Preparação de bisaziridinas contíguas para reações regiosseletivas de abertura de anéis

Resumo

As bisaziridinas contíguas contendo aziridinas não ativadas e ativadas foram sintetizadas por aziridinas organocatalíticas assimétricas e, em seguida, submetidas a reações quimiosseletivas de abertura de anéis em condições ácidas ou básicas. O anel de aziridina não ativado se abre com nucleófilos menos reativos sob condições ácidas, enquanto o anel de aziridina ativado se abre com nucleófilos mais reativos em condições básicas.

Resumo

As aziridinas, uma classe de moléculas orgânicas reativas contendo um anel de três membros, são síntons importantes para a síntese de uma grande variedade de compostos alvo funcionalizados contendo nitrogênio através da abertura regiocontrolada do anel de aziriminas substituídas por C. Apesar do tremendo progresso na síntese de aziridina na última década, o acesso eficiente a bisaziridinas contíguas permanece difícil. Portanto, estávamos interessados em sintetizar bisaziridinas contíguas com um conjunto eletronicamente diversificado de N-substituintes além da espinha dorsal única da aziridina para reações regiosseletivas de abertura de anel com diversos nucleófilos. Neste estudo, bisaziridinas quirais contíguas foram preparadas por aziridinação assimétrica organocatalítica de quiraldeído (E)-3-((S)-1-((R)-1-feniletil)aziridina-2-il)acrilaldeído com N-Ts-O-tosyl ou N-Boc-O-tosyl hidroxilamina como fonte de nitrogênio na presença de (2 S)-[difenil(trimetilsililo)metil]pirrolidina como organocatalisador quiral. Também são demonstrados aqui exemplos representativos de reações regiosseletivas de abertura de anéis de bisaziridinas contíguas com uma variedade de nucleófilos, como enxofre, nitrogênio, carbono e oxigênio, e a aplicação de bisaziridinas contíguas à síntese de pirrolidinas quirais multi-substituídas por hidrogenação catalisada por Pd.

Introdução

O projeto racional de pequenas moléculas orgânicas com diversos sítios reativos que controlam com precisão a seletividade do produto é um objetivo fundamental na síntese orgânica moderna e na química verde 1,2,3,4,5,6,7,8. Para atingir esse objetivo, estávamos interessados na síntese modular de aziridinas. As aziridinas são de interesse para a maioria dos químicos orgânicos, devido ....

Protocolo

Os detalhes de todos os produtos sintetizados (1-5), incluindo a estrutura, espectros completos de RMN, pureza óptica e dados HRMS-MALDI, são fornecidos no Arquivo Suplementar 1.

1. Síntese de aldeído 3-(aziridina-2-il)acrilo (1a)

1. Secar em chamas um balão de fundo redondo de 50 ml equipado com uma barra de agitação e um septo em condições de vácuo. Arrefeça-o à temperatura ambiente enquanto o enche com gás argónio.
2. Adicionar tolueno anidro (19 ml) e (R)-1-((R)-1-feniletil)aziridina-2-carbaldeído (1,00 g, 5,71 mmol) (ver Tabela de materiais

Resultados

Para investigar a viabilidade do preparo de uma bisaziridina, a (E)-3-((S)-1-((R)-1-1-feniletil)aziridina-2-il)acrilaldeído (1a) foi primeiramente sintetizada como substrato modelo de acordo com o procedimento mencionado na etapa 1 (Figura 1)²⁸.

Figu.......

Discussão

A formação de uma mistura inseparável de diastereomeros tem sido ocasionalmente observada durante o curso da aziridinação organocatalítica da 3-[1-(1-(1-feniletil)aziridina-2-il)]acrilaldeído, quando N-Boc-O-tosyl ou N-Ts-O-tosyl hidroxilamina foi usada como fonte de nitrogênio. Além disso, o rendimento do produto contíguo de bisaziridina diminuiu quando a quantidade de éter silílico diaril prolinol como catalisador foi aumentada de 7 mol% para 20 mol%^47,4.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
(R)-(+)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl ether	Sigma-Aldrich	677191	reagent
(R)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridine-2-carbaldehyde	Imagene Co.,Ltd.		reagent
(S)-(–)-α,α-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl ether	Sigma-Aldrich	677183	reagent
(S)-2-(diphenyl((trim ethylsilyl)oxy)methyl)pyrrolidine	Sigma-Aldrich	677183	reagent
(Triphenylphosphoranylidene) acetaldehyde	Sigma-Aldrich	280933	reagent
1,2-Dichloroethane	Sigma-Aldrich	284505	solvent
AB Sciex 4800 Plus MALDI TOFTM (2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) matrix	Sciex		High resolution mass spectra
Acetic acid	Sigma-Aldrich	A6283	reagent
Ammonium chloride	Sigma-Aldrich	254134	reagent
aniline	Sigma-Aldrich	132934	reagent
Autopol III digital polarimeter	Rudolph Research Analytical		polarimeter
AVANCE III HD (400 MHz) spectrometer	Bruker		NMR spectrometer
Bruker Ascend 500 (500 MHz)	Bruker		NMR spectrometer
Celite 535	Sigma-Aldrich	22138	For Celite pad
Dichloromethane	Sigma-Aldrich	270997	solvent
Di-tert-butyl dicarbonate	Sigma-Aldrich	361941	reagent
Ethyl Acetate	Sigma-Aldrich	270989	solvent
Ethyl nitroacetate	Sigma-Aldrich	192333	reagent
Imidazole	Sigma-Aldrich	I2399	reagent
INOVA 400WB (400 MHz)	Varian		NMR spectrometer
JMS-700	JEOL		High resolution mass spectra
Methanol	Sigma-Aldrich	322415	solvent
N-Boc-O-tosylhydroxylamine	Sigma-Aldrich	775037	reagent
P-2000	JASCO		polarimeter
Palladium hydroxide on carbon	Sigma-Aldrich	212911	reagent
Phenyl-1H-tetrazole-5-thiol	TCI	P0640	reagent
Silica gel	Sigma-Aldrich	227196	For flash clromatography
Silica gel on TLC plates	Merck	60768	TLC plate
Sodium acetate	Sigma-Aldrich	S8750	reagent
Sodium azide	Sigma-Aldrich	S2002	reagent
Sodium borohydride	Sigma-Aldrich	452882	reagent
Sodium carbonate	Sigma-Aldrich	S2127	reagent
tert-Butyldimethylsilyl chloride	Sigma-Aldrich	190500	reagent
Tetrahydrofuran	Sigma-Aldrich	401757	solvent
Toluene	Sigma-Aldrich	244511	solvent
Zinc bromide	Sigma-Aldrich	230022	reagent
Zinc chloride	Sigma-Aldrich	429430	reagent