JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

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.

Аннотация

Функциональная группа гуанидина, отображается наиболее важное место в аргинином аминокислоты, один из основных строительных блоков жизни, является важным структурным элементом во многих сложных натуральных продуктов и фармацевтических препаратов. Благодаря постоянному открытию новых гуанидина, содержащих натуральные продукты и разработанные небольшие молекулы, быстрые и эффективные методы guanidinylation представляют большой интерес для синтетических и органических лекарственных химиков. Поскольку нуклеофильность и основность гуанидинов могут повлиять на последующие химические превращения, традиционный, непрямой guanidinylation обычно преследовало. Косвенные методы обычно используют несколько шагов защиты, связанных с латентной предшественник амина, такие как азид, фталимида или карбамата. К обходя эти обходные методы и используя прямую реакцию guanidinylation в начале последовательности синтеза, можно было подделать линейного терминала гуанидина, содержащий основу clavatadine А, чтобы понять,короткий и обтекаемый синтез этого мощного фактора ингибитора XIa. На практике гуанидин гидрохлорид разработан с тщательно выстроенной защитной решетки, который оптимизирован, чтобы выжить синтетические шаги, чтобы прийти. При приготовлении clavatadine А, прямой guanidinylation коммерчески доступного диамина устраняются два ненужных шагов от его синтеза. В сочетании с широким спектром известным гуанидина защитных групп, прямой guanidinylation выказывает сжатое и эффективной практичности, присущей методам, которые находят дом в наборе инструментов синтетический аптечной.

Введение

Цель этого видео, чтобы показать, как с помощью прямого и ранний метод guanidinylation, чтобы сделать терминал структура гуанидин является более практичным, быстрым и эффективным, чем традиционные методы guanidinylation в органическом синтезе. Функциональная группа гуанидина, найденный на аргинином аминокислоты, является ключевым структурным элементом во многих сложных натуральных продуктов и фармацевтических препаратов. Открытие и разработка нового гуанидина, содержащего натуральные продукты и малые молекулы устанавливают необходимость более эффективного метода guanidinylation. Обычно используется обходные подход отличает введение скрытого предшественника гуанидина, который разоблачен на поздней стадии синтеза. В отличие от этого, простой тактикой устанавливает защищенный гуанидин на первичный амин, в начале пути синтеза.

Реактивный характер гуанидинов, как правило, лишает их повседневного использования без соответствующей защитной стратегии группы. Традиционно, методыдобавить гуанидин функциональная группа, вовлеченная косвенный подход, который включали в себя множество шагов защиты с последующим добавлением гуанидина в конце синтеза. Два недавних синтезы иллюстрируют недостатки , присущие непрямого guanidinylation 1,2. Прямой способ сообщаемые здесь включает взаимодействие защищенного реагента гуанидина с первичным амином на ранней стадии в синтезе данной молекулы, а затем удаление защитной группы его в конце синтеза. Эта стратегия была успешно развернута в последнее время полного синтеза биологически активных морских алкалоидов clavatadine A и phidianidine А и В 3,4.

Хотя этот прямой метод guanidinylation имеет свои преимущества по сравнению с традиционными методами guanidinylation он все еще имеет свои недостатки. Химические условия, что защищенный гуанидин может выжить, будет зависеть от используемой защитной группы. Несмотря на эти потенциальные недостатки, прямой метод guanidinylation является стимулирующей стратегиидобавить терминальные гуанидины в первичные амины для использования в синтезе сложных органических молекул.

протокол

Внимание: Пожалуйста, обратитесь и прислушаться к Паспорта безопасности (SDS) для каждого химического вещества перед использованием. Некоторые из химических веществ, используемых в этом синтезе являются коррозионные, токсичные, канцерогенные, или иным вредным. Следовательно, принимать все меры предосторожности, чтобы избежать вдыхания, проглатывания, или контакта кожи с этими химическими веществами. Пожалуйста, носите соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ) правильно. Надлежащее PPE включает в себя укручения защитные очки, нитрильные перчатки или более химически стойкие перчатки, лабораторный халат, длинные брюки, которые покрывают верхние части обуви, закрытые носок обуви. Используйте рабочую вытяжку с створкой при минимально возможной высоте, в тандеме с дополнительным релевантным технических средств контроля, чтобы свести к минимуму риск случайного воздействия. Отдельные части процедуры включают стандартную воздухо- без примесей воды и техники, например, использование линии Шленка, янтарных бутылок хранения химических веществ с кроненпробками и эластомерных дисков, шприц и передачи канюли жидкостей и растворов, сжатых газов и тон перегонку легковоспламеняющихся жидкостей в инертной атмосфере. 5

1. Прямая Guanidinylation

  1. Прямая guanidinylation бутан-1,4-диамина (5) с реагентом Гудмана (6) с получением ди - трет - бутоксикарбонил (Вос) -agmatine (7) 3,6
    1. Сушат на 1000 мл трехгорлую круглодонную реакционную колбу, содержащую магнитную мешалку, выравнивающей давление капельной воронки 50 мл, а также адаптер 14/20 до 24/40 матового стекла в течение ночи в сушильном шкафу при температуре или выше 130 ° С. Выньте колбу из духовки и быстро покрывают отверстие правого и левого шеи с резиновым перегородками. Сложите резиновую перегородку над краем сосуда. К центру шеи, прикрепить адаптер стекла, а затем в капельную воронку.
      Примечание: Вместо ночной сушки в печи колбу и мешалку, могут быть покрыты мембраной, помещают на линию Шленка под вакуумом или в атмосфере инертного газа, а также высушенную пламенем с помощью пропановой горелки. Пожалуйста, обратитесь к тHESE ресурсы для получения более подробной информации об использовании перегородками, линии Шленка и капельную воронку. 7-9
      1. Накройте верхнюю часть капельной воронки с резиновой пробкой, складывая резиновую перегородку над краем сосуда. Охлаждают собранного устройства до комнатной температуры при избыточном потоке инертного газа с использованием линии Шленка.
    2. Поместите бутылку запаса бутан-1,4-диамина (5) (температура плавления 25-28 ° С) в ванне с горячей водой в частично расплавить твердое вещество. После того, как небольшой объем сжиженного бутан-1,4-диамина (5), то используйте духовку нагретую Пастера пипетку для переноса 2,32 мл (2,03 г, 0.0231 моль, 3,00 мольных эквивалентов) соединения 5 из маточного бутылки печь нагретые 10 мл мерный цилиндр. Перенести сжиженным диамина 5 к круглодонную колбу реакции с использованием пипетки Пастера.
      Примечание: Пожалуйста, обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации Oп , используя пипетку Пастера. 7,10
    3. Добавить 320 мл дихлорметана (CH 2 Cl 2) в круглодонную колбу реакции с мерным цилиндром при температуре окружающей среды (20 ° C). Раствор перемешивают при добавлении 1,1 мл триэтиламина (Et 3 N) (0,78 г, 0,0077 моль, 1,00 мольных эквивалентов) с 2 мл стеклянный плунжер шприца , снабженного 12-дюймовым, 20- го калибра иглы металла со скошенным кончиком.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации об использовании шприца 7,8,10 проконсультируйтесь Также этот ресурс для получения подробной информации об использовании магнитной мешалке 8. (Стр 26-29.).
    4. С помощью аналитических весов, вес 3,01 г (0.00769 моль, 1,00 мольных эквивалента) N, N'-ди-Вос - N -triflylguanidine (6) (реагент Гудмана). 11,12 Налейте это твердое вещество в стакан. Растворите это соединение в 25 мл безводного CH 2 Cl 2. Нарисуйте это решение, которое яNto 50 мл стекл плунжерного шприца, снабженный 12-дюймовым, 20-го калибра иглы металла с скошенным кончиком. Разливают этот раствор из шприца в капельную воронку, гарантируя, что задвижка в нижней части воронки закрыта.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения подробной информации об использовании аналитических весов 7,13.
    5. Продолжая магнитной мешалки перемешивают на магнитной мешалке, открыть запорный кран медленно, чтобы позволить раствору полученного на стадии 1.1.4 капать в круглодонную колбу реакции со скоростью около одной капли каждые четыре секунды, чтобы весь раствор добавляют в течение примерно 1 часа. Когда добавление завершено, перемешивают раствор при комнатной температуре в течение 12 ч. Образование осадка или остатка, который прилипает к стенке колбы, как правило, наблюдается в течение всего 12 ч перемешивания.
  2. Водна обработка для выделения ди-Вос-агматина (7)
    1. Через 12 ч, подвергать SOLUTION в воздух, удаляя перегородку. Удалите магнитную мешалку, используя размешать-бар ретривера. Налейте бесцветный раствор с круглодонную колбу реакции в делительную воронку.
    2. Промывают органический раствор с двумя последовательными порциями по 50 мл насыщенного водного раствора бикарбоната натрия (NaHCO 3). После каждой промывки, слейте нижний органический слой в чистую колбу Эрленмейера. Налейте верхний водный слой, в вторую колбу Эрленмейера. Добавьте органический слой обратно в разделительную воронку.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации о добыче и использовании делительную воронку 7-9,14.
    3. Промывают органический раствор с двумя последовательными порциями по 50 мл воды. После каждой промывки, слейте нижний органический слой в чистую колбу Эрленмейера. Налейте верхний водный слой, в вторую колбу Эрленмейера. Добавьте органический слой обратно в разделительную воронку.
    4. Промывают органический раствор с одной 50 мл порции насыщенного солевого раствора. Слить лАуэр органический слой в чистую колбу Эрленмейера, и сухой безводным сульфатом натрия (Na 2 SO 4). Гравитация профильтровать раствор через воронку, снабженную рифленой фильтровальной бумагой (с крупными порами, быстрый поток, 20-25 мкм удержания частиц) в чистую, тарированного круглодонную колбу.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации о сушке органических растворов с использованием сушильного агента 7-9,14 Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации о гравитационной фильтрации 7-9,15..
    5. Выпаривают жидкость в круглодонную колбу с помощью роторного испарителя с температурой бани при температуре 40 ° С и вращения от 120 оборотов в минуту.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации об использовании роторного испарителя 7-9,16.
  3. Очистка ди-Вос-Agmatine (7) 3,6
    1. Готовят колонку для флэш-хроматографии с использованием в качестве элюента 5: 3: 2 этил-ацетат (EtOAc) , метанол-Et 3 N через неподвижную фазу силикагеля. Используйте стеклянную колонку для хроматографии, которая имеет ширину 3,8 см на 45 см в высоту.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации об очистке органических соединений с использованием колоночной хроматографии 7-9,17,18.
      1. Добавить диатомита в колонну, чтобы сформировать базу, которая находится примерно в 2 см высотой. Этот агент фильтрации позволит предотвратить растворенный силикагеля от загрязнять фракций колонки. Добавить элюент пока столбик элюента кизельгур суспензии достигает около 10 см высотой, около 40-50 мл. Смешайте элюент и диатомита нежным закрученного, чтобы обеспечить суспензию равномерна, а затем дайте твердый осесть.
        Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этому ресурсу для получения более подробной информации об использовании диатомита в качестве фильтрующего средства 8.
      2. Влажный пакет колонна, сделав суспензию, состоящую из 100 г силикагеля и достаточное Volumе элюента, чтобы дать возможность суспензии быть легко перемешивают с помощью металлического шпателя. Налейте суспензии в колонну через пластиковую или стеклянную воронку.
      3. С помощью давления воздуха, чтобы заставить элюент через колонку таким образом, что вытекание течет в слабом потоке жидкости. Скорость потока элюента должна быть примерно в два линейных дюймов в минуту. Остановить поток элюента, когда он достигает уровня силикагеля, гарантируя, что силикагель постоянно смачивается элюента.
    2. Растворить содержимое колбы (4,21 г) в объеме элюента, который как раз достаточным, чтобы полностью растворить неочищенный продукт, около 15-20 мл. Тщательно загрузите решение на силикагель, не нарушая силикагеля путем переноса раствора из колбы в колонну, используя пипетку Пастера. Нажмите на столбец, чтобы обеспечить верхнюю часть силикагеля является плоской. Слить элюент таким образом, что она достигает уровня силикагеля. Добавьте небольшое количество элюента и повтор.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этому ресурсу для получения более подробной информации о растворении твердых веществ с помощью растворителей 9.
      1. Для того, чтобы избежать нарушения силикагеля при элюции колонки, добавить песок в верхней части силикагеля с образованием цилиндра, который приблизительно от 0,5 до 1 см в высоту. Добавляют несколько миллилитров элюента, чтобы смочить песок. Слить элюент таким образом, чтобы она достигает уровня песка.
      2. Заполните колонку элюента. С помощью давления воздуха, чтобы заставить элюент через силикагель, как описано на стадии 1.3.1.3. Собирают элюент в пробирки, пробирки, составляющих фракцию элюента смеси.
    3. Собирают фракции, пока продукт не будет полностью элюируют из колонки. Для того, чтобы определить, когда это произошло, пятно один из каждых нескольких фракций с колонки на тонкослойной хроматографии (ТСХ) пластины. Ди-Вос Agmatine (7) имеет R F 0,39 в 5: 3: 2 этилацетат-метанол-Et 3 N.
      Примечание: Пожалуйста, обратитесьэти ресурсы для получения более подробной информации о TLC. 7-9,19,20
    4. Собирают все фракции, содержащие целевой продукт реакции в тарированного, круглодонную колбу и растворитель испар ют с помощью роторного испарителя. Сушат полученный мутный бледно-желтой жидкости под высоким вакуумом в течение ночи, чтобы удалить остаточный растворитель. Растворите аналитический образец (приблизительно 5 мг) очищенного продукта, соединение 7 (2,49 г, 98% выход), с 0,75 мл дейтерохлороформе (CDCl 3) и анализируют ее с помощью протона (1 H) и углерода (13 С - ЯМР) спектроскопии.
      Примечание:. Пожалуйста , обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации о подготовке пробы для анализа ЯМР и проведение эксперимента ЯМР 7-9,21
  4. Синтез ди-Вос-агматиндеиминазу изоцианата (8) 3
    1. Подготовьте чистую 100 мл круглодонную реакционную колбу, содержащую магнитную мешалку.
    2. На аналитических весах, добавьте ди-BoC Agmatine (7) в круглодонную колбу реакции с использованием металлического шпателя , пока добавленного веса нетто соединение 7 1,00 г (0,00303 моль, 1,00 мольных эквивалентов). Добавить 25 мл CH 2 Cl 2 в круглодонную колбу реакции с мерным цилиндром при температуре окружающей среды (20 ° C). Поместите раствор в ванну с водой со льдом, чтобы охладить раствор до 0 ° С.
    3. В вытяжкой, использовать аналитические весы для взвешивания 0,297 г (0.00303 моль, 1,00 мольных эквивалентов) трифосгена. Добавить это твердое вещество в круглодонную колбу реакции, выливая через стеклянную или пластиковую воронку.
      ВНИМАНИЕ: Трифосген является чрезвычайно токсичным. Надевайте две пары нитриловые перчатки при работе с этим соединением. Его пары также вредны; Таким образом, следует обращаться только в рабочей вытяжном шкафу. Перенесите аналитический баланс в рабочую вытяжкой перед взвешиванием трифосген для этой реакции.
    4. Продолжая магнитной мешалки перемешивают, добавляют 25мл насыщенного водного раствора NaHCO 3, выливая в круглодонную колбу реакционную смесь через стеклянную или пластиковую воронку. Когда добавление закончено, энергично перемешивают двухфазную смесь при 0 ° С в течение 30 мин с помощью магнитной мешалки.
  5. Водна обработка ди-Вос-агматиндеиминазу изоцианата (8) 3
    1. Через 30 мин прекращают перемешивание и удалить магнитную мешалку с использованием размешать-бар ретривера. Налейте смесь из круглодонную колбу реакции в делительную воронку, содержащей 100 мл CH 2 Cl 2 и 100 мл воды.
    2. Встряхнуть делительную воронку энергично перемешать слои. Слить нижнюю органическую часть в чистую коническую колбу. Экстрагируют водный слой с помощью трех последовательных 15 мл порциями CH 2 Cl 2. После каждой экстракции, слейте нижний органический слой в колбу Эрленмейера, содержащую объединенные органические экстракты. После трех экстракций, залить воднueous слой во вторую чистую колбу Эрленмейера.
    3. Сушат объединенные органические экстракты безводным Na 2 SO 4. Гравитация профильтровать раствор через воронку, снабженную рифленой фильтровальной бумагой (с крупными порами, быстрый поток, 20-25 мкм удержания частиц) в чистую, взвешивают 250 мл круглодонную колбу.
    4. Выпаривают жидкость в круглодонную колбу с помощью роторного испарителя с температурой бани при температуре 40 ° С и вращения от 120 оборотов в минуту. Растворите аналитический образец (приблизительно 5 мг) полученного светло - коричневого масла, соединение 8 (1,11 г, 103% от теоретического), в CDCl 3 и анализируют ее с помощью 1 Н и 13 С - ЯМР - спектроскопии и инфракрасной (ИК) спектроскопии.
      Примечание: Изоцианатна деградирует в течение нескольких часов при комнатной температуре, и должна быть использована немедленно на следующей стадии после выделения. Пожалуйста, обратитесь к этим ресурсам для получения более подробной информации об инфракрасной (ИК) спектроскопии (ссылка 7:. С. 269-303; Ссылка 9: С. 146-147;. Ссылка 10:. 66-76) 7-9

2. Синтез карбамата 9 из ди-Вос Agmatine изоцианата (8) и 2,4-DibromoHGAL (3) 3

  1. Настройка реакции ди-Вос - агматиндеиминазу изоцианата (8) с 2,4-dibromoHGAL (3)
    1. Сушат 250 мл круглодонную реакционную колбу, содержащую магнитную мешалку в течение ночи в сушильной печи при температуре не выше 130 ° С. Выньте колбу из печи и быстро закрывают колбу отверстие с резиновой пробкой. Сложите резиновую перегородку над краем сосуда. Охлаждают колбу до комнатной температуры при избыточном потоке инертного газа с использованием линии Шленка.
      Примечание: Вместо ночной сушки в печи колбу и мешалку, могут быть размещены на линии Шленка под вакуумом или в атмосфере инертного газа и высушенной пламенем с использованием пропановой горелки.
    2. С помощью аналитических весов, взвешивают 0,933 г (0,00303 моль, 1,00 мольных эквивалентов) , 2,4-dibromoHGAL (3),d добавить это твердое вещество в колбу реакции под зонтиком азота.
      Примечание: 2,4-dibromoHGAL (3) получают в две стадии из 2,5- (диметоксифенил) уксусной кислоты (1), как показано на рисунке 1a 3,22,23 Главный побочный продукт , образующийся в процессе синтеза. соединение 3 представляет собой 4-bromoHGAL (4), которая образуется после первого бромирования HGAL (2) 3 в процессе очистки соединения 3 с помощью колоночной хроматографии, продолжали элюирование смесью 1: 1 . EtOAc-гексана дает сбор соединения 4, который имеет R F 0,34 , когда элюент ТСХ составляет 1:.. 1 этилацетат-гексан 3 Типичные единичные выходы побочных продуктов 4 диапазоне от 11-15% 3
    3. Добавить 30 мл безводного CH 2 Cl 2 в колбу реакции из стекла плунжера шприца , снабженного 12-дюймовым, 20- го калибра иглы металла сскошенный кончик, при температуре окружающей среды (20 ° C). Движение, чтобы растворить твердое вещество.
      Примечание: Отфильтровываю CH 2 Cl 2 над гидрид кальция (ЦДА 2) в атмосфере азота на активированных 3 Å молекулярных сит перед использованием.
    4. Добавить 0,103 мл основани Хюнига (0,0078 г, 0,000606 моль, 0,2 мольных эквивалентов) в круглодонную колбу реакции с помощью шприца.
      Примечание: "С помощью шприца" означает, что жидкость собирали и распределяли с использованием металлического / политетрафторэтилена с покрытием плунжер, газонепроницаемого шприца (стеклянный бочонок), снабженными 6-дюймовым, 20-го калибра иглы металла со скошенным кончиком. Отфильтровываю базы Хюнига над СаН 2 в атмосфере азота на активированный 3 Å молекулярных сит перед использованием.
    5. Накройте открытие круглодонную колбу , содержащую неочищенную изоцианат 8 с этапа 1.5.4 с резиновой пробкой. Согните перегородку над краем сосуда. Соедините колбу линии Шленка и очистить FLASK газообразным азотом в течение 10 минут.
    6. В колбу , содержащую изоцианатный 8, добавьте 30 мл безводного CH 2 Cl 2 из стеклянной плунжера шприца , снабженного 12-дюймовым, 20- го калибра металлической иглой со скошенным кончиком при температуре окружающей среды (20 ° C). Вихревой колбу для растворения твердого вещества.
  2. Переносят раствор изоцианата 8 к 2,4-dibromoHGAL (3) и основание Хаггиса через канюлю
    1. Непосредственно соединить два колб путем прокалывания каждый носовой перегородки или с скошенным наконечником металла 18 дюймов в длину, 20-го калибра металлической канюлей.
      Примечание: Пожалуйста , обратитесь к этому ресурсу для получения более подробной информации об использовании канюлю для передачи одного решения к другому в атмосфере инертного газа (ссылка 8:. С. 74-79). 8
    2. Снимите впускной канал азота из колбы , содержащей CH 2 Cl 2 раствор 2,4-dibromoHGAL (3) и основание Хюнига, и вставьте 2,5 см disposablе 16-го калибра металлическая игла (выход иглы) через перегородку. Закройте барботер, который служит в качестве выходного отверстия линии Шленка.
      ВНИМАНИЕ: закрытие барботер строки Шленка, который находится под избыточным давлением инертного газа может быть опасным. Убедитесь в том, что выход игла не засорена перед закрытием от барботер.
    3. Нижний конец металлической канюлей в раствор CH 2 Cl 2 изоцианатного 8, и передать весь раствор в круглодонную реакционную колбу в течение примерно 1 ч. Отрегулировать давление азота по мере необходимости для желаемой скорости потока приблизительно 0,5 мл в минуту.
    4. Смыва колбы, содержащий изоцианатный 8 с двумя последовательными 5 мл порциями CH 2 Cl 2. Передача каждого Cl 2 CH 2 полоскание с помощью канюли в колбу реакции.
    5. После переноса обоих полосканий в реакционную колбу, разобрать аппарат канюлю.
      1. ралить выходное иглу из реакционной колбы в то время как одновременно повторного открытия потока азота в барботер. Перенести впускным отверстием для азота, поступающего из линии Шленка из колбы, которая содержала изоцианата в круглодонную колбу реакции.
    6. Удалите канюлю из круглодонную колбу реакции и перемешивают раствор при температуре окружающей среды в течение 3 часов.
  3. Очистка карбамата 9 3
    1. После 3 ч, обнажить решение воздуха путем удаления перегородку. Удалите магнитную мешалку, используя размешать-бар ретривера.
    2. Выпаривают жидкость в круглодонную колбу реакции с использованием роторного испарителя с температурой бани при температуре 40 ° С и вращения от 120 оборотов в минуту.
    3. Очищают сырой продукт с помощью колоночной флэш - хроматографией , используя градиент элюции 100: 0 до 90:10 CH 2 Cl 2 диэтиловый эфир (Et 2 O) с помощью стационарной фазы силикагеля. Используйте стеклянную грстолбец hromatography, что имеет ширину 3,8 см на 45 см в высоту.
    4. Влажный пакет колонна, сделав суспензию , состоящую из 60 г силикагеля и достаточным объемом CH 2 Cl 2 , с тем чтобы суспензии переливаться в колонну.
    5. С помощью давления воздуха, чтобы заставить элюент через колонку таким образом, что вытекание течет в слабом потоке жидкости. Скорость потока элюента должна быть примерно в два линейных дюймов в минуту. Остановить поток элюента, когда он достигает уровня силикагеля, гарантируя, что силикагель постоянно смачивается элюента.
    6. Растворите сырой продукт (2,202 г, 110% от теоретического выхода ) в минимальном объеме CH 2 Cl 2. Тщательно загрузите решение на силикагель, не нарушая силикагеля. Нажмите на столбец, чтобы обеспечить верхнюю часть силикагеля является плоской. Слить элюент таким образом, что она достигает уровня силикагеля. Добавьте небольшое количество CH 2 Cl 2 и повторите.
    7. Чтобы избежать disturБинг силикагель в течение элюирование колонки, добавить песок в верхней части силикагеля с образованием цилиндра, который приблизительно от 0,5 до 1 см в высоту. Добавьте несколько миллилитров CH 2 Cl 2 смачивать песок. Слить элюент таким образом, чтобы она достигает уровня песка.
    8. Заполните колонку CH 2 Cl 2. С помощью давления воздуха, чтобы заставить элюент через силикагель, как описано на этапе 2.3.5. Собирают элюент в пробирки, пробирки, составляющих фракцию элюента смеси.
    9. Собирают фракции, пока первое соединение полностью не элюируют из колонки. Для того, чтобы определить, когда это произошло, место одного из каждых нескольких фракций колонки на пластине ТСХ.
      Примечание: Первое соединение для элюирования является непрореагировавший 2,4-dibromoHGAL (3), который имеет R F 0,74 в 90:10 CH 2 Cl 2 -Et 2 O.
    10. Когда непрореагировавший 2,4-dibromoHGAL (3) имеет элюируют изстолбец, замените элюент с 90:10 CH 2 Cl 2 -Et 2 O. Продолжать собирать фракции, пока желаемый продукт не будет полностью элюируют из колонки. Для того, чтобы определить, когда это произошло, место одного из каждых нескольких фракций колонки на пластине ТСХ.
      Примечание: Требуемый продукт, карбамата 9, имеет R F 0,31 в 90:10 CH 2 Cl 2 -Et 2 O.
    11. Собирают все фракции , содержащие карбамат 9 в тарированный, круглодонную колбу и растворитель испар ют с помощью роторного испарителя. Сушат полученный пенистого твердого вещества досуха при высоком вакууме. Анализ аналитического образца (приблизительно 5 мг) продукта, карбамата 9 (1,36 г, выход 68%), с помощью 1 Н и 13 С ЯМР в CDCl 3. Также собирают 1 Н- и 13 С ЯМР - спектры в дейтерированном диметилсульфоксиде (ДМСО - d6), что позволяет прямое сравнение растворителя с тон продукт стадии 3.

3. Синтез и выделение Clavatadine А (10) 3

  1. Готовят clavatadine A (10) с помощью сопутствующей катализируемой кислотой гидролиз лактон и гуанидина удалением защитной группы карбамата 9
    1. Подготовьте чистую 250 мл круглодонную реакционную колбу, содержащую магнитную мешалку.
    2. На аналитических весах взвешивают 1,205 г (0.00181 моль, 1,00 мольных эквивалентов) карбамата 9, полученного на стадии 2, и добавить этот твердый в колбу реакции.
    3. Добавьте 12 мл тетрагидрофурана (ТГФ) в круглодонную колбу реакции с мерным цилиндром при температуре окружающей среды (20 ° C). Твердое вещество должно растворяться в раствор перемешивают.
    4. Приготовьте 48 мл 1,0 М водного раствора хлористоводородной кислоты (HCl).
      1. Добавляют 4 мл концентрированной (12,0 М) раствора HCl в 10 мл мерный цилиндр.
      2. Передача концентрированного раствора HCl с помощью Пастера трубыт до 50 мл градуированный цилиндр, содержащий 30-40 мл дистиллированной воды. Развести этот раствор дистиллированной водой до конечного объема 48 мл.
    5. Добавляют 48 мл водного раствора 1,0 М HCl, полученного на стадии 3.1.4.3 в круглодонную колбу реакции при комнатной температуре и при перемешивании.
    6. Аккуратно поместите 24/40 матового стекла стопор, чтобы покрыть отверстие реакционной колбы.
    7. Погружать в реакционную колбу помещают на водяную баню, которая была предварительно нагретую до 30 ° C на горячей плите, контролируемой температурой. Убедитесь, что уровень раствора в реакционной колбе находится ниже уровня воды в ванне.
      Примечание: В этом масштабе реакция будет производить 2 молярных эквивалента диоксида углерода и 2 мольных эквивалентов изобутилена газа, который должен занимать площадь размером приблизительно 0,174 L. Убедитесь, что стопор помещается слегка на колбу, чтобы гарантировать, что что любое избыточное давление развивается может быть выпущен через шлифе.
    8. В то время как конмагнитное как продолжить перемешивание, нагревают раствор при 30 ° С в течение 20 часов.
    9. Через 20 ч, вакуум-фильтр полученной суспензии через среду пористостью-нную воронку в чистую взвешенную колбу для удаления нерастворимого материала.
    10. Упаривают раствор желтого цвета в реакционной колбе, используя роторный испаритель с температурой бани при температуре 50 ° С и вращение от 120 оборотов в минуту.
    11. Сушат полученный желто- к персикового цвета аморфного твердого вещества до постоянного веса в высоком вакууме. Облегчения сушки путем нагревания откачивают колбу в теплом (40 ° С) водяной бане.
    12. Растворите аналитический образец (приблизительно 5 мг) продукта, который является гидрохлорид clavatadine А (10) (0,866 г, выход 93%), в безводном ДМСО - d6, и анализируют ее одномерными 1 Н и 13 C - ЯМР - спектроскопии.

Результаты

Прямой guanidinylation коммерчески доступного & alpha ; , ω-диамина, с последующей реакцией с трифосгеном, давала Реакционноспособные по отношению к изоцианату 8 в качестве линейной части clavatadine А (рис 1b). Урожайность этой последовательности реакций двухступе...

Обсуждение

Первоначальные усилия по подготовке clavatadine зачислен традиционный, косвенный подход к guanidinylation из подходящего предшественника амина, который в данном случае был терминал азид. Центральное место в этой работе было объединение двух половин молекулы построить карбамата группировку. К со?...

Раскрытие информации

The authors have nothing to declare.

Благодарности

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.

Материалы

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

Ссылки

  1. Adabala, P. J. P., Legresley, E. B., Bance, N., Niikura, M., Pinto, B. M. Exploitation of the Catalytic Site and 150 Cavity for Design of Influenza A Neuraminidase Inhibitors. J. Org. Chem. 78 (21), 10867-10877 (2013).
  2. Trost, B. M., Kaneko, T., Andersen, N. G., Tappertzhofen, C., Fahr, B. Total Synthesis of Aeruginosin 98B. J. Am. Chem. Soc. 134 (46), 18944-18947 (2012).
  3. Conn, S. J., Vreeland, S. M., Wexler, A. N., Pouwer, R. H., Quinn, R. J., Chamberland, S. Total Synthesis of Clavatadine. A. J. Nat. Prod. 78, 120-124 (2014).
  4. Buchanan, J. C., Petersen, B. P., Chamberland, S. Concise Total Synthesis of Phidianidine A and B. Tetrahedron Lett. 54, 6002-6004 (2013).
  5. . . Technical Bulletin AL-134: Handling Air-Sensitive Reagents. , (2012).
  6. Castagnolo, D., Raffi, F., Giorgi, G., Botta, M. Macrocyclization of Di-Boc-guanidino-alkylamines Related to Guazatine Components: Discovery and Synthesis of Innovative Macrocyclic Amidinoureas. Eur. J. Org. Chem. 2009 (3), 334-337 (2009).
  7. Zubrick, J. W. . The Organic Chem Lab Survival Manual: A Student's Guide to Techniques. , (2012).
  8. Pirrung, M. C. . The Synthetic Organic Chemist's Companion. , (2007).
  9. Padias, A. B. . Making the Connections 2: A How-To Guide for Organic Chemistry Lab Techniques, Second Edition. , (2011).
  10. . . Digital Lab Techniques Manual: Volumetric Techniques. , (2007).
  11. Baker, T. J., Tomioka, M., Goodman, M. Preparation and Use of N,N'-Di-Boc-N"-Triflylguanidine. Org. Synth. 78, 91-98 (2002).
  12. Baker, T. J. Synthesis of Biologically Important Guanidine-Containing Molecules Using Triflyl-Diurethane Protected Guanidines. Synthesis. S1, 1423-1426 (1999).
  13. . . Digital Lab Techniques: Using a Balance. , (2007).
  14. . . Digital Lab Techniques: Reaction Work-Up I: Extraction, Washing, and Drying. , (2007).
  15. . . Digital Lab Techniques: Filtration. , (2007).
  16. . . Digital Lab Techniques: Reaction Work-Up II: Using the Rotovap. , (2007).
  17. . . Digital Lab Techniques: Column Chromatography. , (2007).
  18. . . Flash Chromatography 101. , (2015).
  19. . . Digital Lab Techniques Manual: TLC - The Basics. , (2007).
  20. . . Digital Lab Techniques: TLC - Advanced. , (2007).
  21. Massachusetts Institute of Technology Department of Chemistry Instrumentation Facility. . NMR Tips and Tricks. , (2015).
  22. Krohn, K. Synthese des Bactereostatischen 2.4-Dibrom-homogentisinsäure - Amids und Verwandter Verbindungen. Tetrahedron Lett. 16 (52), 4667-4668 (1975).
  23. Wolkowitz, H., Dunn, M. S. Homogentisic Acid. Biochem. Prep. 4, 6-11 (1955).
  24. Feichtinger, K., Zapf, C., Sings, H. L., Goodman, M. Diprotected Triflylguanidines: A New Class of Guanidinylation Reagents. J. Org. Chem. 63, 3804-3805 (1998).
  25. Ariza, X., Urpì, F., Vilarrasa, J. A practical procedure for the preparation of carbamates from azides. Tetrahedron Lett. 40, 7515-7517 (1999).
  26. Ariza, X., Urpì, F., Viladomat, C., Vilarrasa, J. One-Pot Conversion of Azides to Boc-Protected Amines with Trimethylphosphine and Boc-ON. Tetrahedron Lett. 39, 9101-9102 (1998).
  27. Snider, B. B., Song, F., Foxman, B. M. Total Syntheses of (±)-Anchinopeptolide D and (±)-Cycloanchinopeptolide. D. J. Org. Chem. 65 (3), 793-800 (2000).
  28. Barykina, O., Snider, B. B. Synthesis of (+-)-Eusynstyelamide A. Org. Lett. 12 (11), 2664-2667 (2010).
  29. Yu, M., Pochapsky, S. S., Snider, B. B. Synthesis of (±)-Bistellettadine A. Org. Lett. 12 (4), 828-831 (2010).
  30. Expòsito, A., Fernández-Suárez, M., Iglesias, T., Muñoz, L., Riguera, R. Total Synthesis and Absolute Configuration of Minalemine A, a Guanidine Peptide from the Marine Tunicate Didemnum rodriguesi. J. Org. Chem. 66, 4206-4213 (2001).
  31. Wuts, P. G. M., Greene, T. W. . Greene's Protective Groups in Organic Synthesis. , (2007).
  32. Malmberg, C. E., Chamberland, S. Total synthesis of clavatadine A analogues to produce a viable reversible inhibitor for factor XIa. , (2015).
  33. Bhonde, V. R., Looper, R. E. A Stereocontrolled Synthesis of (+)-Saxitoxin. J. Am. Chem. Soc. 133, 20172-20174 (2011).
  34. Lin, H. Y., Snider, B. B. Synthesis of Phidianidines A and B. J. Org. Chem. 77, 4832-4836 (2012).
  35. Hickey, S. M., Ashton, T. D., Pfeffer, F. M. Facile Synthesis of Guanidine Functionalised Building Blocks. Asian J. Org. Chem. 4 (4), 320-326 (2015).
  36. Looper, R. E., Haussener, T. J., Mack, J. B. C. Chlorotrimethylsilane Activation of Acylcyanamides for the Synthesis of Mono-N-acylguanidines. J. Org. Chem. 76, 6967-6971 (2011).
  37. Shimokawa, J., Ishiwata, T., et al. Total Synthesis of (+)-Batzelladine A and (+)-Batzelladine D, and Identification of Their Target Protein. Chem. Eur. J. 11, 6878-6888 (2005).
  38. Katritzky, A. R., Rogovoy, B. V. Recent Developments in Guanylating Agents. ARKIVOC. iv, 49-87 (2005).
  39. Berlinck, R. G. S., Trindade-Silva, A. E., Santos, M. F. C. The chemistry and biology of organic guanidine derivatives. Nat. Prod. Rep. 29, 1382-1406 (2012).
  40. Ebada, S., Proksch, P. Chemical and Pharmacological Significance of Natural Guanidines from Marine Invertebrates. Mini-Rev. Med. Chem. 11 (3), 225-246 (2011).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

115GuanidinylationClavatadine

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены