One-pot asistida por microondas conversión de ésteres de nitrato anomérico en Trichloroacetimidates

Resumen

Un 2-azido-1-nitrato-éster se puede convertir en el correspondiente 2-azido-1-trichloroacetimidate en un procedimiento one-pot. El objetivo del manuscrito es demostrar la utilidad del reactor de microondas en la síntesis de hidratos de carbono.

Resumen

El objetivo de este procedimiento es proporcionar una demostración de la conversión de un pote de un 2-azido-1-nitrato-éster a un donante de glicosil trichloroacetimidate. Después de azido-nitración de un glycal, puede hidrolizar el éster 2-azido-1-nitrato de producto bajo irradiación de microondas-asistida. Esta transformación se logra utilizando reactivos fuertemente nucleofílico y prolongado tiempo de reacción. Irradiación de microondas induce la hidrólisis, en la ausencia de reactivos, tiempos de reacción cortos. Tras Desnitruración, el alcohol intermedio anomérico se convierte, en la misma olla, a la 2-azido-1-trichloroacetimidate correspondiente.

Introducción

Debido a su ubicuidad en biología molecular, hidratos de carbono han sido objetivos de larga data para síntesis química. ^{1 , 2 , 3} en la base de cualquier campaña sintético es el correcto despliegue de reacciones de glicosilación para construir la cadena de oligosacáridos. ^{4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12} no es de extrañar, hay un gran número de métodos para instalar enlaces glucosídicos. ^{13 , 14} Koenigs-Knorr el método es uno de los procedimientos lo más temprano posible conocidos e implica una glicosil cloruro o bromuro de acoplamiento con un componente alcohólico, generalmente bajo activación de metales pesados (mercurio o plata). ¹⁵ fluoruros glycosyl relacionados primero fueron introducidos como donantes en 1981 por el grupo de Mukaiyama y han encontrado uso extenso debido a su mayor estabilidad térmica y química. ¹⁶ en el extremo opuesto del espectro de reactividad son glicosil yoduros, que son mucho más reactivos que los otros halides. Mayor reactividad se acompaña de stereocontrol creciente, particularmente cuando formando α-linked oligosacáridos. ¹⁷ además de "haloglycosides", thioglycosides han encontrado gran utilidad, en parte, debido a su facilidad de formación, estabilidad a una multitud de condiciones de reacción y la activación con los reactivo electrofílico. ¹⁸

Los métodos descritos anteriormente foco sobre la conversión de un alcohol anomérico a un "sin oxígeno" que contiene, latente dejando el grupo que está activado y finalmente desplazada por un alcohol de una molécula aceptora. Activación de oxígeno anomérico descrito por la escuela Schmidt, se centra en convertir el oxígeno de C1, a un grupo dejando. ¹⁹ este método es el más potente y ampliamente utilizado en las reacciones químicas glicosilación. Los donantes Trichloroacetimidate se preparan fácilmente de un azúcar reductor y trichloroacetonitrile en presencia de una base como el carbonato de potasio (K2CO3) o 1, 8-Diazabiciclo [5.4.0] undéc-7-eno (DBU). Estas especies se activan utilizando ácidos de Lewis. ²⁰

Recientemente, nos han informado que los donantes 2-azido-1-trichloroacetimidate se pueden preparar directamente de glycals. El proceso implica una reacción en dos, uno de otro procedimiento de los ésteres de 2-azido-1-nitrato. ²¹ este protocolo detallado está diseñado para ayudar a los profesionales para completar con éxito la transformación de alto rendimiento. De particular interés es el primer paso de la secuencia, que se centra en térmica Desnitruración en microondas - asistida por calefacción. También esperamos proporcionar un tutorial visual en el empleo de reactores de microondas en síntesis orgánica.

Protocolo

1. representante de microonda-asistida Desnitruración

1. Coloque el éster de nitrato azido (1.0 equiv, 0,2 mmol) en un frasco de reacción de microondas de 8 mL. La magnitud de la reacción se puede aumentar a varios mmol sin ningún efecto adverso sobre el progreso de la reacción.
2. El éster de azido-nitrato en acetona al 20% AQ (0,1 M, 2,0 mL) se disuelven. Añadir piridina (5,0 equivalente, 0,08 mL, 1,0 mmol) en el recipiente de la reacción. La tapa del frasco de irradiación de microondas y colocar el recipiente de la reacción en una cavidad de reactor de microondas.
3. Irradiar la solución a 120 ° C durante 15 min con agitación y con un tiempo de espera fijo. El tiempo de espera representa cuánto se producirá la irradiación a la temperatura señalada y la presión resultante. Calentar todas las reacciones a la temperatura divulgada durante un período de rampa de 2 minutos. Controlar la temperatura con un sensor incorporado IR.
4. Después de 15 min, analizar la mezcla de reacción mediante cromatografía en capa fina (TLC) para confirmar el consumo de material de partida. Utilizar acetato de etilo/hexanes 1:1 como eluyente.
   1. Visualizar la placa de TLC mediante tinción de molybate de amonio cérico. R_f del reactivo y del producto variarán, pero el alcohol reducción es generalmente 0.05 a 0.1 menor R_f que el reactivo.

2. formación de la trichloroacetimidate

1. Tras consumo completo de material de partida, se evapora el disolvente a un volumen reducido con una línea aérea. Luego diluir con (diclorometano) CH₂Cl₂ (1,0 mL) y utilizar una jeringa para eliminar la capa de agua. Una vez retirada la capa de agua, enfriar la mezcla de reacción a 0 ° C usando un baño de agua helada.
2. A continuación, añadir DBU (eq 10, 0.3 mL, 1,9 mmol) y 2,2,2-trichloroacetonitrile (50 eq, 1,0 mL, 10 mmol) en el recipiente de la reacción. Se añaden dos reactivos en exceso y se necesita un mínimo de 1 equivalente de base y 1 equivalente de 2,2,2-trichloroacetonitrile.
3. Deje que la mezcla de reacción agitar y calentar a temperatura ambiente. Vigilar la reacción por el TLC para confirmar el consumo de material de partida.
   1. Utilizar acetato de etilo/hexanes 1:1 como eluyente. Visualizar la placa de TLC mediante tinción de molybate de amonio cérico. R_f del reactivo y del producto variará.
4. Después de la consumición completa del material de partida, transferir la mezcla de reacción a un matraz de recuperación y concentrar la mezcla en vacío a 30 ° C. Evaporación del disolvente proveerá un crudo amarillo pálido a marrón aceite.
5. Purifique el producto crudo por cromatografía de columna de gel de silicona con una columna de cromatografía de 1,5 cm y de 1:4 acetato de etilo/hexanes como eluyente. La forma física de la imidate variará de molécula a molécula.

Figura 1. Ejemplos representativos de la conversión de un pote de ésteres de 2-azido-1-nitrato al 2-azido-1-trichloroimidates. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Resultados

La tecnología descrita fue demostrada en un grupo de tres ésteres de 2-azido-1-nitrato. En cada caso el primer paso de la reacción era completado dentro de 20 minutos.

Figura 2. Ejemplo de hidrólisis (1 ->2) y la conversión de un pote de ester 2-azido-1-nitrato de 1 (

Discusión

El protocolo descrito en este tutorial proporciona un método para convertir ésteres de nitrato a la funcionalidad útil, reactiva. En un sentido más amplio, empleando un reactor de microondas para completar maniobras específicas en el transcurso de una síntesis de hidratos de carbono tiene el potencial para hacer transformaciones difíciles fáciles y rutinarias. Nuestro objetivo en este tutorial es demostrar cómo manejar los hidratos de carbono en el contexto de la irradiación de microondas.

Materiales

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