Name: cercosporin-photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-annulations of azoalkenes under mild conditions
Uploaded: 2020-07-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cercosporin-Photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-Annulations of Azoalkenes Under Mild Conditions at JoVE.com

אנו מודים על מפתח לאומי R & D תוכנית של סין (2018YFA0901700), מדעי הטבע הקרן של מחוז ג'יאנגסו (מענקים לא. BK20160167), התוכנית אלף כשרונות (צעירים מקצוענים), קרנות המחקר הבסיסי של האוניברסיטאות המרכזיות (JUSRP51712B), התוכנית הלאומית למשמעת ממדרגה ראשונה של התעשייה הקלה טכנולוגיה והנדסה (LITE2018-14) ו פוסט דוקטורט במחוז ג'יאנגסו (2018K153C) עבור תמיכה במימון.

הערה: α-Halo-N-acyl-הידרשים הוכנו על פי הליך שפורסם60. כל ממיסים וריאגנטים כימי אחרים הושגו ממקורות מסחריים ללא טיהור נוסף. לראשונה תיארנו את הסינתזה של α-Halo-N-acyl-הידרטאזורי ו ביוסינתזה של cercoספורין כמו פוטוזרז מתכת חינם. לאחר מכן, הודמנו את הפרוטוקולים של התגובות c...

חנקן מכיל מוטיבים המכילים תרופות חדשות רבות והיו מסונתז באופן מסורתי דרך תגובות תרמו-ציקלוקליות. בשל עניין רב, שיטת פוטוקטליטית חדשה לסינתזה של תרכובות אלה היא רצויה מאוד. כדי לנצל את התכונות פוטוסנסיטיזציה מעולה של cercoספורין, הגשתי cercoספורין כמו פוטוזרז מתכת חינם בשתי קטגוריות של תגובות ...

הפשפשים המכילים חנקן משכו הרבה תשומת לב מאז הם לא רק שלדים חשובים עבור מגוון רחב של מוצרים טבעיים עם פעילות ביולוגית, אלא גם מקדם סינתטי עבור מולקולות התרופות האגרוכימיה וסמים1,2. בין השונים N-הפשפשים, 1, 2, 3-thiadiazoles3,4 ו-1, 4, 5, 6-טטרהידרופילוס5,6 הם המולקולות החשובות ביותר, אשר מנוצלים כמו intermediates רב-תכליתי בכימיה סינתטי (איור 1). מאז השינוי של הקבוצות התפקודית שלהם תמיד מעורר פעילויות תרופתי ייחודי, מאמצים נרחבים הוקדשה לפיתוח אסטרטגיות אפקטיביות לסינתזה של הפשפשים המכילים החנקן והם היו בעיקר מסונתז באמצעות התגובות התרמי הציקלותוספת7,8,9,10. כיום, כדי לענות על הדרישות של פיתוח בר קיימא כימיה ירוקה, פוטוזרז יש חשיבות גדולה ויתרונות11,12,13,14, אשר כולל את האפקטיביות15,16,17,18,19 והימנעות של ריאגנטים stoichiometric עבור ההפעלה20,21. Intermediates ארבע יחידות רב עוצמה ורב תכליתי, אזובאלקיני (1, 2-diaza-1, 3-diaza)22,23,24,25,26,27,28,29, 20, 24, 20, 22, מועסקים כמסמנים מבוססי מתכת Ru (bpy)3Cl2-תגובות פוטוגניזזציה עם יעילות גבוהה עבור הללציה של הלוגארו הידראזיןו-"קקרבונ יתר על כן, זה נעשה גם בשימוש מתכת חינם אאוזין Y מערכת פוטוזרז, אבל מתן את המוצר הרצוי רק 7% תשואה. מאז פוטוזרזים מתכת חינם להראות יתרון גדול על מעבר מתכת מבוססי פוטוזרזים, לגבי הגורם הסביבתי, כמו גם את המחירים הזולים18,19, חשוב מאוד לפתח מערכות פוטוקטליטיים מתכת חינם חדש לסינתזה של N-הטרופיברוקלס.
Cercoספורין31,32,33,34,35, hypocrellin36,37,38,39,40, elsinochrome41 ו-phלייכרום42,43 (איור 2) שייכות לפיגמנטים בטבע והמיוצרים על ידי הפטריות האנפיזיטיות, אשר נחקרו באופן נרחב לגבי המאפיינים שלהם פוטופיסיים ופוטוביולוגי, ויישם טיפול פוטודינמי ואבחון פוטופיזיקלי, בשל ספיגת חזקה שלהם באזור UV-vis ומאפיינים ייחודיים של פוטוסנסיטיזציה36,44,45,46,47. על הקרנה, pqps אלה ניתן לבקש המדינה נרגש ולאחר מכן ליצור מינים פעילים באמצעות העברת אנרגיה (EnT) ו-העברת אלקטרון (ET),5435,38,44,48,49,50,51,52, 53, 54. כך, אנו מנחזה כי pqps טבעי אלה עשוי להיות מנוצל כמו "מתכת חופשית" פוטוזרזים לכונן תגובות אורגניות, אשר לעתים נדירות נחקרו55,56,57,58,59.
בזאת, אנו מדווחים על הפרוטוקול לביוסינתזה של cercoספורין מתסיסה נוזלית ולאחר מכן להחיל אותו כמו פוטוזרז מתכת חינם עבור תגובת השנתי [4 + 1] התגובה השנתית של אזוביון ו KSCN, כמו גם את הציקלודימרזציה של אזובאלקיני, המספקים 1, 2, 3-thiadiazoles ו-1, 4, 5, 6-טטרהידרופידלרינות עם יעילות גבוהה בתנאים מתונים, בהתאמה (איור 3).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2,4&#39;-Dibromoacetophenone</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>D0500850050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2&#39;-bromo-4-chloroacetophenone</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>A0500400050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Bromo-4&#39;-fluoroacetophenone</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>A050037-5g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Bromoacetophenone</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>A0500870050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Bromobenzhydrazide</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>B0103390010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Chlorobenzhydrazide</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>D0511130050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Fluorobenzhydrazide</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>B010461-5g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 W blue LED</td>
			<td>PHILIPS</td>
			<td>29237328756</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzoyl hydrazine</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>D0500610250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CH2Cl2</td>
			<td>SINOPHARM</td>
			<td>80047360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CH3CN</td>
			<td>SINOPHARM</td>
			<td>S3485101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CH3OH</td>
			<td>SINOPHARM</td>
			<td>100141190</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cs2CO3</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>E060058-25g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate</td>
			<td>SINOPHARM</td>
			<td>40065986</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>freeze dryer</td>
			<td>LABCONCO</td>
			<td>7934074</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>1260 Infinity II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KSCN</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>E0104021000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2SO4</td>
			<td>SINOPHARM</td>
			<td>51024461</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>organic microfiltration membrane</td>
			<td>SINOPHARM</td>
			<td>92412511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S-7 medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Gluose 1g; Fructose 3g; Sucrose 6g; Sodium acetate 1g; Soytone 1g; Phenylalanine 5mg; Sodium benzoate 100mg; 1M KH2P04 buffer ph6.8; Biotin 1mg; Ca(NO3)2 6.5mg; Pyridoxal 1mg; Calcium pantothenate 1mg; Thiamine 1mg; MnCl2 5mg; FeCl3 2mg; Cu(NO3)2 1mg; MgSO4 3.6mg; ZnSO4 2.5mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schlenk tub</td>
			<td>Synthware</td>
			<td>F891910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sephadex LH-20 column</td>
			<td>GE</td>
			<td>17009001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>shaker</td>
			<td>Lab Tools</td>
			<td>BSH00847</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silica gel</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>E011242-1kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tBuOK</td>
			<td>ENERGY</td>
			<td>E0610551000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vacuum bump</td>
			<td>Greatwall</td>
			<td>SHB-III</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vacuum evaporator</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cercosporin-photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-annulations of azoalkenes under mild conditions

ההתעניינות בחנקן המכיל הטרופיברוקלס התרחבה במהירות בקהילה הסינתטית מאחר והם מוטיבים חשובים לתרופות חדשות. באופן מסורתי, הם היו מסונתז באמצעות תגובות תרמיות התגובה התרמית, ואילו היום, photoזרז היא המועדפת בשל התנאים קל ויעיל. עם התמקדות זו, שיטת פוטוקטליטי חדשה לסינתזה של הפשפשים המכילים בחנקן הוא הרצוי מאוד. כאן, אנו מדווחים על פרוטוקול לביוסינתזה של cercoספורין, אשר יכול לתפקד כפוטוזרז מתכת חינם. לאחר מכן אנו מדגימים את הפרוטוקולים של cercoספורין-פוטוזרז לסינתזה של הפשפשים המכילים חנקן 1, 2, 3-תיאדיבילס באמצעות שנתיות של אזוביון עם KSCN, וסינתזה של 1, 4, 5, 6-טטרהידרופידלזרינס [4 + 2] דרך ציקלודימרזציה של אזוביון בתנאים מתונים, בהתאמה. כתוצאה מכך, קיים גשר חדש בין שיטת התסיסה האורגנית לבין הסינתזה באופן מתון, חסכוני, ידידותי לסביבה ומלא קיימא.

סינתזה של α-הילה-N-acyl-הידראזורי: הם מסונתז לפי פרוטוקול 1.
סינתזה של cercoספורין: זה היה מסונתז ומטוהר על פי פרוטוקול 2. מיכל בן H NMR (400 מגה-הרץ, CDCl3): δ ppm 14.82 (s, 2H, arh), 7.06 (s, 2h, arh), 5.57 (של, 2, 2H, CH2), 4.20 (של, 6H, 2h<su...

Watch this Scientific Journal Video about Cercosporin-Photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-Annulations of Azoalkenes Under Mild Conditions at JoVE.com

Cercosporin-Photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-Annulations of Azoalkenes Under Mild Conditions

מסלולים חדשים לסינתזה של בחנקן המכיל הטרופיברוקלס ניצול cercoספורין כמו פוטוזרז מתכת חינם פותחו.

צרקוספורין-פוטוזרז [4 + 1]-ו [4 + 2]-אוספים שנתיים של האזובחות בתנאים מתונים

The interest on nitrogen-containing heterocycles has expanded rapidly in the synthetic community since they are important motifs for new drugs. ...

פרוטוקול זה יכול לשמש עבור biosynthesis של cercosporins באמצעות תסיסה מיקרוביאלית, אשר בתורו ניתן להשתמש כדי לסנתז הטרוצקלים המכילים חנקן בתנאים ירוקים ומתונים. היתרון של טכניקה זו הוא שניתן להשתמש בה כגשר בין שיטות התסיסה המיקרוביאליות לבין התהליכים הסינתזה האורגנית. הטרוציקלים המכילים חנקן הם לא רק שלד חשוב עבור מוצרים טבעיים רבים עם ביואקטיביות, אבל הם מבשרים סינתטיים עבור אגרוכימיקלים רבים וסמים.הדגמת ההליך עם פיליפ Icyishaka יהיה יאן זאנג, טכנאי מהמעבדה שלי. להכנת אלפא-Halo-N-acyl-הידרזון, לשקול 10 מילימולר של קטון ו 10 מילימולר של בנזואיל הידראזין לתוך בקבוקון. מוסיפים 20 מיליליטר של מתנול לבקבוקון, וציידו את הבקבוק בבר ערבוב ופקקי גומי.לאט להזריק 250 microliters של חומצה הידרוכלורית לתוך התערובת, ו דגירה הבקבוק באוויר בטמפרטורת החדר. לאחר שעה, לאסוף את המשקע לאחר התגובה על ידי סינון, ולשטוף את המוצר עם אצטון. לאחר מכן לייבש את המשקע על ידי ואקום, ולזהות את המוצר על ידי NMR.להכנת סרקוספורין, יש לטעון בקבוק שייק באורך שלושה ליטרים בליטר אחד של S-7 בינוני, ולחסן את המתח המייצר סרקוספורין לתוך בקבוקון הרעידות. תרבות התערובת בתנאי אור ב 135 מהפכות לדקה ו 25 מעלות צלזיוס במשך שבועיים. בסוף הדגירה, השתמש במשאבת ואקום כדי לחשוף את מרק התסיסה לסינון ואקום, ולחלץ את גלולה ואת supernatant בנפרד עם שלושה 50 מיליליטר כרכים של דיכלורומתאן.אוספים את גלולת הייבוש במייבש מקפיא, ומשלבים את השלבים האורגניים. לשטוף את השלבים האורגניים עם מים פעמיים עד שלוש פעמים, ולרכז את הפתרון תחת ואקום. להתיז מחדש את השאריות עם מתנול אנליטי, ולסנן את המוצר באמצעות קרום מיקרו-סינון אורגני 18 מיקרומטר.לאחר מכן לטהר את cercosporin עם עמודה Sephadex LH-20, ולזהות את המוצר על ידי HPLC על פי פרוטוקולים סטנדרטיים. כדי להכין 1, 2, 3-thiadiazole, להוסיף את כל הנפח של אלפא-Halo-N-acyl-hydrazone, מיליגרם אחד של cercosporin, 27 מיליגרם של אשלגן tert-butoxide, ו 39 מיליגרם של תיוצ'יאנט אשלגן לתוך צינור שלנק 10 מילימטר מצויד פקק גומי לטהר את הצינור Schlenk עם חמצן שלוש פעמים לפני הזרקת שני מיליליטר של אצטוניטריל יבש לתוך הצינור.חשוף את הצינור לחמישה ואט, LED כחול מלמטה במשך 16 שעות לפני שטיפה ארבע פעמים עם 15 מיליליטר של פתרון נתרן כלורי רווי. לאחר הכביסה האחרונה, לשלב את השלב הממיקי, ולחלץ מחדש את השלב הממיקי עם ארבעה 15 מיליליטר כרכים של אתיל אצטט. מערבבים את השלב האורגני, ויבשים עם נתרן גופרתי נטול מים.הסר את הממס עם אידוי ואקום. כדי לטהר את המוצר עם כרומטוגרפיה בשכבה דקה, לצייר קו ישר על צלחת סיליקה, ולהוסיף את המוצר מומס לקו. שים את צלחת הסיליקה בצילינדר הכרומטוגרפיה עם 10 עד 1 PE ל- EA. לאחר מכן, להמיס את סיליקה ב DCM.מוציאים את הסיליקה מהמוצר בסינון, ומייבשים את ה-DCM עם אידוי סיבובי. לאחר מכן לזהות את המתחם על ידי NMR על פי פרוטוקול סטנדרטי. כדי להכין 1, 4, 5, 6-tetrahydropyridazine, להוסיף את כל הנפח של אלפא-Halo-N-acyl-hydrazone, 2.7 מיליגרם של סרקוספורין, ו 195 מיליגרם של צסיום קרבונט לתוך צינור שלנק 10 מיליליטר מצויד פקק גומי ו bar stirring.לטהר את צינור שלנק שלוש פעמים עם חנקן, ולהזריק שני מיליליטר של אצטוניטריל במים לתוך הצינור. נושא צינור שלנק לחמישה ואט, LED כחול מלמטה במשך 16 שעות ואחריו ארבע שטיפות עם 15 מיליליטר של נתרן כלורי רווי לכל לשטוף. שלבו את השלב הממימי, וחלץ מחדש את השלב הממימי עם ארבעה כרכים של 15 מיליליטר של אתיל אצטט.מערבבים את השלב האורגני, ויבשים עם נתרן גופרתי נטול מים. הסר את הממס עם אידוי ואקום. כדי לטהר את המוצר עם כרומטוגרפיה בשכבה דקה, לצייר קו ישר על צלחת סיליקה, ולהוסיף את המוצר מומס לקו.שים את צלחת הסיליקה בצילינדר הכרומטוגרפיה עם 10 עד 1 PE ל- EA. לאחר מכן, להמיס את סיליקה ב DCM. מוציאים את הסיליקה מהמוצר עם סינון, ומייבשים את ה- DCM עם אידוי סיבובי. לאחר מכן לזהות את המתחם על ידי NMR על פי פרוטוקול סטנדרטי.תוצאות ייצוגיות אלה מדגימות כיצד 4-aryl-1, 2, 3-thiadiazoles ו 1, 4, 5, 6-tetrahydropyridazines יכול להיות מסונתז בנוחות על ידי תגובות פוטוקטליטיות cercosporin-קטליזציה מאלפא-Halo-N-acyl-hydrazone. הליך הרכישה 4-aryl-1, 2, 3-thiadiazoles מתאים מצעים הנושאים הן קבוצות תרומות אלקטרונים ואלקטרון מקבל בטבעת פניל, מתן המוצרים הרצויים עם תשואות בינוניות עד טובות. זכור תמיד להשתמש בחנקן וחמצן עבור שתי קטגוריות שונות של התגובות.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Particles without a Box: Brush-first Synthesis of Photodegradable PEG Star Polymers under Ambient Conditions

חלקיקים ללא תיבה: סינתזה המברשת הראשונה של Photodegradable פולימרים הכוכבים PEG בתנאי הסביבה

Convenient methods for the rapid, parallel synthesis of diversely functionalized nanoparticles will enable discovery of novel formulations for drug ...

Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

סינתזה מפוצלת וברכה ואפיון של הספרייה אמידה השלישון פפטיד

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid ...

Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions

Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-phosphinetriyltripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions

תגובות חוצה צימוד Mizoroki-לעזאזל האיצו ידי dichloro {bis [1,1 &#39;, 1&#39;&#39; - tripiperidine (phosphinetriyl)]} פלדיום בתנאי תגובה מתון

Dichloro-bis(aminophosphine) complexes of palladium with the general formula of [(P{(NC5H10)3-n(C6H11)n})2Pd(Cl)2] (where n = 0-2), belong to a new family ...

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

שיטה פשוטה עבור סינתזת מבוקרת הגודל של אשכולות Oligomeric היציבים של זהב חלקיקים בתנאי סביבה

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

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

Laser-heating and Radiance Spectrometry for the Study of Nuclear Materials in Conditions Simulating a Nuclear Power Plant Accident

לייזר-חימום, ספקטרומטר Radiance לחקר חומרים גרעיניים בתנאים הדמיית תאונת הגרעין

Major and severe accidents have occurred three times in nuclear power plants (NPPs), at Three Mile Island (USA, 1979), Chernobyl (former USSR, 1986) and ...

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers

ייצור ובדיקה של מדי חום פוטוני

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being ...

Phase Behavior of Charged Vesicles Under Symmetric and Asymmetric Solution Conditions Monitored with Fluorescence Microscopy

שלב התנהגות של שלפוחית טעונה בתנאים פתרון סימטרי אסימטרי במעקב עם מיקרוסקופ קרינה פלואורסצנטית

Phase-separated giant unilamellar vesicles (GUVs) exhibiting coexisting liquid-ordered and liquid-disordered domains are a common biophysical tool to ...

Extraction of Lignin with High &#946;-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

Extraction of Lignin with High ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

מיצוי של ליגנין עם תכולה גבוהה של β-O-4 על-ידי הפקת אתנול מתון והשפעתו על התשואה Depolymerization

Lignin valorization strategies are a key factor for achieving more economically competitive biorefineries based on lignocellulosic biomass. Most of the ...

Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in Poly(S-Divinylbenzene)

Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in PolyS-Divinylbenzene

סינתזה של טרפולימרים בטמפרטורות מתונות באמצעות קשרי גופרית דינמיים ב פולי (בנזין)

Elemental sulfur (S8) is a byproduct of the petroleum industry with millions of tons produced annually. Such abundant production and limited applications ...