JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bir 2-azido-1-nitrat-ester karşılık gelen 2-azido-1-trichloroacetimidate bir pot yordamdaki dönüştürülebilir. El yazması karbonhidrat sentezi mikrodalga reaktörde yarar göstermek için hedeftir.

Özet

One-pot dönüştürme bir 2-azido-1-nitrat-ester trichloroacetimidate glikosil verici bir gösteri sağlamak için aşağıdaki yordamı hedefidir. Bir glycal, azido-nitration, ürün 2-azido-1-nitrat ester mikrodalga destekli ışınlama altında hidrolize. Bu dönüşüm genellikle genişletilmiş tepki süreleri ve güçlü Nükleofilik reaktifler kullanarak elde edilir. Mikrodalga ışınlama hidroliz yokluğunda reaktifler, kısa tepki süreleri ile neden olmaktadır. Kaslarda ara anomerik alkol, karşılık gelen 2-azido-1-trichloroacetimidate için aynı tencerede dönüşür.

Giriş

Onların aynı anda her yerde nedeniyle moleküler biyoloji, kimyasal sentez için uzun süredir devam eden hedefler karbonhidrat olmuştur. 1 , 2 , 3 herhangi bir başarılı sentetik kampanya özünde oligosakkarit zinciri glikozilasyon tepkiler doğru dağıtımıdır. 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 beklendiği gibi çok sayıda glycosidic Tahvil yüklemek için yöntem vardır. 13 , 14 Koenigs-Knorr yöntemi en erken bilinen yordamlardan biri ve ağır metal (cıva veya gümüş) etkinleştirme altında genellikle alkollü bir bileşeni ile bir glikosil klorür veya bromür kaplin içerir. 15 ilgili glikosil fluorides bağış Mukaiyama grubu tarafından 1981 yılında ilk kez sunulan ve onların artan termal ve Kimyasal kararlılığı nedeniyle yaygın uygulama bulduk. 16 reaktivite yelpazenin karşıt ucunda diğer halojenürlerden çok daha reaktif glikosil iodides vardır. Artan reaktivite özellikle ne zaman oluşturan α bağlantılı oligosakkaritler artan stereocontrol tarafından eşlik ediyor. 17 ek olarak "haloglycosides", thioglycosides geniş yardımcı programı, kısmen, oluşumu, istikrar reaksiyon koşulları ve harekete geçirmek electrophilic reaktifleri ile çok sayıda kolaylığı nedeniyle bulduk. 18

"Oksijen olmayan" içeren bir için bir anomerik alkol etkinleştirilir ve sonuçta bir alıcısı molekül bir alkol yerlerinden gruptan ayrılma gizli dönüştürme üzerinde odak açıklanan yöntemleri. Anomerik oksijen etkinleştirme Schmidt okul tarafından açıklandığı gibi bırakarak bir gruba C1 oksijen kendisi, dönüştürme üzerinde duruluyor. 19 bu yöntem en güçlü ve yaygın olarak kullanılan kimyasal glikozilasyon reaksiyonlar. Trichloroacetimidate bağış kolayca azalan bakiyeli bir şeker ve trichloroacetonitrile potasyum karbonat (K2CO3) veya 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-Doğu (DBU) gibi bir üs huzurunda hazırlanır. Bu tür sonra Lewis asitleri kullanılarak etkinleştirilir. 20

Son zamanlarda, 2-azido-1-trichloroacetimidate bağış doğrudan glycals hazırlanmış olabilir bildirdin. İşlem iki bir tepki, 2-azido-1-nitrat esterleri bir pot yordam içerir. 21 bu ayrıntılı iletişim kuralı uygulayıcıları yüksek verim dönüştürme başarıyla tamamlamanıza yardımcı olacak tasarlanmıştır. Özel ilgi hangi odak üstünde altında mikrodalga - termal kaslarda Isıtma destekli dizisinin ilk adımdır. Ayrıca görsel bir öğretici mikrodalga reaktörlerde Organik sentez istihdam sağlamak umuyoruz.

Protokol

1. temsilcisi mikrodalga-kaslarda destekli

  1. Azido nitrat ester yerleştirin (1.0 eşdeğeri, 0.2 mmol) 8 mL mikrodalga tepki şişe içinde. Ölçeğin reaksiyon reaksiyon ilerleme üzerinde herhangi bir olumsuz etkisi olmadan birkaç mmol artırılabilir.
  2. %20 AQ aseton (0.1 M, 2.0 mL) azido-nitrat ester geçiyoruz. Pyridine (5.0 eşdeğeri, 0,08 mL, 1.0 mmol) tepki taşıyıcıyı ekleyin. Mikrodalga ışınlama şişeyi kap ve reaksiyon taşıyıcıyı bir mikrodalga reaktör boşluk koyun.
  3. 120 ° c 15 dakika karıştırarak ile ve bir sabit tutun zaman ile çözüm ışınlatayım. Tutun zaman ışınlama belirlenen sıcaklık ve sonuç basınç ne kadar gerçekleşir gösterir. Bildirilen sıcaklık bütün tepkiler bir 2 dakikalık bayiliği süre içinde ısı. Sıcaklık yerleşik IR algılayıcı tarafından izlemek.
  4. 15 dk sonra başlangıç malzeme tüketiminin onaylamak için ince tabaka Kromatografi (TLC) kullanarak tepki karışımı analiz. 1:1 Etil asetat/hexanes eluent kullanın.
    1. TLC plaka ceric amonyum molybate leke kullanarak görselleştirmek. Kontrollerimiz ve ürün Rf değişir, ancak genel olarak 0,05-0,1 daha düşük Rf kontrollerimiz daha azalan bakiyeli alkol olduğunu.

2. trichloroacetimidate oluşumu

  1. Başlangıç materyali tam tüketiminin bir havayolu kullanarak düşük birim için solvent buharlaşır. O zaman, (diklorometan) CH2Cl2 (1.0 mL) sulandırmak ve bir şırınga su katmanı kaldırmak için kullanın. Bir kez su katmanı kaldırılır, 0 ° C bir buz-su banyosu kullanarak tepki karışıma serin.
  2. Sonra DBU (10 eq, 0.3 mL, 1.9 mmol) ve 2,2,2-trichloroacetonitrile (50 eq, 1.0 mL, 10 mmol) tepki taşıyıcıyı ekleyin. Her iki reaktif aşan eklenir ve en az 1 Bankası denk ve 2,2,2-trichloroacetonitrile 1 denk ihtiyaç vardır.
  3. Ortam sıcaklığı için Isınma sırasında karıştırmaya tepki karışım izin verin. Başlangıç malzeme tüketiminin onaylamak için TLC ile tepki izlemek.
    1. 1:1 Etil asetat/hexanes eluent kullanın. TLC plaka ceric amonyum molybate leke kullanarak görselleştirmek. Kontrollerimiz ve ürün Rf değişir.
  4. Tam tüketimi malzeme başlayan sonra reaksiyon karışımı bir kurtarma şişesi aktarmak ve karışım olarak vacuo 30 ° C'de konsantre Ham bir soluk sarı kahverengi yağ çözücü buharlaşma sağlar.
  5. Ham ürün silika jel sütun Kromatografi ile 1,5 cm Kromatografi sütun ve 1:4 Etil asetat/hexanes tarafından eluent arındırmak. İmidate fiziksel şeklinde molekül molekül değişir.

figure-protocol-2633
Şekil 1. 2-azido-1-trichloroimidates 2-azido-1-nitrat esterleri bir pot dönüşümünü temsilcisi örnekleri. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Sonuçlar

Burada açıklanan teknoloji üç 2-azido-1-nitrat esterleri bir havuzu üzerinde gösterilmiştir. Her durumda reaksiyon ilk adım tam 20 dakika içinde.

figure-results-265
Şekil 2. Hidroliz temsilcisi örnek (1 ->2) ve 2-azido-1-nitrat ester 1 one-pot dönüşüm (1->3...

Tartışmalar

Bu öğreticide açıklanan protokol nitrat esterleri yararlı, reaktif işlevselliği için dönüştürmek için bir yöntem sağlar. Daha geniş bir anlamda, karbonhidrat sentezi boyunca belirli manevra tamamlamak için bir mikrodalga reaktör istihdam zor dönüşümleri facile ve rutin hale potansiyeline sahiptir. Amacımız bu eğitimde nasıl karbonhidrat mikrodalga ışınlama bağlamında ele göstermektir.

Üst tepki söz konusu olduğunda, kaslarda elde etmek için önceki çabalar?...

Açıklamalar

Yazarlar hiçbir rakip mali ilgi alanlarına sahip.

Teşekkürler

Yazarlar Vanderbilt Üniversitesi ve finansal destek için Kimya Biyoloji Enstitüsü kabul etmek istiyorum. Bay Berkley Ellis ve Prof. John McLean yüksek çözünürlüklü kitle spektral analiz için kabul vardır.
 

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
230 400 mesh silica gelSiliCycle IncR10030B
TLC platesSiliCycle IncTLG-R10014B-527
Ceric ammonium molybdateSigma-AldrichA1343
Solvent StillMbraunMB-SPS-800
Infared spectrometerThermoThermo Electron IR100
Nuclear Magnetic ResonanceBruker400, 600 MHz
LC/MSThermo/DionexSingle quad, ESI
HRMSAgilentSynapt G2 S HDMS
Microwave reactorAnton ParrAnton Parr G10 Monowave 200
DBUSigma-Aldrich139009
CCl3CNSigma-AldrichT53805
PyridineSigma-Aldrich270970
AcetoneFisher ScientificA18-20Tech. grade
Phase separatorBiotage120-1901-A
Rotary evaporatorBuchiR-100

Referanslar

  1. Nicolaou, K. C., Mitchell, H. J. Adventures in Carbohydrate Chemistry: New Synthetic Technologies, Chemical Synthesis, Molecular Design, and Chemical Biology A list of abbreviations can be found at the end of this article. Telemachos Charalambous was an inspiring teacher at the Pancyprian Gymnasium, Nicosia, Cyprus. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 40 (9), 1576-1624 (2001).
  2. Danishefsky, S. J., Allen, J. R. From the laboratory to the clinic: A retrospective on fully synthetic carbohydrate-based anticancer vaccines. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 39 (5), 836-863 (2000).
  3. Nicolaou, K. C., Hale, C. R. H., Nilewski, C., Ioannidou, H. A. Constructing molecular complexity and diversity: total synthesis of natural products of biological and medicinal importance. Chemical Society Reviews. 41 (15), 5185-5238 (2012).
  4. Zhu, X., Schmidt, R. R. New principles for glycoside-bond formation. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (11), 1900-1934 (2009).
  5. Danishefsky, S. J., Bilodeau, M. T. Glycals in organic synthesis: The evolution of comprehensive strategies for the assembly of oligosaccharides and glycoconjugates of biological consequence. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35 (13-14), 1380-1419 (1996).
  6. Bongat, A. F., Demchenko, A. V. Recent trends in the synthesis of O-glycosides of 2-amino-2-deoxysugars. Carbohydr. Res. 342 (3-4), 374-406 (2007).
  7. Feizi, T., Fazio, F., Chai, W. C., Wong, C. H. Carbohydrate microarrays - a new set of technologies at the frontiers of glycomics. Curr. Opin. Struct. Biol. 13 (5), 637-645 (2003).
  8. Palmacci, E. R., Plante, O. J., Seeberger, P. H. Oligosaccharide synthesis in solution and on solid support with glycosyl phosphates. Eur. J. Org. Chem. (4), 595-606 (2002).
  9. Stallforth, P., Lepenies, B., Adibekian, A., Seeberger, P. H. 2009 Claude S. Hudson Award in Carbohydrate Chemistry. Carbohydrates: a frontier in medicinal chemistry. J. Med. Chem. 52 (18), 5561-5577 (2009).
  10. Danishefsky, S. J., Mcclure, K. F., Randolph, J. T., Ruggeri, R. B. A Strategy for the Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides. Science. 260 (5112), 1307-1309 (1993).
  11. Demchenko, A. V. Stereoselective chemical 1,2-cis O-glycosylation: From 'sugar ray' to modern techniques of the 21st century. Synlett. (9), 1225-1240 (2003).
  12. Fraserreid, B., Wu, Z. F., Udodong, U. E., Ottosson, H. Armed-Disarmed Effects in Glycosyl Donors - Rationalization and Sidetracking. J. Org. Chem. 55 (25), 6068-6070 (1990).
  13. Bohe, L., Crich, D. A propos of glycosyl cations and the mechanism of chemical glycosylation; the current state of the art. Carbohydr. Res. 403, 48-59 (2015).
  14. Toshima, K., Tatsuta, K. Recent Progress in O-Glycosylation Methods and Its Application to Natural-Products Synthesis. Chem. Rev. 93 (4), 1503-1531 (1993).
  15. Koenigs, W., Knorr, E. Ueber einige Derivate des Traubenzuckers und der Galactose. Chem. Ber. 34 (1), 957-981 (1901).
  16. Mukaiyama, T., Murai, Y., Shoda, S. An Efficient Method for Glucosylation of Hydroxy Compounds Using Glucopyranosyl Fluoride. Chem. Lett. (3), 431-432 (1981).
  17. Meloncelli, P. J., Martin, A. D., Lowary, T. L. Glycosyl iodides. History and recent advances. Carbohydrate Research. 344 (9), 1110-1122 (2009).
  18. Lian, G., Zhang, X., Yu, B. Thioglycosides in carbohydrate research. Carbohydr. Res. 403, 13-22 (2015).
  19. Schmidt, R. R., Kinzy, W. Anomeric-Oxygen Activation for Glycoside Synthesis - the Trichloroacetimidate Method. Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry. 50, 21-123 (1994).
  20. Schmidt, R. R., Toepfer, A. Glycosylation with highly reactive glycosyl donors: efficiency of the inverse procedure. Tetrahedron Lett. 32 (28), 3353-3356 (1991).
  21. Keith, D. J., Townsend, S. D. Direct, microwave-assisted substitution of anomeric nitrate-esters. Carbohydr. Res. 442, 20-24 (2017).
  22. Bukowski, R., et al. Synthesis and Conformational Analysis of the T-Antigen Disaccharide(B-D-Gal-(1->3)-a-D-GalNAc-OMe). Eur. J. Org. Chem. 14, 2697-2705 (2001).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

Kimyasay 131mikrodalga desteklinitrat esterglycalazidonitrationtrichloroacetimidateone pot

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır