Name: solid-phase synthesis of [4.4] spirocyclic oximes
Uploaded: 2019-02-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes at JoVE.com

Ce travail a été financé par une subvention du Conseil de recherche faculté de K.S. Huang (Azusa Pacific University - États-Unis). C.R. Drisko est récipiendaire de la bourse de Stauffer de John et la subvention de recherche de premier cycle Gencarella. Griffin S.A. a reçu une bourse de recherche de premier cycle S2S de département de biologie et de chimie.
<img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/58508/58508img1.jpg">
Les auteurs (de gauche à droite) Cody Drisko, Dr. Kevin Huang et Silas Griffin menées les expériences et préparé le manuscrit. Cody Drisko est John Stauffer Fellow et récipiendaire de la bourse de recherche de Gencarela. Silas est S2S Azusa Pacific University Research Fellow. Dr Kevin Huang fourni l’encadrement de la recherche et est récipiendaire de la subvention du Conseil de recherche de Azusa Pacific Université faculté.

Attention : Veuillez consulter toutes les fiches signalétiques (FS) avant utilisation. Plusieurs des produits chimiques utilisés dans ces synthèses sont extrêmement toxiques et cancérigènes. Copiez toutes les pratiques de sécurité qui s’imposent lorsque vous effectuez les étapes suivantes, y compris l’utilisation des contrôles d’ingénierie (hotte aspirante et spectromètres IR et RMN) et les équipements de protection individuelle (lunettes, gants, blouse, pantalons longs, et chaussures fermées-toe).</...

Dans une typique REM linker/phase solide stratégie de synthèse, avant la publication d’une amine de l’appui solide, il est essentiel pour former un sel d’ammonium quaternaire, tel que décrit à l’article 4 du protocole39. En raison de l’encombrement stérique des tricycliques et encombrant R2 groupements (halogénures de benzyle et d’octyle), seules de petites alkylants réactifs (halogénures de méthyle et d’allyle) pourraient être utilisés dans cette réaction<sup ...

Malgré des découvertes récentes utilisant des hétérocycles spirocyclique hautement fonctionnalisés dans un certain nombre de systèmes biologiques1, une voie commode est encore nécessaire pour leur fabrication facile. Ces systèmes et les usages de ces hétérocycles comprennent : MDM2 inhibition et autres activités anticancéreuses2,3,4,5, enzyme inhibition6,7,8 , activité antibiotique9,10,10,11,12, énantiosélective contraignant pour l’ADN de marquage fluorescent sondes13,14, 15 et l’ARN cible16, ainsi que de nombreuses applications potentielles aux méthodes thérapeutiques17,18,19. Avec une demande croissante pour ces hétérocycles, littérature actuelle reste divisée sur quelle voie synthétique est préférable. Des approches synthétiques modernes à ce problème utilisent isatine et dérivés de l’isatine comme produits de départ pour une variété d’hétérocycles20,21, réarrangement intramoléculaire compliqué22,23 ,24,25, Lewis acid1,,du2627 ou28,de17,de la catalyse de métaux de transition29, 30, ou processus asymétriques31. Tandis que ces procédures ont réussi à produire des oximes spirocyclique spécifiques avec des fonctionnalités limitées, une stratégie de synthèse pour produire une bibliothèque de molécules avec grande diastéréosélectivité a été exploré relativement moins32.
La technique présentée ici montre que ces molécules d’intérêt peuvent être générés à l’aide d’un certain nombre de techniques de synthèse bien comprises en tandem. À partir de la synthèse de la molécule sur un support solide en utilisant un éditeur de liens de REM et intramoléculaire silyle nitronate-oléfine cycloaddition (ISOC), la voie proposée déploie un parcours non linéaire, caractérisé par liaison coupant dans un système tricyclique, laissant un hétérocycle hautement fonctionnalisé. Linkers REM, connus pour leur confort et leur recyclage, utilisent un support solide pour faire la synthèse des amines tertiaires33. En raison de la facilité de purification accrédités auprès de la REM linker par simple filtration, cette technique de synthèse en phase solide fournit des scientifiques avec un linker recyclable et chimiothèques, qui a été utilisé ici. Une fois que la réaction est terminée, l’éditeur de liens de REM est régénéré et peut être réutilisé plusieurs fois. L’éditeur de liens de REM est également chimiothèques parce que, contrairement à nombreux linkers en phase solide, le point d’attache entre le produit et le polymère est indiscernable34,35. Aussi bien étudiés et compris est la réaction de l’ISOC, utile dans la synthèse de pyrrolidine oximes36,37. Peut-être mieux connu comme une cycloaddition 1, 3-dipolaire, ces réactions forment plusieurs hétérocycles avec grande diastéréosélectivité38,39,40,,du4142 , 43 , 44 , 45. à l’aide de la technique modifiée de REM-couplé-ISOC pour la synthèse de molécules spirocyclique donne un produit hautement diastéréosélective. Ici, nous présentons la production efficace d’oximes spirocyclique grâce à une nouvelle approche synthétique, combinant deux voies bien comprises et des matières premières disponibles.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chemicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>REM Resin</td>
			<td>Nova Biochem</td>
			<td>8551010005</td>
			<td>Solid Polymer Support; 1.1 mmol/g loading</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Furfurylamine</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>119800050</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>227056</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane (DCM)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270997</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34860</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-4-bromo-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>400017</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-3,4-dimethoxy-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S752215</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-2,4-dichloro-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>642169</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N26806</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine (TEA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0886</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethylsilyl chloride (TMSCl)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>386529</td>
			<td>Reagent; CAUTION - highly volatile; creates HCl gas</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetra-n-butylammonium fluoride (TBAF) in Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>216143</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>401757</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Bromooctane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>152951</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodomethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>289566</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allylbromide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>337528</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzylbromide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B17905</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glassware/Instrumentation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25 mL solid-phase reaction vessel</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1861-02</td>
			<td>Glassware with filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Scientific Nicole iS5</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>IQLAADGAAGFAHDMAZA</td>
			<td>Instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AVANCE III NMR Spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Instrument; 300 MHz; Solvents: CDCl3 and CD3OH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wrist-Action Shaker Model 75</td>
			<td>Burrell Scientific</td>
			<td>757950819</td>
			<td>Instrument</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

solid-phase synthesis of [4.4] spirocyclic oximes

Une voie commode de synthèse d’hétérocycles spirocyclique est bien recherchée en raison de l’utilisation potentielle de la molécule dans les systèmes biologiques. Par le biais de synthèse en phase solide, régénération des stratégies linker Michael (REM) et cycloaddition 1, 3-dipolaire, une bibliothèque d’hétérocycles structurellement semblables, avec et sans un centre spirocyclique, peut être construit. Les principaux avantages de la synthèse solide-prise en charge sont les suivantes : tout d’abord, chaque étape de la réaction peut être conduit à terme à l’aide d’un grand excès de réactifs, ce qui entraîne des rendements élevés ; Ensuite, l’utilisation de matières premières disponibles dans le commerce et les réactifs maintenir les coûts bas ; Enfin, les étapes de réaction sont faciles à purifier par simple filtration. La stratégie de l’éditeur de liens de REM est attrayante en raison de sa recyclabilité et chimiothèques. Une fois un schéma réactionnel est terminé, l’éditeur de liens peut être réutilisé plusieurs fois. Dans une synthèse en phase solide typique, le produit contienne une partie d’ou l’éditeur de liens entière, qui peut s’avérer indésirable. L’éditeur de liens de REM est « chimiothèques » et le point d’attache entre le produit et le polymère est indiscernable. La diastéréosélectivité élevée de la cycloaddition 1, 3-dipolaire intramoléculaire est bien documentée. Limitée par l’insolubilité de l’appui solide, la progression de la réaction peut seulement être surveillée par un changement dans les groupes fonctionnels (le cas échéant) par la spectroscopie infrarouge (IR). Ainsi, l’identification structurale des intermédiaires ne peut être caractérisée par spectroscopie de classiques par résonance magnétique nucléaire (RMN). Autres limites à cette méthode proviennent les compatibilités de l’éditeur de liens/polymère pour le schéma de la réaction chimique souhaitée. Ici, nous présentons un protocole qui permet la production pratique d’hétérocycles spirocyclique qui, avec des modifications simples, peuvent être automatisés avec des techniques de haut-débit.

Comme indiqué dans la procédure ci-dessus, la voie de synthèse spirocyclique oximes (voir Figure 1) commence par l’addition de Michael de furfurylamine dans les composés 1, l’éditeur de liens de REM, s’offrir 2. Une addition subséquente de Michael et la cycloaddition 1, 3-dipolaire du soutien 2 à l’aide de divers β-nitrostyrène rendement de dérivés tricycliques composés 3,...

Watch this Scientific Journal Video about Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes at JoVE.com

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

Nous présentons ici un protocole pour démontrer une méthode efficace pour la synthèse d’hétérocycles spirocyclique. Le processus en cinq étapes utilise la synthèse en phase solide et la régénération des stratégies de l’éditeur de liens de Michael. Généralement difficile à synthétiser, nous présentons une méthode personnalisable pour la synthèse de molécules spirocyclique autrement inaccessibles aux autres approches modernes.

Synthèse en phase solide de [4,4] Spirocyclique Oximes

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

Cette technique synthétique organique en phase solide peut trouver des applications dans la construction d’une bibliothèque combinatoire, tandis que la synthèse des hétérocycles spirocycliques het, qui peuvent être testés pour les activités anticancéreuse à l’aide de bioassays. Bien que cette méthode puisse être utilisée pour la synthèse de composés spirocycliques, elle peut également être appliquée à d’autres petites molécules, telles que les isoxazolines et les isoxazoles. Pour commencer la synthèse, ajouter à un récipient de réaction en phase solide de 25 millileter un gramme de résine REM, 20 millilètes de diméthylformamide et 2,4 millilitres de furfurylamine.Capuchon du récipient et agiter pendant 24 heures sur un shaker à température ambiante pour charger la résine avec de la furfurylamine. Égoutter ensuite la résine porteuse de furfurylamine et l’agiter pendant environ trois minutes en cinq millilitres de DMF pour la laver. Après cela, laver la résine quatre fois, en alternant entre cinq millilitres de dichloromethane pour gonfler la résine, et cinq millilitres de méthanol pour contracter la résine.Ensuite, séchez soigneusement la résine avec de l’air comprimé, ce qui prend habituellement environ 30 minutes. Ensuite, dans une hotte de fumée bien ventilée, ajouter 1,48 millilitres de triethylamine, 10 millilitres de toluène anhydre et 637 grammes de nitrostyrène bêta à la résine sèche porteuse de furfurylamine. Ajouter un millilitre de chlorure trimethylsilyl au mélange de réaction.Et laissez le récipient ouvert jusqu’à ce que le mélange ait fini de libérer du gaz hydrochloré. Ensuite, capuchon du récipient et agiter le mélange pendant 48 heures à température ambiante pour former l’isoxazole intermédiaire. Après cela, ajouter cinq millilitres de méthanol pour étancher la réaction.Agiter le mélange pendant trois minutes, puis laisser tremper pendant deux minutes. Puis égoutter la résine et la laver quatre fois, en alternant entre cinq millilitres de DCM, et cinq millilitres de méthanol. Bien sécher la résine lavée avec de l’air comprimé.Ensuite, ajoutez un millilitre de tétrahydrofuran anhydre à la résine sèche. Ajouter ensuite 1,24 millilitres d’une solution molaire de farine de tétra-n-butylammonium dans le THF et agiter le mélange à température ambiante pendant 12 heures pour ouvrir l’anneau d’isoxazole. Par la suite, filtrer la résine et la laver avec cinq millilitres de THF, suivie de quatre lavages alternant entre cinq millilitres de DCM et cinq millilitres de méthanol.Séchez soigneusement la résine avec de l’air comprimé. Ensuite, ajouter cinq millilitres de DMF à la résine, suivie d’un millilitre de bromooctane. Agiter le mélange pendant 24 heures à température ambiante pour former l’amine quaternaire.Égoutter ensuite la résine et la laver avec cinq millilitres de DMF. Laver la résine quatre fois de plus, en alternant entre le DCM et le méthanol, et sécher à l’air comprimé. Ensuite, ajoutez trois millilitres de DCM à la résine sèche, suivie de 1,5 millilitres de THÉ.Agiter le mélange pendant 24 heures pour fendre l’oxime spirocyclique du support polymère. Ensuite, recueillir le produit brut dans un flacon ou un flacon. Laver la résine quatre fois, en alternant entre le DCM et le méthanol, et recueillir les lavages dans le flacon du produit.Retirer les substances volatiles du mélange de produits sur un évaporateur rotatif. Ensuite, triturer le produit brut avec 5 millilitres de méthanol bouillant, et retirer soigneusement le liquide. Lavez la résine deux fois avec cinq portions millilitres de DCM et séchez-la avec de l’air comprimé pour la réutiliser dans des expériences ultérieures.Des oximes spirocycliques avec divers substituants ont été synthétisés avec l’excellente stéréoselectivité. Le rendement global indique un rendement moyen de 80 à 88 % pour chaque étape synthétique. La progression de la réaction à travers l’ouverture de l’anneau d’isoxazole peut être surveillée par spectroscopie IR.En général, les personnes nouvelles à cette méthode ont du mal à choisir le lieneur de soutien polymère approprié. Il est essentiel que le linker soit robuste à toutes les conditions de réaction pendant la synthèse. Tout en essayant cette procédure, n’oubliez pas de laver et sécher la résine avant la prochaine étape de réaction.Les restes de reagents de l’étape précédente compliqueront la synthèse globale et affecteront le rendement et la pureté du produit spirocyclique.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Synthèse des Immunotargeted magnéto-plasmonique NANOAGRÉGATS

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

Recherche

Chimie

Synthetic Methodology for Asymmetric Ferrocene Derived Bio-conjugate Systems via Solid Phase Resin-based Methodology

Méthodologie synthétique pour asymétrique Ferrocene dérivés Systems Bio-conjugués via solide méthodologie à base de résine de phase

Early detection is a key to successful treatment of most diseases, and is particularly imperative for the diagnosis and treatment of many types of cancer. ...

Synthesis of Indoxyl-glycosides for Detection of Glycosidase Activities

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Synthèse et caractérisation de supramoléculaires Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Hydroquinone Based Synthèse de l&#39;or nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Synthesis of Hierarchical ZnO/CdSSe Heterostructure Nanotrees

Synthèse du hiérarchique ZnO / CdSSe hétérostructure Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are ...

Integration of Miniaturized Solid Phase Extraction and LC-MS/MS Detection of 3-Nitrotyrosine in Human Urine for Clinical Applications

Intégration de l&#39;extraction de phase solide miniaturisée et détection de la LC-MS / MS de la 3-nitrotyrosine dans l&#39;urine humaine pour les applications cliniques

Free 3-nitrotyrosine (3-NT) has been extensively used as a possible biomarker for oxidative stress. Increased levels of 3-NT have been reported in a wide ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protocole pour la synthèse en phase solide d&#39;oligomères d&#39;ARN contenant un 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophénylméthyle Modification et caractérisation via le dichlorisme circulaire

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Synthèse et analyse de spectrométrie de masse des Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have ...