Este protocolo se puede utilizar para la biosíntesis de cercosporinas a través de la fermentación microbiana, que a su vez se puede utilizar para sintetizar heterociclos que contienen nitrógeno en condiciones verdes y suaves. Una ventaja de esta técnica es que se puede utilizar como puente entre los métodos de fermentación microbiana y los procesos orgánicos sintetizados. Heterociclos que contienen nitrógeno no sólo son esqueleto importante para muchos productos naturales con bioactividades, pero son precursores sintéticos para muchos agroquímicos y drogas.
Demostrando el procedimiento con Philippe Icyishaka será Yan Zhang, un técnico de mi laboratorio. Para la preparación de alfa-Halo-N-acil-hidrazona, pesar 10 milimolar de cetona y 10 milimolar de hidrazina de benzoil en un matraz. Agregue 20 mililitros de metanol al matraz y equipe el matraz con una barra de agitación y un tapón de goma.
Inyecte lentamente 250 microlitros de ácido clorhídrico en la mezcla e incubar el matraz en el aire a temperatura ambiente. Después de una hora, recoger el precipitado después de la reacción por filtración, y lavar el producto con acetona. A continuación, seque el precipitado por vacío e identifique el producto por RMN.
Para preparar la cercosporina, cargue un matraz de batido de tres litros con un litro de medio S-7 e inocular la cepa productora de cercosporina en el matraz de batido. Cultivo de la mezcla en condiciones de luz a 135 revoluciones por minuto y 25 grados Celsius durante dos semanas. Al final de la incubación, utilice una bomba de vacío para someter el caldo de fermentación a la filtración al vacío, y extraiga el pellet y el sobrenadante por separado con tres volúmenes de 50 mililitros de diclorometano.
Recoger el pellet para el secado en un secador de congelador, y combinar las fases orgánicas. Lavar las fases orgánicas con agua de dos a tres veces, y concentrar la solución al vacío. Redissolve el residuo con metanol analítico y filtre el producto a través de una membrana de microfiltración orgánica de 18 micrómetros.
A continuación, purifique la cercosporina con una columna Sephadex LH-20 e identifique el producto por HPLC de acuerdo con los protocolos estándar. Para preparar 1, 2, 3-tiadiazole, añadir todo el volumen de la alfa-Halo-N-acil-hidrazona, un miligramo de cercosporina, 27 miligramos de tert-butóxido de potasio, y 39 miligramos de tiocianato de potasio en un tubo Schlenk de 10 milímetros equipado con un tapón de goma y una barra de agitación. Purgue el tubo Schlenk con oxígeno tres veces antes de inyectar dos mililitros de acetonitrilo seco en el tubo.
Somete el tubo a un LED azul de cinco vatios desde la parte inferior durante 16 horas antes de lavarlo cuatro veces con 15 mililitros de solución saturada de cloruro sódico. Después del último lavado, combine la fase acuosa y vuelva a extraer la fase acuosa con cuatro volúmenes de 15 mililitros de acetato de etilo. Combine la fase orgánica y seque con sulfato sódico anhidro.
Retire el disolvente con un evaporador de vacío. Para purificar el producto con cromatografía de capa fina, dibuje una línea recta en la placa de sílice y agregue el producto disuelto a la línea. Coloque la placa de sílice en el cilindro de cromatografía con 10 a un PE a EA. Después, disolver la sílice en DCM.
Retire la sílice del producto por filtración y seque el DCM con un evaporador rotatorio. A continuación, identifique el compuesto por RMN de acuerdo con el protocolo estándar. Para preparar 1, 4, 5, 6-tetrahidropiroridazina, añadir todo el volumen de la alfa-Halo-N-acyl-hydrazone, 2,7 miligramos de cercosporina, y 195 miligramos de carbonato de cesio en un tubo Schlenk de 10 mililitros equipado con un tapón de goma y una barra de agitación.
Purgue el tubo Schlenk tres veces con nitrógeno e inyecte dos mililitros de acetonitrilo en agua en el tubo. Sujete el tubo Schlenk a un LED azul de cinco vatios desde la parte inferior durante 16 horas seguido de cuatro lavados con 15 mililitros de cloruro sódico saturado por lavado. Combine la fase acuosa y vuelva a extraer la fase acuosa con cuatro volúmenes de 15 mililitros de acetato de etilo.
Combine la fase orgánica y seque con sulfato sódico anhidro. Retire el disolvente con un evaporador de vacío. Para purificar el producto con cromatografía de capa fina, dibuje una línea recta en la placa de sílice y agregue el producto disuelto a la línea.
Coloque la placa de sílice en el cilindro de cromatografía con 10 a un PE a EA. Después, disolver la sílice en DCM. Retire la sílice del producto con filtración y seque el DCM con un evaporador rotatorio. A continuación, identifique el compuesto por RMN de acuerdo con el protocolo estándar.
Estos resultados representativos demuestran cómo 4-aryl-1, 2, 3-thiadiazoles y 1, 4, 5, 6-tetrahydropyridazines pueden ser convenientemente sintetizados por reacciones fotocatalíticas catalizadas por cercosporina de alfa-Halo-N-acyl-hydrazone. El procedimiento de adquisición de 4-aryl-1, 2, 3-thiadiazoles es adecuado para sustratos que llevan grupos de donación de electrones y aceptadores de electrones en el anillo de fenilo, proporcionando a los productos deseados rendimientos moderados a buenos. Recuerde siempre usar nitrógeno y oxígeno para dos categorías diferentes de las reacciones.
