Questa, tre ciclidizione bipolare fornisce un facile accesso a composti bispirociclici altamente funzionalizzati. Tali composti contengono importanti impalcature che sono state trovate in molti prodotti naturali che mostrano importanti attività biologiche. Possiamo applicare questa ciclocaricazione organocatalitica per preparare o comprimere impalcature bispirocicliche che contengono due centri a spirale chirale in un solo passaggio.
Questa reazione evita rese elevate e un'eccellente stereoseletività. È fondamentale assicurarsi che tutti i reagenti e i solventi siano asciutti prima di iniziare la reazione. Inoltre, la reazione di ciclocloaddizione deve essere effettuata in atmosfera argon o azoto.
A dimostrare la procedura sarà Yaping Cheng, uno studente laureato del mio laboratorio. Per preparare il pirozolone aggiungere 45 millilitri di acido acetico glaciale a un pallone inferiore rotondo da 250 millilitri contenente una barra di agitazione magnetica. Mescolare la soluzione a temperatura ambiente aggiungendo un equivalente ciascuno di idrazina ed etile acetoacetato.
Quindi, dotare il pallone di un condensatore a reflusso. Riscaldare il pallone di reazione a 120 gradi Celsius in un bagno d'olio, mescolando, per tre ore. Dopo aver raffreddamento il pallone a temperatura ambiente rimuovere la barra di agitazione magnetica, utilizzando un retriever della barra di agitazione.
Concentrare la miscela di reazione utilizzando un evaporatore rotante a 60 gradi Celsius. Successivamente, aggiungere 20 millilitri di acqua deionizzata al pallone di reazione e trasferire la soluzione in un imbuto separatore. Estrarre lo strato acquoso tre volte con 30 millilitri di acetato di etile.
Unire gli strati organici nell'imbuto separatore e lavarli due volte con 50 millilitri di salamoia. Asciugare gli strati organici combinati sul solfato di sodio anidro per un'ora. Quindi, rimuovere il solfato di sodio mediante filtrazione gravitazionale.
Rimuovere il solvente su un evaporatore rotante, sotto pressione ridotta a 35 gradi Celsius per isolare il pirozolone. Per preparare l'alfa-aritelidiene pirazolinone, aggiungere un equivalente di pirozolone, un equivalente di benzaldeide, 0,6 equivalenti di ossido di magnesio e una barra di agitazione magnetica a un pallone rotondo dal fondo da 100 millilitri essiccato al forno in atmosfera di azoto. Utilizzando una siringa ermetica, aggiungere 40 millilitri di acetonitrile anidro e dotare il pallone di reazione di un condensatore a reflusso.
Riscaldare il pallone di reazione a 120 gradi Celsius in un bagno d'olio mescolando per 12 ore. Monitorare l'avanzamento della reazione mediante cromatografia a strato sottile, o TLC, usando una miscela due a uno di etere di petrolio e acetato di etile come eluente. Dopo il consumo completo di pirozolone, raffreddare il pallone di reazione a temperatura ambiente.
Quindi, filtrare l'ossido di magnesio usando una spina di celite. Rimuovere l'acetonitrile in eccesso utilizzando un evaporatore rotante a pressione ridotta a 35 gradi Celsius. Purificare il residuo mediante cromatografia a colonna di gel di silice.
eluizione con etere di petrolio e acetato di etile per permettersi il prodotto grezzo. Aggiungere il prodotto grezzo a un pallone Erlenmeyer da 100 millilitri, dotato di una barra di agitazione magnetica e aggiungere un volume minimo del 95% di etanolo. Posizionare il pallone su un piatto caldo e portarlo a ebollizione delicata mescolando fino a quando l'intero solido non viene appena sciolto.
Quindi, rimuovere il pallone dalla piastra calda e raffreddarlo lentamente senza alcuna agitazione per formare il prodotto alfa-arilidiene come cristalli puri. Per preparare l'alfa-imino gamma-lattone, aggiungere un equivalente ciascuno di alfa-imino-gamma-butilattone idrobromide, solfato di magnesio, trietilammina e una barra di agitazione magnetica in un pallone rotondo di fondo da 100 millilitri essiccato al forno sotto atmosfera di azoto. Utilizzando una siringa ermetica, aggiungere 36 millilitri di diclorometano anidro al pallone di reazione e mescolare la miscela di reazione a temperatura ambiente per un'ora.
Quindi, aggiungere 1,1 equivalente del tiofene-due-formaldeide desiderato alla soluzione e mescolare per altre 12 ore. Monitorare l'avanzamento della reazione da parte del TLC utilizzando una miscela da quattro a uno di etere di petrolio e acetato di etile come eluente fino al completo consumo della specie di lattone. Quindi, filtrare la reazione utilizzando carta da filtro con un formato di versamento da 30 a 50 micron.
Successivamente, aggiungere cinque millilitri di acqua deionizzata alla miscela risultante e separare lo strato organico dalla fase acquosa. Estrarre la fase acquosa due volte con 30 millilitri di diclorometano. Unire gli strati organici nell'imbuto separatore e lavarli due volte con 50 millilitri di salamoia.
Asciugare gli strati organici combinati sul solfato di sodio anidro per un'ora. Rimuovere il solfato di sodio mediante filtrazione gravitazionale. Quindi, rimuovere il solvente sull'evaporatore rotante a pressione ridotta a 35 gradi Celsius.
Aggiungere un equivalente di alfa-arilidiene pirazolinone 1,2 equivalenti alfa-imino-gamma-lattone e una barra di agitazione magnetica in un pallone dal fondo rotondo da 15 millilitri essiccato al forno sotto un'atmosfera di azoto. Utilizzando una siringa ermetica aggiungere 10 millilitri di etere etilico anidro al pallone di reazione. Quindi aggiungere 0,1 equivalente del catalizzatore di squaramide bifunzionale alla soluzione e mescolare la miscela di reazione a 40 gradi Celsius.
Monitorare l'avanzamento della reazione da parte di TLC. Usando una miscela quattro a uno di etere di petrolio e acetato di etile come eluente. Al termine della reazione, concentrare la miscela utilizzando un evaporatore rotante a 40 gradi Celsius.
Purificare il residuo mediante cromatografia a colonna di gel di silice eluificando con una miscela da quattro a uno di etere di petrolio e acetato di etile per permettersi il prodotto finale. Caratterizzare il prodotto finale con spettri NMR protoni e carbonio utilizzando uno spettrometro NMR da 400 megahertz. Determinare l'eccesso enantiomerico del prodotto utilizzando una colonna HPLC chirale.
Il processo sintetico rappresentativo del catalizzatore di squaramide bifunzionale è mostrato qui. Lo screening di diversi organo-catalizzatori ha portato a C5 con un'eccellente stereoseletività e la massima resa. Un'ulteriore ottimizzazione del solvente suggerì che l'etere etilico fosse preferibile in questo processo sintetico.
Una varietà di sostituenti di due sintetizzatori di spirociclizzazione con diversi gruppi funzionali sono stati testati con successo utilizzando le condizioni di reazione del modello ottimizzate, offrendo i bispirocicli desiderati in buone e eccellenti rese e stereoseletività. La struttura dei prodotti bispirociclici è stata confermata dalla spettroscopia NMR protonica e al carbonio. I cromatogrammi HPLC rappresentativi hanno il composto racemico e chirale 3E sono mostrati qui.
La cristallografia a raggi X del composto 3E ha rivelato la configurazione assoluta come 5S, 6R, 7R, 13R. La singola struttura cristallina di 3E è mostrata qui. Assicurarsi che tutti i reagenti e i solventi siano asciutti prima di iniziare la reazione.
Inoltre, la reazione deve essere eseguita in atmosfera argon o azoto. Con questa produzione bispirociclica simile a un farmaco qui, possiamo indagare le loro attività biologiche al fine di esplorare il loro potenziale impatto sui livelli proteici e cellulari e le loro applicazioni nella scoperta di farmaci. Con nuove tattiche, i ricercatori sono in grado di esplorare le possibili funzioni biologiche di questi composti bispirociclici, le loro influenze sulle attività proteomiche e cellulari e i meccanismi di cross-bonding.
