Name: efficient construction of drug-like bispirocyclic scaffolds via organocatalytic cycloadditions of &#945;-imino &#947;-lactones and alkylidene pyrazolones
Uploaded: 2019-02-07T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of ÃŽÂ±-Imino ÃŽÂ³-Lactones and Alkylidene Pyrazolones at JoVE.

Forfatterne verdsette høyeste økonomisk støtte fra National Natural Science Foundation av Kina (nr. 21708051 til X.C.).

FORSIKTIG: Se alle relevante sikkerhetsdatablader (MSDS) før bruk. Kjemikalier og løsemidler brukes var av reagens klasse og ble brukt uten ytterligere rensing. Alle reaksjoner involverer luft eller fuktighet-sensitive reagenser eller mellomprodukter ble utført under en argon atmosfære.
1. forberedelse av α-Arylidiene Pyrazolinone
<ol><li>
Utarbeidelse av pyrazolones
	<ol>
<li>Legge til 40 mL iseddik en 250 mL runde bunn kolbe fra en uteksaminert sylind...

<ol>
	<li>Rios, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enantioselective+methodologies+for+the+synthesis+of+spiro+compounds.">Enantioselective methodologies for the synthesis of spiro compounds.</a> Chemical Society Reviews. 41 (3), 1060-1074 (2012).</li><li>Khan, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis,+isolation,+characterization,+and+reactivity+of+high-energy+stereogenic-at-Ru+carbenes:+stereochemical+inversion+through+olefin+metathesis+and+other+pathways.">Synthesis, isolation, characterization, and reactivity of high-energy stereogenic-at-Ru carbenes: stereochemical inversion through olefin metathesis and other pathways.</a> Journal of the American Chemical Society. 134 (30), 12438-12441 (2012).</li><li>Wang, X., Han, Z., Wang, Z., Ding, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+asymmetric+synthesis+of+aromatic+spiroketals+by+spinphox/iridium(I)-catalyzed+hydrogenation+and+spiroketalization+of+alpha,alpha'-bis(2-hydroxyarylidene)+ketones.">Catalytic asymmetric synthesis of aromatic spiroketals by spinphox/iridium(I)-catalyzed hydrogenation and spiroketalization of alpha,alpha'-bis(2-hydroxyarylidene) ketones.</a> Angewandte Chemie International Edition. 51 (4), 936-940 (2012).</li><li>Kim, N., Sohn, M. J., Koshino, H., Kim, E. H., Kim, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Verrulactone+C+with+an+unprecedented+dispiro+skeleton,+a+new+inhibitor+of+Staphylococcus+aureus+enoyl-ACP+reductase,+from+Penicillium+verruculosum+F375.">Verrulactone C with an unprecedented dispiro skeleton, a new inhibitor of Staphylococcus aureus enoyl-ACP reductase, from Penicillium verruculosum F375.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry Letters. 24 (1), 83-86 (2014).</li><li>Mulholland, D. A., Schwikkard, S. L., Crouch, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chemistry+and+biological+activity+of+the+Hyacinthaceae.">The chemistry and biological activity of the Hyacinthaceae.</a> Natural Product Reports. 30 (9), 1165-1210 (2013).</li><li>Tan, B., Hernandez-Torres, G., Barbas, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+hydrogen-bonding+catalysis+of+the+Diels-Alder+reaction+of+3-vinylindoles+and+methyleneindolinones+provides+carbazolespirooxindole+skeletons.">Highly efficient hydrogen-bonding catalysis of the Diels-Alder reaction of 3-vinylindoles and methyleneindolinones provides carbazolespirooxindole skeletons.</a> Journal of the American Chemical Society. 133 (32), 12354-12357 (2011).</li><li>Cayuelas, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enantioselective+Synthesis+of+Polysubstituted+Spiro-nitroprolinates+Mediated+by+a+(R,R)-Me-DuPhos.AgF-Catalyzed+1,3-Dipolar+Cycloaddition.">Enantioselective Synthesis of Polysubstituted Spiro-nitroprolinates Mediated by a (R,R)-Me-DuPhos.AgF-Catalyzed 1,3-Dipolar Cycloaddition.</a> Organic Letters. 18 (12), 2926-2929 (2016).</li><li>Lacharity, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+Synthesis+of+Unsymmetrically+Oxidized+Nuphar+Thioalkaloids+via+Copper-Catalyzed+Thiolane+Assembly.">Total Synthesis of Unsymmetrically Oxidized Nuphar Thioalkaloids via Copper-Catalyzed Thiolane Assembly.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (38), 13272-13275 (2017).</li><li>Liu, K., Teng, H. L., Yao, L., Tao, H. Y., Wang, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver-catalyzed+enantioselective+desymmetrization:+facile+access+to+spirolactone-pyrrolidines+containing+a+spiro+quaternary+stereogenic+center.">Silver-catalyzed enantioselective desymmetrization: facile access to spirolactone-pyrrolidines containing a spiro quaternary stereogenic center.</a> Organic Letters. 15 (9), 2250-2253 (2013).</li><li>Zhu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+[3+++2]+Cycloaddition+of+3-Amino+Oxindole-Based+Azomethine+Ylides+and+alpha,beta-Enones+with+Divergent+Diastereocontrol+on+the+Spiro[pyrrolidine-oxindoles].">Asymmetric [3 + 2] Cycloaddition of 3-Amino Oxindole-Based Azomethine Ylides and alpha,beta-Enones with Divergent Diastereocontrol on the Spiro[pyrrolidine-oxindoles].</a> Organic Letters. 19 (7), 1862-1865 (2017).</li><li>Sun, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organocatalytic+diastereo-+and+enantioselective+1,3-dipolar+cycloaddition+of+azlactones+and+methyleneindolinones.">Organocatalytic diastereo- and enantioselective 1,3-dipolar cycloaddition of azlactones and methyleneindolinones.</a> Angewandte Chemie International Edition. 52 (33), 8633-8637 (2013).</li><li>Grigg, R., Kilner, C., Sarker, M. A. B., Orgaz de la Cierva, C., Dondas, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X=Y&#8211;ZH+compounds+as+potential+1,3-dipoles.+Part+64:+Synthesis+of+highly+substituted+conformationally+restricted+and+spiro+nitropyrrolidines+via+Ag(I)+catalysed+azomethine+ylide+cycloadditions.">X=Y&#8211;ZH compounds as potential 1,3-dipoles. Part 64: Synthesis of highly substituted conformationally restricted and spiro nitropyrrolidines via Ag(I) catalysed azomethine ylide cycloadditions.</a> Tetrahedron. 64 (37), 8974-8991 (2008).</li><li>Liu, T. L., He, Z. L., Tao, H. Y., Wang, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereoselective+construction+of+spiro(butyrolactonepyrrolidines)+by+highly+efficient+copper(I)/TF-BiphamPhos-catalyzed+asymmetric+1,3-dipolar+cycloaddition.">Stereoselective construction of spiro(butyrolactonepyrrolidines) by highly efficient copper(I)/TF-BiphamPhos-catalyzed asymmetric 1,3-dipolar cycloaddition.</a> Chemistry. 18 (26), 8042-8046 (2012).</li><li>Wang, L., Shi, X. M., Dong, W. P., Zhu, L. P., Wang, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+construction+of+highly+functionalized+spiro[gamma-butyrolactone-pyrrolidin-3,3'-oxindole]+tricyclic+skeletons+via+an+organocatalytic+1,3-dipolar+cycloaddition.">Efficient construction of highly functionalized spiro[gamma-butyrolactone-pyrrolidin-3,3'-oxindole] tricyclic skeletons via an organocatalytic 1,3-dipolar cycloaddition.</a> Chemical Communications. 49 (33), 3458-3460 (2013).</li><li>Yetra, S. R., Mondal, S., Mukherjee, S., Gonnade, R. G., Biju, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enantioselective+Synthesis+of+Spirocyclohexadienones+by+NHC-Catalyzed+Formal+[3+3]+Annulation+Reaction+of+Enals.">Enantioselective Synthesis of Spirocyclohexadienones by NHC-Catalyzed Formal [3+3] Annulation Reaction of Enals.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (1), 268-272 (2016).</li><li>Liu, J. Y., Zhao, J., Zhang, J. L., Xu, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quaternary+Carbon+Center+Forming+Formal+[3+++3]+Cycloaddition+Reaction+via+Bifunctional+Catalysis:+Asymmetric+Synthesis+of+Spirocyclohexene+Pyrazolones.">Quaternary Carbon Center Forming Formal [3 + 3] Cycloaddition Reaction via Bifunctional Catalysis: Asymmetric Synthesis of Spirocyclohexene Pyrazolones.</a> Organic Letters. 19 (7), 1846-1849 (2017).</li><li>Mondal, S., Mukherjee, S., Yetra, S. R., Gonnade, R. G., Biju, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organocatalytic+Enantioselective+Vinylogous+Michael-Aldol+Cascade+for+the+Synthesis+of+Spirocyclic+Compounds.">Organocatalytic Enantioselective Vinylogous Michael-Aldol Cascade for the Synthesis of Spirocyclic Compounds.</a> Organic Letters. 19 (16), 4367-4370 (2017).</li><li>Chen, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Synthesis+of+Bispiro[&#947;-butyrolactone-pyrrolidin-4,4'-pyrazolone]+Scaffolds+Containing+Two+Quaternary+Spirocenters+via+an+Organocatalytic+1,3-Dipolar+Cycloaddition.">Asymmetric Synthesis of Bispiro[&#947;-butyrolactone-pyrrolidin-4,4'-pyrazolone] Scaffolds Containing Two Quaternary Spirocenters via an Organocatalytic 1,3-Dipolar Cycloaddition.</a> European Journal of Organic Chemistry. 2018 (23), 2939-2943 (2018).</li><li>Yang, W., Du, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+enantioselective+Michael+addition+of+nitroalkanes+to+chalcones+using+chiral+squaramides+as+hydrogen+bonding+organocatalysts.">Highly enantioselective Michael addition of nitroalkanes to chalcones using chiral squaramides as hydrogen bonding organocatalysts.</a> Organic Letters. 12 (23), 5450-5453 (2010).</li></ol>

Vellykket utarbeidelsen av bispiro [γ-butyrolakton-pyrrolidin-4, 4'-pyrazolone] skjeletter er avhengig av flere faktorer.
Det viktigste trinnet i denne asymmetrisk cycloaddition ettrinnsprosess er synergistical aktivering av α-arylidiene pyrazolinone 1a og syklisk imino ester 2a av bifunctional squaramide katalysator. Det oppnås ved dannelsen av flere intermolekylære hydrogenbindinger mellom katalysator som hydrogen-bond giver og to reaksjon underlag. Føl...

Chiral spirocyclic forbindelser fant utbredt i naturlige produkter, chiral ligander og organometalliske komplekser har dukket opp som attraktiv syntetiske mål deres strukturelle kompleksitet og biologisk aktivitet1,2, 3. Spesielt er bispirocyclic stillaser, kjennetegnet av Alveringene med to stive spirocenters, strukturelle underenheter i mange naturlige produkter med viktige biologiske aktiviteter4,5. Følgelig trukket byggingen av forbindelser med stereocontrolled, optisk ren bispirocyclic skjeletter stor oppmerksomhet de siste tiårene. Et stort antall spirocyclic forbindelser og deres derivater har blitt syntetisert vellykket gjennom organometalliske tilnærminger og organocatalytic tilnærminger, for eksempel asymmetrisk sykloaddisjoner som 1,3-dipolar sykloaddisjoner og Diels-Alder reaksjoner6,7,8. Men er disse molekylene hovedsakelig monospirocyclic strukturer, mens bispirocyclic strukturer er mindre rapportert og begrenset til bygging av indol-baserte bispirocycles.
For å få mer strukturelt varierte bispirocyclic forbindelser, har allsidighet av cycloaddition synthons for asymmetrisk bygging av spirocyclic sentre vært utforsket9,10,11. Spesielt med bifunctional squaramide organocatalysts, azomethine ylide12,13,14, som α-imino γ-lactones og dipolarophiles, som alkylidene pyrazolones15,16 ,17, er i stand til å gjennomgå en enkel 1,3-dipolar cycloaddition å konstruere bispirocyclic skjeletter med flere stereocenters, noe som gjør dem til perfekte spirocyclization synthons (figur 1). Etter at optimalisering av strukturen av organocatalyst og reaksjonen løsemiddel, denne cycloaddition prosessen effektivt gir det ønskede produktet med høy avkastning og utmerket enantio- og diastereoselectivity. Dessuten, denne reaksjonen har en relativt høy strukturelle toleranse på en bred omfang av cycloaddition synthons med ulike funksjonsgruppene18. Denne nye metoden gir en effektiv tilgang til en rekke svært functionalized narkotika-lignende forbindelser med to kvartær spirocenters via en enkel organocatalytic cycloaddition, skinnende lys på anvendelsen i strukturelle mangfold orienterte syntese av denne spennende klassen av forbindelser.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:993px;" width="992">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Acetonitrile, anhydrous, 99.9%</td>
			<td style="width:213px;">Innochem (China)</td>
			<td style="width:213px;">A0080</td>
			<td style="width:205px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">&#945;-amino-&#947;-butyrolactone hydrobromide, 98%</td>
			<td style="width:213px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:213px;">B23148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">3,5-bis(trifluoromethyl)aniline, 98+%</td>
			<td style="width:213px;">Adamas</td>
			<td style="width:213px;">48611B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Dichloromethane, 99.5%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent&#160;</td>
			<td style="width:213px;">G81014H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">3,4-dimethoxycyclobut-3-ene-1,2-dione, 98+%</td>
			<td style="width:213px;">Leyan (China)</td>
			<td style="width:213px;">1062550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Ethanol, 99.5%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent&#160;</td>
			<td style="width:213px;">G73537B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Ethyl acetate, 99.5%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent&#160;</td>
			<td style="width:213px;">G23272L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Ethyl ether,anhydrous,99.5%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent</td>
			<td style="width:213px;">G69159B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Ethyl 3-oxobutanoate, 98%</td>
			<td style="width:213px;">TCI</td>
			<td style="width:213px;">A0649</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">4-fluorobenzaldehyde, 98%</td>
			<td style="width:213px;">Innochem (China)</td>
			<td style="width:213px;">A24295</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">&#160;Glacial acetic acid, 99.5%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent&#160;</td>
			<td style="width:213px;">G73562B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Magnesium oxide, 99+%</td>
			<td style="width:213px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:213px;">44733</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Magnesium sulfate, 98%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent</td>
			<td style="width:213px;">G80872C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Methanol, 99.5%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent</td>
			<td style="width:213px;">G75851A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Petroleum ether</td>
			<td style="width:213px;">Greagent&#160;</td>
			<td style="width:213px;">G84208D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Phenylhydrazine, 98%</td>
			<td style="width:213px;">Innochem (China)</td>
			<td style="width:213px;">A57671</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:361px;">(S)-(6-methoxyquinolin-4-yl)((1S,2R,4S,5R)-5-vinylquinuclidin-2-yl)methanamine</td>
			<td style="width:213px;">DAICEL Group</td>
			<td style="width:213px;">111240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Sodium sulfate,anhydrous,99%</td>
			<td style="width:213px;">Greagent</td>
			<td style="width:213px;">G82667A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Thiophene-2-carbaldehyde, 98%</td>
			<td style="width:213px;">J &#38; K scientific (China)</td>
			<td style="width:213px;">124605</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:361px;">Triethylamine, 99%</td>
			<td style="width:213px;">J &#38; k scientific (China)</td>
			<td style="width:213px;">432915</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

efficient construction of drug-like bispirocyclic scaffolds via organocatalytic cycloadditions of &#945;-imino &#947;-lactones and alkylidene pyrazolones

Bispirocyclic stillasene er en av de viktige strukturelle underenheter i mange naturlige produkter som viser ulike og attraktive biologiske aktiviteter. Vi har nylig utviklet en effektiv organocatalytic strategi, som gir lettvinte tilgang til en rekke enantiomerically beriket bispiro [γ-butyrolakton-pyrrolidin-4, 4'-pyrazolone] skjeletter. Dette papiret viser vi en detaljert protokoll for asymmetriske syntesen av narkotika-lignende bispirocyclic forbindelser med to spirocyclic karbon sentre via en organocatyltic 1,3-dipolar cycloaddition reaksjon. Spirocyclization synthons α-imino γ-lactones og alkylidene pyrazolones er forberedt først som deretter utsettes for en cycloaddition reaksjon i nærvær av en bifunctional squaramide organocatalyst råd til det ønskede bispirocycles i høy avkastning og utmerket stereoselectivities. Chiral høyytelses flytende kromatografi (HPLC) er utført for å avgjøre enantiomeric renheten av produktene, og Dr verdien er undersøkt av proton kjernefysiske magnetisk resonans (1H-NMR). Absolutt konfigurasjonen av produktet er tildelt ifølge en X-ray krystallografisk analyse. Dette syntetiske strategi tillater forskere å forberede et mangfold av bispirocyclic stillaser i høy avkastning og utmerket diastereo- og enantioselectivities.

Ulike hydrogen-bond donor bifunctional organocatalysts ble undersøkt i nærvær av organocatalysts i diklormetan (DCM) ved 25 ° C (tabell 1). Representant syntetiske prosessen med organocatalysts er vist i figur 1. Screening av ulike organocatalysts (tabell 1, oppføringer 1-6) resulterte i C5 med utmerket stereoselectivity (94% ee > 20:1 Dr, oppføring 5) og best utbytte (85% avkastning). En ytterligere optimalisering av l...

Watch this Scientific Journal Video about Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of ÃŽÂ±-Imino ÃŽÂ³-Lactones and Alkylidene Pyrazolones at JoVE.

Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of ÃƒÅ½Ã‚Â±-Imino ÃƒÅ½Ã‚Â³-Lactones and Alkylidene Pyrazolones

Enantiomerically beriket bispiro [γ-butyrolakton-pyrrolidin-4, 4'-pyrazolone] skjeletter er asymmetrisk syntetisert gjennom en enkel organocatalytic 1,3-dipolar cycloaddition reaksjon.

Effektiv byggingen av narkotika-lignende Bispirocyclic stillaser Via Organocatalytic sykloaddisjoner av α-Imino γ-Lactones og Alkylidene Pyrazolones

Bispirocyclic scaffolds are one of the important structural subunits in many natural products that exhibit diverse and attractive biological activities. ...

Denne, tre bipolare cycloaddition gir enkel tilgang til svært funksjonaliserte bispirosykliske forbindelser. Slike forbindelser inneholder viktige stillas som har blitt funnet i mange naturlige produkter som viser viktige biologiske aktiviteter. Vi kan bruke denne organokatalytiske cycloaddition for å forberede eller komprimere bispirosykliske stillas som inneholder to chiral spiral sentre i bare ett trinn.Denne reaksjonen unngår høye utbytter og utmerket stereovalg. Det er avgjørende å sikre at alle reagenser og løsemidler er tørre før reaksjonen startes. Også, cycloaddition reaksjonen bør utføres under en Argon eller Nitrogen atmosfære.Å demonstrere prosedyren vil være Yaping Cheng, en gradstudent fra laboratoriet mitt. For å forberede pyrazolon tilsett 45 milliliter glacial eddiksyre til en 250 milliliter rund bunnkolbe som inneholder en magnetisk rørestang. Rør løsningen ved romtemperatur samtidig som du tilsetter en tilsvarende hver av hydrazin og etylacetat.Deretter utstyre kolben med en reflukskondensator. Varm reaksjonskolben til 120 grader Celsius i et oljebad, under omrøring, i tre timer. Etter kjøling av kolben til omgivelsestemperatur, fjern den magnetiske rørestangen ved hjelp av en rørebar retriever.Konsentrer reaksjonsblandingen ved hjelp av en roterende fordamper ved 60 grader Celsius. Deretter legger du til 20 ml deionisert vann til reaksjonskolben og overfører løsningen til en separatitrakt. Trekk ut det vandige laget tre ganger med 30 milliliter etylacetat.Kombiner de organiske lagene i separatory trakten, og vask dem to ganger med 50 milliliter saltlake. Tørk de kombinerte organiske lagene over vannfri natriumsulfat i en time. Fjern deretter natriumsulfatet ved tyngdekraftfiltrering.Fjern oppløsningsvæsken på en roterende fordamper, under redusert trykk ved 35 grader Celsius for å isolere pyrazolon. For å forberede alfa-arylidiene pyrazolinon, tilsett en ekvivalent pyrazolon, en ekvivalent med benzaldehyd, 0,6 ekvivalenter av magnesiumoksid og en magnetisk rørestang til en ovntørket 100 milliliter rund bunnkolbe under Nitrogen atmosfære. Bruk en lufttett sprøyte, tilsett 40 milliliter vannfri acetonitril og utstyr reaksjonskolben med en reflukskondensator.Varm reaksjonskolben til 120 grader Celsius i et oljebad under omrøring i 12 timer. Overvåk fremdriften av reaksjonen ved tynnlags kromatografi, eller TLC, ved hjelp av en to-til-en-blanding av petroleumeter og etylacetat som eluent. Etter fullstendig forbruk av pyrazolon, avkjøl reaksjonskolbe til romtemperatur.Deretter filtrerer du av magnesiumoksidet ved hjelp av en celiteplugg. Fjern overflødig acetonitril ved hjelp av en roterende fordamper under redusert trykk ved 35 grader Celsius. Rens rester ved silikagelkolonnekromatografi.med petroleumseter og etylacetat for å ha råd til råoljeproduktet. Tilsett råproduktet i en 100 milliliter Erlenmeyer kolbe, utstyrt med en magnetisk rørestang og legg til et minimumsvolum på 95 prosent etanol. Legg kolben på en kokeplate og kok den forsiktig med omrøring til hele fastplaten nettopp er oppløst.Fjern deretter kolben fra kokeplaten og avkjøl den sakte uten agitasjon for å danne alfa-arylidieneproduktet som rene krystaller. For å forberede alfa-imino gamma-lactone, tilsett en tilsvarende hver av alfa-imino-gamma-butyrolactone hydrobromid, magnesiumsulfat, trietylamin og en magnetisk rørestang til en ovnstørket 100 milliliter rund bunnkolbe under Nitrogen atmosfære. Bruk en lufttett sprøyte, tilsett 36 milliliter vannfri diklormetan til reaksjonskolben og rør reaksjonsblandingen ved romtemperatur i en time.Deretter legger du til 1,1 tilsvarende ønsket tiophene-to-formaldehyd til løsningen og rør i ytterligere 12 timer. Overvåk fremdriften av reaksjonen av TLC ved hjelp av en fire-til-en blanding av petroleumeter og etylacetat som eluent til fullstendig forbruk av laktonartene har skjedd. Deretter filtrerer du av reaksjonen ved hjelp av filterpapir med en hellstørrelse på 30 til 50 mikrometer.Deretter legger du til fem milliliter av deionisert vann til den resulterende blandingen og skiller det organiske laget fra vandig fase. Trekk ut vandig fase to ganger med 30 milliliter diklormetan. Kombiner de organiske lagene i separatoritrakten og vask dem to ganger med 50 milliliter saltlake.Tørk de kombinerte organiske lagene over vannfri natriumsulfat i en time. Fjern natriumsulfatet ved tyngdekraftfiltrering. Fjern deretter oppløsningsvæsken på roterende fordamper under redusert trykk ved 35 grader Celsius.Tilsett en ekvivalent alfa-arylidiene pyrazolinin 1,2 ekvivalenter alfa-imino-gamma-lacton og en magnetisk rørestang til en ovntørket 15 milliliter rund bunnkolbe under en nitrogenatmosfære. Bruk en lufttett sprøyte tilsett 10 ml vannfri etyleter til reaksjonskolben. Tilsett deretter 0,1 tilsvarende den tofunksjonelle squaramidkatalysatoren til løsningen og rør reaksjonsblandingen ved 40 grader Celsius.Overvåk fremdriften av reaksjonen ved TLC. Ved hjelp av en fire-til-en blanding av petroleumeter og etylacetat som eluent. Etter at reaksjonen er fullført, konsentrat blandingen ved hjelp av en roterende fordamper ved 40 grader Celsius.Rens rester av en silikagelsøysøytkromatografi som eluting med en fire-til-en-blanding av petroleumseter og etylacetat for å ha råd til det endelige produktet. Karakterikuler det endelige produktet av proton og karbon NMR spektra ved hjelp av en 400 megahertz NMR spektrometer. Bestem produktets enantiomeriske overskudd ved hjelp av en kiral HPLC-kolonne.Den representative syntetiske prosessen til den tofunksjonelle squaramidkatalysatoren vises her. Screeningen av ulike organokatalysatorer resulterte i C5 med utmerket stereovalg, og det høyeste utbyttet. Ytterligere optimalisering av løsningsmidlet antydet at etyleter var å foretrekke i denne syntetiske prosessen.En rekke substitutents av to spirocyclization synthons med ulike funksjonelle grupper ble testet vellykket ved hjelp av optimaliserte modellreaksjonsforhold, noe som gir de ønskede bispirocycles i god til gode til gode avlinger og stereovalg. Strukturen av bispirosykliske produkter ble bekreftet av proton og karbon NMR spektroskopi. Representative HPLC-kromatrammer har racemisk og kiral sammensatt 3E er vist her.Røntgenkrystallografi av sammensatte 3E avslørte den absolutte konfigurasjonen som 5S, 6R, 7R, 13R. Den eneste krystallstrukturen til 3E er vist her. Kontroller at alle reagenser og løsemidler er tørre før reaksjonen startes.Også reaksjonen bør utføres i en Argon eller Nitrogen atmosfære. Med denne stofflignende bispirosykliske produksjonen her, kan vi undersøke deres biologiske aktiviteter for å utforske deres potensielle innvirkning på protein- og cellulære nivåer og deres anvendelser i narkotikaoppdagelse. Med ny taktikk er forskerne i stand til å utforske de mulige biologiske funksjonene til disse bispirosykliske forbindelsene, deres påvirkninger på proteomiske og cellulære aktiviteter og kryssbindingsmekanismene.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of &#945;-Imino &#947;-Lactones and Alkylidene Pyrazolones

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Lettvinte og effektiv Utarbeidelse av Tri-komponent Fluorescent Glycopolymers via RAFT-kontrollerte Polymerisering

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates

Bygg og systematisk Symmetriske Studier av en serie av supra Clusters med Binary eller Ternær Ammonium Triphenylacetates

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their ...

Construction of Models for Nondestructive Prediction of Ingredient Contents in Blueberries by Near-infrared Spectroscopy Based on HPLC Measurements

Bygging av Modeller for destruktiv Prediksjon av bestanddeler Innhold i Blåbær av nær-infrarød spektroskopi Basert på HPLC Målinger

Nondestructive prediction of ingredient contents of farm products is useful to ship and sell the products with guaranteed qualities. Here, near-infrared ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Syntese av Protein Bioconjugates<em&gt; via</em&gt; Cystein-maleimide kjemi

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

Fremstillingen og egenskapene av Thermo-reversibelt tverrbundet gummi Via Diels-Alder kjemi

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

En enkel og effektiv protokoll for katalytisk Insertion Polymerisering av funksjonelle norbornener

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Fabrikasjon og Testing av katalytiske Aerogels forberedes Via raske superkritisk ekstraksjon

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Syntese av underlaget-bundet Au Nanowires Via en aktiv overflate vekst mekanisme

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Synthesis of Esters Via a Greener Steglich Esterification in Acetonitrile

Syntese av estere Via en grønnere Steglich Esterification i Acetonitrile

The Steglich esterification is a widely-used reaction for the synthesis of esters from carboxylic acids and alcohols. While efficient and mild, the ...

Experimental Methods for Efficient Solar Hydrogen Production in Microgravity Environment

Eksperimentelle metoder for effektiv Solar hydrogen produksjon i mikrogravitasjon miljø

Long-term space flights and cis-lunar research platforms require a sustainable and light life-support hardware which can be reliably employed outside the ...