upm eingestellt.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen für nähere Informationen zu einem Rotationsverdampfer 7-9,16.
  3. Reinigung von di-Boc-Agmatin (7) 3,6
    1. Bereiten Sie eine Spalte für Flash-Chromatographie unter Verwendung eines Elutionsmittels von 5: 3: 2 EthylAcetat (EtOAc) methanol-Et 3 N durch eine stationäre Phase Kieselgel. Verwenden Sie eine Glaschromatographiesäule, die 3,8 cm breit und 45 cm hoch ist.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen , um weitere detaillierte Informationen über die Reinigung des organischen Verbindungen Säulenchromatographie unter Verwendung von 7-9,17,18.
      1. Hinzufügen Diatomeenerde an der Säule um eine Basis zu bilden, der etwa 2 cm hoch ist. Diese Filtermittel wird jede gelöste Kieselsäure-Gel von Verunreinigung der Säulenfraktionen verhindern. Hinzufügen Eluent, bis die Säule des Eluenten-Diatomeenerde Suspension erreicht ca. 10 cm hoch, etwa 40-50 ml. Mischen Sie den Eluenten und Kieselgur unter leichtem Schwenken, um sicherzustellen, die Suspension einheitlich ist, und dann kann der Feststoff zu begleichen.
        HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressource für detaillierte Informationen über Kieselgur als Filterhilfsmittel unter Verwendung von 8.
      2. Wet Pack die Säule durch eine Aufschlämmung von 100 g Kieselgel bestehend machen und eine ausreichende volume Eluentenwechsel des Schlamms zu ermöglichen, leicht gerührt werden eine Metallspachtel. Gießen der Aufschlämmung in die Säule durch eine Kunststoff- oder Glastrichter.
      3. Verwenden Sie Luftdruck des Eluenten durch die Säule zu zwingen, so dass der Ausstrom als sanfter Strom von Flüssigkeit fließt. Die Rate der Elutionsmitteldurchsatz sollte etwa zwei lineare Zoll pro Minute betragen. Stoppen den Fluß des Eluenten, wenn er das Niveau des Silicagels erreicht, um sicherzustellen, dass das Kieselgel mit dem Elutionsmittel ständig nass ist.
    2. Den Inhalt des Kolbens (4,21 g) in einem Volumen des Eluierungsmittels, die gerade ausreichend ist, um das Rohprodukt vollständig, etwa 15-20 ml aufzulösen. laden vorsichtig die Lösung auf das Silicagel, ohne das Silikagel zu stören, indem die Lösung aus dem Kolben auf die Säule Übertragen einer Pasteur-Pipette. Tippen Sie auf die Spalte die Oberseite des Silikagel, um sicherzustellen, ist flach. Lassen Sie das Eluierungsmittel, so dass sie das Niveau des Kieselgels erreicht. Fügen Sie eine kleine Menge des Eluenten und wiederholen.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressource für detaillierte Informationen über Lösen von Feststoffen unter Verwendung von Lösungsmitteln 9.
      1. während der Elution der Säule, fügen Sand an die Spitze des Kieselgels zu stören das Silikagel zu vermeiden, um einen Zylinder zu bilden, die etwa 0,5 bis 1 cm in der Höhe ist. Fügen Sie ein paar Milliliter Eluent den Sand zu benetzen. Lassen Sie das Eluierungsmittel, so dass sie das Niveau des Sandes erreicht.
      2. Füllen Sie die Säule mit Elutionsmittel. Verwenden Sie Luftdruck den Eluenten durch das Silikagel zu zwingen, wie in Schritt 1.3.1.3 beschrieben. Sammeln des Eluenten in Reagenzgläser, jedes Teströhrchen einen Bruchteil des Elutionsmittels Mischung bildet.
    3. Sammle Fraktionen, bis das Produkt aus der Säule vollständig eluiert wurde. Zu bestimmen, wann dies geschehen ist, vor Ort eine von wenigen Säulenfraktionen auf einer Dünnschichtchromatographie (TLC) -Platte. Di-Boc Agmatin (7) einen R f von 0,39 in 5: 3: 2 EtOAc-Methanol-Et 3 N.
      HINWEIS: Bitte konsultierendiese Ressourcen für detailliertere Informationen über TLC. 7-9,19,20
    4. Sammle alle Fraktionen, welche das gewünschte Produkt in einer tarierten, Rundkolben und dampfe das Lösungsmittel unter Verwendung eines Rotationsverdampfers enthält. Trocknen Sie die resultierende trübe, hellgelbe Flüssigkeit unter Hochvakuum über Nacht restliche Lösungsmittel zu entfernen. Man löst eine analytische Probe (etwa 5 mg) des gereinigten Produkt, die Verbindung 7 (2,49 g, 98% Ausbeute), mit 0,75 ml Deuterochloroform (CDCl 3) und zu analysieren durch Protonen (1 H) und Kohlenstoff (13 C NMR) Spektroskopie.
      HINWEIS:. Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen für detailliertere Informationen zu einer Probe für die NMR - Analyse vorbereitet und ein NMR - Experiment Durchführung von 7-9,21
  4. Synthese von di-Boc-Agmatin- Isocyanat (8) 3
    1. Bereiten Sie einen sauberen 100-ml-Rundkolben, einen magnetischen Rührstab enthält.
    2. Auf einer Analysenwaage, fügen Sie die di-Boc Agmatin (7) in den Rundkolben , eine Metallspachtel , bis der zusätzlichen Nettogewicht der Verbindung unter Verwendung von 7 beträgt 1,00 g (0,00303 Mol, 1,00 Mol - Äquivalente). 25 ml CH 2 Cl 2 zu dem Rundboden - Reaktionskolben aus einem Meßzylinder bei Umgebungstemperatur (20 ° C). Platzieren der Lösung in einem Wasser-Eisbad die Lösung auf 0 ° C abkühlen.
    3. In einem Abzug verwenden, um eine Analysenwaage 0,297 g (0,00303 Mol, 1,00 Mol-Äquivalente) von Triphosgen zu wiegen. Fügen Sie diese fest mit dem Rundkolben, indem es durch eine Glas- oder Plastiktrichter gegossen wird.
      ACHTUNG: Triphosgen ist extrem giftig. Tragen Sie zwei Paare von Nitril-Handschuhe, wenn diese Verbindung Handhabung. Die Dämpfe sind auch schädlich; Daher sollte es nur in einem Arbeits fume hood gehandhabt werden. Übertragen einer Analysenwaage in eine Arbeitsabzugshaube vor Triphosgen für diese Reaktion mit einem Gewicht.
    4. Während das magnetische Rühren fortgesetzt, fügen Sie 25ml 3 wässriger NaHCO gesättigt , indem sie in den Rundkolben , durch ein Glas oder Kunststoff Trichter gießen. Wenn die Zugabe beendet ist, rühren kräftig die zweiphasige Mischung bei 0 ° C für 30 min eine magnetische Rührplatte mit.
  5. Wässrige Aufarbeitung von Di-Boc-Agmatin- Isocyanat (8) 3
    1. Nach 30 Minuten aufhören, den magnetischen Rührstab mit einem Rührstab Retriever Rühren und zu entfernen. Die Mischung aus der Rundbodenreaktionskolben in einen Scheidetrichter, der 100 ml CH 2 Cl 2 und 100 ml Wasser enthält.
    2. Schütteln Sie den Scheidetrichter kräftig um die Schichten zu vermischen. Lassen Sie das untere organische Teil in einen sauberen Erlenmeyerkolben. Extrahieren der wässrigen Schicht mit drei aufeinanderfolgenden 15 ml - Portionen CH 2 Cl 2. Nach jeder Extraktion, abtropfen lassen die untere organische Schicht in den Kolben Erlenmeyer die vereinigten organischen Extrakte enthalten. Nach den drei Extraktionen, gießen Sie die aqueous Schicht in einem zweiten sauberen Erlenmeyerkolben.
    3. Die vereinigten organischen Extrakte mit wasserfreiem Na 2 SO 4. Gravity filtern Sie die Lösung durch einen Trichter ausgestattet mit Faltenfilter (grobe Porosität, schnelle Strömung, 20-25 Mikron Partikelretention) in einen sauberen, tariert 250 ml Rundkolben.
    4. Man dampft die Flüssigkeit in dem Rundkolben am Rotationsverdampfer mit einer Badtemperatur bei 40 ° C unter Verwendung von und die Drehung auf 120 Upm eingestellt. Man löst eine analytische Probe (etwa 5 mg) des resultierenden hellbraunen Öl, Verbindung 8 (1,11 g, 103% der Theorie), in CDCl 3 und Analyse durch 1 H und 13 C NMR - Spektroskopie und Infrarot (IR) -Spektroskopie.
      Hinweis: Um die Isocyanat degradiert innerhalb von Stunden bei Raumtemperatur, und sollte sofort im nächsten Schritt nach der Isolierung verwendet werden. Bitte konsultieren Sie diese Ressourcen, um weitere detaillierte Informationen über Infrarot (IR) -Spektroskopie (Referenz 7: pp. 269-303; Referenz 9: S. 146-147;. Referenz . 10: 66-76) 7-9

2. Synthese von Carbamate 9 aus di-Boc Agmatine Isocyanats (8) und 2,4-DibromoHGAL (3) 3

  1. Eingerichtet , um die Umsetzung von di-Boc Agmatin Isocyanat (8) mit 2,4-dibromoHGAL (3)
    1. Trocknen einen 250 ml Rundbodenreaktionskolben einen magnetischen Rührstab über Nacht in einem Trockenofen bei oder über 130 ° C enthält. Entfernen Sie den Kolben aus dem Ofen und schnell decken den Kolben Öffnung mit einer Gummimembran. Fold das Gummiseptum über die Lippe des Kolbens. Kühlen Sie den Kolben auf Raumtemperatur unter einem positiven Strom von Inertgas eine Schlenk Leitung.
      HINWEIS: Anstelle der über Nacht Ofentrocknung, der Kolben und Rührstab kann auf einer Schlenk Linie unter Vakuum oder Schutzgas und ausgeheizten mit einem Propangasbrenner platziert werden.
    2. Unter Verwendung einer Analysenwaage wiegen 0,933 g (0,00303 Mol, 1,00 Mol - Äquivalente) 2,4-dibromoHGAL (3), einein den Rundkolben, unter Stickstoffschirm d dieser festen hinzufügen.
      HINWEIS: 2,4-dibromoHGAL (3) wurde in zwei Schritten hergestellt aus 2,5- (dimethoxyphenyl) essigsäure (1), wie in 1a gezeigt 3,22,23 Die Hauptnebenprodukt bei der Synthese gebildet. 3 Verbindung 4-bromoHGAL (4), die nach der ersten Bromierung von HgaI (2) 3 bei der Reinigung von Verbindung 3 durch Säulenchromatographie, weiter die Elution mit 1 gebildet wird:. 1 EtOAc-Hexan ermöglicht Sammel Verbindung 4, die aufweist eine R f von 0,34 , wenn die TLC Eluierungsmittel 1:.. 1 EtOAc-Hexan 3 Typische isolierten Ausbeuten des Nebenprodukts 4 Bereich von 11 bis 15% 3
    3. In 30 ml wasserfreiem CH 2 Cl 2 in den Rundkolben , aus einer Spritze Glaskolben , ausgestattet mit einem 12-Zoll, 20-Gauge - Nadel mit einem Metallabgeschrägte Spitze, bei Umgebungstemperatur (20 ° C). Rühren Sie den Feststoff zu lösen.
      HINWEIS: Destillieren des CH 2 Cl 2 über Calciumhydrid (CaH 2) unter Stickstoff auf aktivierten 3 Å Molekularsieb vor dem Gebrauch.
    4. In 0.103 ml Hünig-Base (0,0078 g, 0,000606 mol, 0,2 Moläquivalente) in den Rundkolben, mit einer Spritze.
      HINWEIS: "Durch die Spritze" bedeutet, dass die Flüssigkeit gesammelt wurde und verzichtet mit einem Metall / Polytetrafluorethylen beschichtete Kolben, gasdichte Spritze (Glaszylinder), ausgestattet mit einem 6-Zoll, 20-Gauge-Nadel Metall mit einer abgeschrägten Spitze. Destillieren die Basis des Hünig über CaH 2 unter Stickstoff auf aktivierten 3 Å Molekularsiebe vor der Verwendung.
    5. Decken Sie die Öffnung des Rundkolben die ungereinigtes Isocyanat 8 aus Schritt 1.5.4 mit einer Gummimembran enthält. Falten Sie das Septum über die Lippe des Kolbens. Der Kolben wird an der Schlenkleitung und spülen Sie die flask mit Stickstoffgas für 10 Minuten.
    6. In den Kolben Isocyanat 8 enthält, 30 ml wasserfreiem CH 2 Cl 2 aus einem Glaskolbenspritze , ausgestattet mit einem 12-Zoll, 20-Gauge - Nadel Metall mit einer abgeschrägten Spitze bei Umgebungstemperatur (20 ° C). Schwenken Sie die Kolben mit dem Feststoff zu lösen.
  2. Die Lösung wird von Isocyanat 8 zu dem 2,4-dibromoHGAL (3) und Hünig-Base durch eine Kanüle
    1. Direkt vor den beiden Kolben verbinden, indem jedes Septum mit beiden abgeschrägten Metallspitze eines 18-Zoll lang, 20-Gauge-Metallkanüle Punktierung.
      HINWEIS: Bitte konsultieren Sie diese Ressource für detailliertere Informationen über eine Kanüle mit einer Lösung zur anderen unter einer inerten Atmosphäre zu übertragen (Referenz 8: pp . 74-79). 8
    2. Die Stickstoffeinleitung aus dem Kolben Entfernen Sie die CH 2 Cl 2 -Lösung von 2,4-dibromoHGAL (3) und Hünig-Base, und legen Sie eine 2,5 cm disposabl enthälte 16-Gauge-Nadel Metall (Ausfahrt Nadel) durch das Septum. Schließen Sie den Sprudler, die als die Austrittsöffnung der Schlenklinie dient.
      ACHTUNG: die Sprudler einer Schlenk Linie Absperrung, die unter positivem Inertgasdruck ist, kann gefährlich sein. Stellen Sie sicher, dass die Austritts Nadel vor Verschließen der Sprudler frei ist.
    3. Untere Ende der Metallkanüle in die CH 2 Cl 2 -Lösung von Isocyanat 8, und übertragen die gesamte Lösung in die Rundbodenreaktionskolben über etwa 1 Std. Einstellen der Stickstoffdruck wie für die gewünschte Strömungsrate von etwa 0,5 ml pro Minute benötigt.
    4. Spülen Sie die Kolben , die Isocyanat - 8 mit zwei aufeinander folgenden 5 - ml - Portionen CH 2 Cl 2 enthielt. Bringen Sie jede CH 2 Cl 2 Spülung durch eine Kanüle in den Rundkolben , .
    5. beide Spülungen in den Reaktionskolben Nach der Übertragung, zerlegen die Kanüle Gerät.
      1. ReMove die Ausfahrt Nadel aus dem Reaktionskolben während gleichzeitig Stickstoffstrom in die Absorptionsflasche wieder zu öffnen. Übertragen Sie die Stickstoffeinleitung aus dem Schlenk Linie aus dem Kolben stammen, die das Isocyanat mit dem Rundbodenreaktionskolben enthalten sind.
    6. Entfernen Sie die Kanüle aus dem Rundkolben, und rühren Sie die Lösung bei Raumtemperatur für 3 Stunden.
  3. Reinigung von Carbamat 9 3
    1. Nach 3 Stunden, setzen die Lösung in die Luft durch das Septum zu entfernen. Entfernen Sie die magnetischen Rührstab mit einem Rührstab Retriever.
    2. Man dampft die Flüssigkeit in dem Rundbodenreaktionskolben am Rotationsverdampfer mit einer Badtemperatur bei 40 ° C und die Drehung auf 120 Upm verwendet wird.
    3. Man reinige das Rohprodukt durch Flash - Säulenchromatographie unter Verwendung eines Gradienten - Elution von 100 unter Verwendung von : 0 bis 90:10 CH 2 Cl 2 -Diethylether (Et 2 O) durch eine stationäre Phase Kieselgel. Verwenden Sie ein Glas chromatography Spalte, die um 45 cm 3,8 cm breit hoch ist.
    4. Wet Packung der Säule durch eine Aufschlämmung von 60 g Kieselgel bestehend Herstellung und ein ausreichendes Volumen an CH 2 Cl 2 , um die Aufschlämmung zu ermöglichen, in die Säule eingefüllt werden.
    5. Verwenden Sie Luftdruck des Eluenten durch die Säule zu zwingen, so dass der Ausstrom als sanfter Strom von Flüssigkeit fließt. Die Rate der Elutionsmitteldurchsatz sollte etwa zwei lineare Zoll pro Minute betragen. Stoppen den Fluß des Eluenten, wenn er das Niveau des Silicagels erreicht, um sicherzustellen, dass das Kieselgel mit dem Elutionsmittel ständig nass ist.
    6. Löse das Rohprodukt (2,202 g, 110% der Theorie) in einem Mindestvolumen von CH 2 Cl 2. laden vorsichtig die Lösung auf das Silicagel, ohne das Silikagel zu stören. Tippen Sie auf die Spalte die Oberseite des Silikagel, um sicherzustellen, ist flach. Lassen Sie das Eluierungsmittel, so dass sie das Niveau des Kieselgels erreicht. Fügen Sie eine kleine Menge CH 2 Cl 2 und wiederholen.
    7. Um zu vermeiden, Stöbing das Silikagel während der Elution der Säule, fügen Sand an die Spitze des Kieselgels einen Zylinder zu bilden, die etwa 0,5 bis 1 cm in der Höhe ist. Fügen Sie ein paar Milliliter CH 2 Cl 2 , um den Sand zu benetzen. Lassen Sie das Eluierungsmittel, so dass sie das Niveau des Sandes erreicht.
    8. Füllen Sie die Spalte mit CH 2 Cl 2. Verwenden Sie Luftdruck den Eluenten durch das Silikagel zu zwingen, wie in Schritt 2.3.5 beschrieben. Sammeln des Eluenten in Reagenzgläser, jedes Teströhrchen einen Bruchteil des Elutionsmittels Mischung bildet.
    9. Sammle Fraktionen, bis die erste Verbindung vollständig aus der Säule eluiert wurde. Um zu bestimmen, wann dies geschehen ist, einer von wenigen Säulenfraktionen auf einer DC-Platte erkennen.
      HINWEIS: Die erste Verbindung zu eluieren , wird nicht umgesetztes 2,4-dibromoHGAL (3), die f von 0,74 in 90:10 CH ein R 2 Cl 2 -Et 2 O.
    10. Wenn das nicht umgesetzte 2,4-dibromoHGAL (3) von der eluiertenSpalte, ersetzen Sie das Eluent mit 90:10 CH 2 Cl 2 Et 2 O. Weiterhin Fraktionen zu sammeln, bis das gewünschte Produkt vollständig aus der Säule eluiert wurde. Um zu bestimmen, wann dies geschehen ist, einer von wenigen Säulenfraktionen auf einer DC-Platte erkennen.
      HINWEIS: Das gewünschte Produkt, Carbamat 9 hat einen R f von 0,31 in 90:10 CH 2 Cl 2 -Et 2 O.
    11. Sammle alle Fraktionen , die das Carbamat - 9 in einer tarierten, Rundkolben und dampfe das Lösungsmittel unter Verwendung eines Rotationsverdampfers enthält. Trocknen Sie die resultierenden schaumigen Feststoff im Hochvakuum bis zur Trockenheit. Analyse eine analytische Probe (etwa 5 mg) des Produkts, Carbamat 9 (1,36 g, 68% Ausbeute), durch 1 H und 13 C - NMR in CDCl 3. Außerdem sammeln 1 H und 13 C NMR - Spektren in deuteriertem Dimethylsulfoxid (DMSO - d 6), die mit t direkten Vergleich Lösungsmittel ermöglichter Produkt von Schritt 3.

3. Synthese und Isolierung von Clavatadine A (10) 3

  1. Bereiten clavatadine A (10) durch die gleichzeitige säurekatalysierte Hydrolyse Lacton und Guanidin Entschützen Carbamat 9
    1. Bereiten Sie einen sauberen 250-ml-Rundkolben, einen magnetischen Rührstab enthält.
    2. Auf einer Analysenwaage wiegen 1,205 g (0,00181 Mol, 1,00 Moläquivalente) carbamat 9, hergestellt in Schritt 2, und fügen Sie diese fest mit dem Rundbodenreaktionskolben.
    3. Liste 12 ml Tetrahydrofuran (THF) mit dem Rundboden-Reaktionskolben aus einem Meßzylinder bei Umgebungstemperatur (20 ° C). Der Feststoff sollte sich auflösen, wenn die Lösung gerührt wird.
    4. Vorbereitung 48 ml 1,0 M wässriger Salzsäure (HCl).
      1. 4 ml konzentrierter (12,0 M) HCl-Lösung in einen 10 ml-Meßzylinder.
      2. Übertragen Sie die konzentrierte HCl-Lösung von Pasteur Rohrt in einen 50-ml-Messzylinder, der 30 bis 40 ml destilliertem Wasser enthält. Verdünnte dieser Lösung mit destilliertem Wasser auf ein Endvolumen von 48 ml.
    5. Fügen Sie die 48 ml einer wässrigen 1,0 M Lösung HCl in Schritt 3.1.4.3 in die Rundbodenreaktionskolben bei Raumtemperatur unter Rühren.
    6. Sanft legen Sie ein 24/40 Stopper Schliffs die Öffnung des Reaktionskolben zu decken.
    7. Submerse den Reaktionskolben in ein Wasserbad, das auf einer temperaturkontrollierten heißen Platte auf 30 ° C vorgewärmt wurde. Sicherzustellen, dass der Pegel der Lösung in dem Reaktionskolben unter dem Wasserspiegel in dem Bad ist.
      HINWEIS: Bei diesem Maßstab wird die Reaktion 2 Moläquivalenten Kohlendioxid und 2 Moläquivalenten Isobuten Gas erzeugen, die einen Raum von etwa 0,174 L. den Anschlag leicht auf den Kolben Stellen Sie sicher, einnehmen sollte, dass jeder Überdruck, um sicherzustellen platziert entwickelt, kann durch den Schliff freigegeben werden.
    8. während conWeiterbil- das magnetische Rühren erhitzen für 20 Stunden die Lösung bei 30 ° C.
    9. Nach 20 h, Vakuum, um die erhaltene Suspension durch eine mittlere Porosität gesintert Glastrichter in einen sauberen, tariert Rundkolben filtern um unlösliche Material zu entfernen.
    10. Dampfe das gelb gefärbte Lösung in dem Reaktionskolben am Rotationsverdampfer mit einer Badtemperatur bei 50 ° C und die Drehung auf 120 Upm verwendet wird.
    11. Trocknen Sie die resultierende gelb- bis pfirsichfarbenen amorphen Feststoff zu einem konstanten Gewicht im Hochvakuum. Erleichterung Trocknen durch den evakuierten Kolben in einer warmen (40 ° C) Wasserbad erhitzt.
    12. Man löst eine analytische Probe (etwa 5 mg) des Produkts, die das Hydrochloridsalz von clavatadine A (10) (0,866 g, 93% Ausbeute), in wasserfreiem DMSO - d 6 und analysieren durch eindimensionale 1 H und 13 C - NMR - Spektroskopie.

Ergebnisse

Direkt Guanidinylierung eines kommerziell erhältlichen α, ω-Diamin, gefolgt von der Umsetzung mit Triphosgen, den reaktiven Isocyanat- 8 als dem linearen Abschnitt der clavatadine A (1b) erhalten. Ausbeuten dieses zweistufigen Reaktionsfolge sind immer hoch, 95% oder mehr. Guanidinylierungsreagenz 6 wurde genau wie von Goodman beschrieben. 11,24

Wenn Isocyanat

Diskussion

Erste Versuche zur Vorbereitung clavatadine A eingetragen eine traditionelle, indirekte Annäherung an Guanidinylierung aus einem geeigneten Aminvorstufe, die in diesem Fall ein Terminal Azid war. Im Mittelpunkt dieser Bemühungen war die Vereinigung der beiden Hälften des Moleküls Carbamate zu konstruieren. Leider sind alle Versuche , ein Azid Reduktion im Vorgriff auf eine geplante Spätstadium Guanidinylierung zu realisieren , waren nicht erfolgreich. 25,26 Diese Rückschläge inspiriert die Ausübung de...

Offenlegungen

The authors have nothing to declare.

Danksagungen

We thank Dr. John Greaves and Ms. Soroosh Sorooshian, Department of Chemistry, University of California, Irvine Mass Spectrometry Facility, for mass spectrometric analyses. We also thank Mr. Jacob Buchanan for helpful discussions, as well as Miss Stephanie J. Conn, Mrs. Shannon M. Huffman (Vreeland), and Miss Alexandra N. Wexler for early stage work on this project. Partial funding was provided by the Central Washington University (CWU) School of Graduate Studies (C.E.M), the CWU Seed Grant Program, and the CWU Faculty Research Program.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
Chloroform-dSigma-Aldrich612200-100G99.8% D, 0.05% v/v tetramethylsilane; Caution: toxic
Dimethylsulfoxide-d6185965-50G99.9% D, 1% v/v tetramethylsilane
sodium thiosulfate pentahydrateSigma-AldrichS8503-2.5KG
sodium sulfate, anhydrousSigma-Aldrich238597-2.5KG
silica gelFisher ScientificS825-25Merck, Grade 60, 230-400 mesh
washed sea sandSigma-Aldrich274739-5KG
hexaneSigma-Aldrich178918-20LCaution: flammable
ethyl acetateSigma-Aldrich319902-4L
methylene chlorideSigma-AldrichD65100-4L
sodium chlorideSigma-AldrichS9888-10KG
sodium bicarbonateSigma-AldrichS6014-2.5KG
acetic acidSigma-Aldrich695092-2.5L
hydrochloric acidSigma-Aldrich258248-2.5LCaution: Corrosive
bromineSigma-Aldrich470864-50G>99.99% trace metals basis; Caution: Corrosive, causes severe burns
hydrobromic acidSigma-Aldrich244260-500ML48% aqueous; Caution: Corrosive
2,5-dimethoxyphenylacetic acidChemImpex26909
chloroformSigma-Aldrich132950-4LCaution: Toxic
tetrahydrofuranSigma-Aldrich360589-4x4LCaution: highly flammable
N,N-diisopropylethylamineSigma-AldrichD125806-500MLCaution: Corrosive
triethylamineSigma-AldrichT0886-1LCaution: Corrosive
3 Angstrom molecular sievesSigma-Aldrich208574-1KG
calcium hydrideSigma-Aldrich213268-100GCaution: Corrosive, reacts violently with water
ammonium molybdateSigma-Aldrich431346-50G
phosphomolybdic acidSigma-Aldrich221856-100G
cerium(IV) sulfateSigma-Aldrich359009-25G
1-butanolSigma-Aldrich537993-1L
1,4-butanediamineSigma-AldrichD13208-100GCaution: Corrosive / warm in hot water bath to melt prior to use
triphosgeneVWR200015-064Caution: Highly Toxic
methanolSigma-Aldrich646377-4X4L
sodium acetateSigma-Aldrich241245-100G
Dimethylsulfoxide-d6Sigma-Aldrich570672-50GAnhydrous, 99.9% D
sodium hydroxideSigma-Aldrich221465-500GCaution: Corrosive
guanidine hydrochlorideSigma-AldrichG4505-25GCaution: Toxic, Corrosive
di-tert-butyl dicarbonateVWR200002-018%Caution: Toxic / may warm in hot water bath to melt prior to use
trifluoromethanesulfonic anhydrideFisher Scientific50-206-77198%, anhydrous; Caution: toxic, corrosive, extremely moisture sensitive

Referenzen

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