Name: cercosporin-photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-annulations of azoalkenes under mild conditions
Uploaded: 2020-07-17T13:00:00
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中国国家キーR&Dプログラム(2018YFA0901700)、江蘇省自然科学財団(助成金No.BK20160167)、千人の才能計画(若い専門家)、中央大学のための基礎研究資金(JUSRP51712B)、光産業技術工学の国家一流規律プログラム(LITE2018-14)、江蘇省のポスドク財団(2018K153C)。

注: α-Halo-N-アシルヒドラゾンは公開された手順60に従って調製した。全ての溶媒及び他の化学試薬は、更なる精製を行うことなく、市販の供給源から得られた。まず、α-Halo-N-アシルNヒドラゾンの合成とセルコポリンの生合成を金属フリー光触媒として説明しました。 α次に、1,2,3-チアジアゾールおよび1,4,5,6-テトラヒドロピリダジンの合成に対す?...

窒素含有ヘテロサイクルは、多くの新薬にとって重要なモチーフであり、伝統的にサーマルシクロ付加反応によって合成されました。大きな関心のために、これらの化合物の合成のための新しい光触媒法が非常に望まれている。セルコスポリンの優れた光化特性を利用するために、2つのカテゴリーの環化反応で、セルコスポリンを金属フリー光触媒として適用し、窒素含有ヘテロサイクルを...

窒素含有ヘテロサイクルは、生物活動を有する天然物の広い範囲にとって重要な骨格であるだけでなく、農薬および薬物分子11,22の合成前駆体でもあるため、多くの注目を集めている。種々のN-ヘテロサイクルの中で、1,2,3-チアジアゾール33,44及び1,4,5,6-テトラヒドロピリダジン55,66は、合成化学において汎用性の高い中間体として利用される最も重要な分子である(図1)。それらの官能基の修飾は、常に独特の薬理活性を誘発するので、窒素含有ヘテロサイクルの合成に対する有効な戦略の開発に多大な努力が注がれ、それらは主に熱サイクロ付加反応77、8、9、108,9,10を介して合成された。今日では、持続可能な開発とグリーンケミストリーの要件を満たすために、光触媒は,、有効性15、16、17、18、19と活性化のための化学試薬15の回避を含,む,,11、12、13、14、および活性化のための化学試薬の回避を含む、非常に重要かつ利点を発揮しています11,18,1916,1712131420,,21.,強力で多目的な4ユニット中間体、 アゾアルケン(1,2-ジアジア-1,3-ジエネス)22,23,24,25,26,27,28,29,23,24,25は、ハロゲノヒドラジンおよびケトカーボン26,27,28,2930の分解のための高3効率の金属系Ru(bpy)3Cl2-光触媒反応の前駆体として採用されている。さらに、金属フリーのエオシンY光触媒システムにも使用されたが、所望の製品をわずか7%の収率で得た。金属フリー光触媒は遷移金属系光触媒に対して大きな利点を示すため、環境要因に関しては、さらに安価な価格18,19,19に関して、N-ヘテロサイクルの合成のための新しい金属フリー光触媒システムを開発することが非常に重要です。
セルコスポリン,,31、32、33、34、35、31,32,33,34,35低クレリン36、37、38、39、40、エルジノクロム36,37,38,39,4041およびフレイクロム42、43(,43図2)は、自然の中でペリイニヨン色素異色素(PQPs)に属し、内臓真菌によって産生され、 UV-vis領域での強い吸収と光化36、44、45、46、47のユニークな特性のために、光力学療法および光物理診断に適用され36,44、広く調査されている。46,4745照射時に、これらのPQPは励起状態に促され、エネルギー移動(EnT)および電子移動(ET)35、38、44、48、49、50、51、52、53、54を介して活性種53を54生成することができる。35,38,44,48,49,50,51,52,このように、我々は、これらの天然PQP,が,、55、56、57、58、59をほとんど調査されていない有機反応を駆動するために「金属55,56,フリー」光触媒として利用され得ることを想定した。575859
本明細書において、液体発酵からのセルコポリンの生合成プロトコルを報告し、それをアゾアルケンスとKSCNの[4+1]環化反応に対する金属フリー光触媒として適用し、 また[4+2]アゾアルケンのサイクロジメ化と同様に、それぞれ穏やかな条件下で高効率の1,2,3-チアジアゾールおよび1,4,5,6-テトラヒドロピリダジンを供給する(図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

窒素含有ヘテロサイクルへの関心は、新薬の重要なモチーフであるため、合成界で急速に拡大しています。従来、これらは熱シクロ付加反応を介して合成されたが、今日では、軽度で効率的な条件のために光触媒が好ましい。この焦点により、窒素含有ヘテロサイクルの合成のための新しい光触媒法が非常に望まれている。ここでは、金属を含まない光触媒として機能するセルコポリンの生合成プロトコルを報告する。次に、KSCNによるアゾアルケンの環化による窒素含有ヘテロサイクル1,2,3-チアジアゾールの合成、および軽度の条件下でのアゾアルケンのシクロ二量体化を通じた1,4,5,6-テトラヒドロピリダジン[4+2]の合成に関するセルコポリン光触媒プロトコルを説明する。その結果、微生物発酵法と有機合成との間には、穏やかで費用対効果が高く、環境に優しく、持続可能な方法で新たな橋渡しが行われています。

α-Halo-N-Nアシルヒドラゾンの合成: αこれらはプロトコル 1 に従って合成されます。
セルコスポリンの合成:プロトコル2に従って合成精製した。1H NMR (400 MHz、 CDCl3): δ ppm 14.82 (s, 2H, ArH), 7.06 (s, 2H, ArH), 5.57 (s, 2H, CH2),4.20 (s, 6H, 2OCH3),3.62-3.57 (m, 2H, CH2),</sub...

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

セルコポリンを金属フリー光触媒として利用した窒素含有ヘテロサイクルの合成のための新しい経路が開発された。

セルコスポリン-フォトカタ分解[4+1]-および[4+2]-軽度の条件下でのアゾアルケンのアゾアルケンのアヌレーション

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

このプロトコルは、微生物発酵を介したセルコポリンの生合成に使用することができ、緑色および穏やかな条件で窒素含有ヘテロサイクルを合成するために使用することができます。この技術の利点は、微生物発酵法と有機合成プロセスとの架け橋として使用できることである。窒素含有ヘテロサイクルは、生物活動を有する多くの天然物にとって重要な骨格であるだけでなく、多くの農薬および薬剤の合成前駆体である。フィリップ・イシシャカとの手順を実証するのは、私の研究室の技術者であるヤン・ザンです。α-Halo-N-アシルヒドラゾン調製物の場合、ケトン10ミリモルとベンゾイルヒドラジン10ミリモルをフラスコに計量する。フラスコに20ミリリットルのメタノールを加え、フラスコに攪拌棒とゴム栓を装備します。250マイクロリットルの塩酸を混合物にゆっくりと注入し、室温でフラスコを空気中にインキュベートする。1時間後、濾過して反応後に沈殿物を回収し、アセトンで製品を洗浄する。次いで真空により沈殿物を乾燥させ、NMRにより製品を特定します。セルコスポリンを調製するには、S-7培地1リットルで3リットルのシェイクフラスコを投入し、セルコポリン生産株をシェイクフラスコに接種します。1分間に135回転、摂氏25度で軽い条件下で混合物を2週間培養する。インキュベーションの終わりに、発酵液を対象に真空ポンプを使用して減圧濾過し、ペレットと上清を3つの50ミリリットル量のジクロロメタンで別々に抽出する。冷凍乾燥機で乾燥するためのペレットを収集し、有機相を組み合わせます。有機相を水で2~3回洗い、真空下で濃縮します。分析メタノールで残留物を再溶解し、18マイクロメートルの有機精密ろ過膜を介して製品をフィルター処理します。次にセファデックス LH-20 カラムでセルコポリンを精製し、標準プロトコルに従って HPLC で製品を特定します。1、2、3-チアジアゾールを調製するには、α-Halo-N-アシルヒドラゾンの全体積、セルコスポリン1ミリグラム、カリウムtert-but酸化カリウム27ミリグラム、および39ミリグラムのチオシアン酸カリウムをゴム栓と攪拌バーを備えた10ミリメートルシュレンクチューブに加えます。シュレンクチューブを酸素で3回パージしてから、乾燥アセトニトリルを2ミリリットルの乾燥アセトニトリルをチューブに注入します。チューブを5ワットの青色LEDを下から16時間塗ってから、15ミリリットルの飽和塩化ナトリウム溶液で4回洗浄します。最後の洗浄後、水相を組み合わせ、酢酸エチル4つの15ミリリットル量で水相を再抽出します。有機相を合わせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させます。真空蒸発器で溶剤を除去します。薄層クロマトグラフィーで製品を精製するには、シリカプレートに直線を引き、溶解した製品をラインに加えます。シリカプレートを10~1 PEでクロマトグラフィーシリンダに入れてEAにします。その後、シリカをDCMに溶解する。濾過により製品からシリカを取り出し、回転式蒸発器でDCMを乾燥させます。次に、標準プロトコルに従ってNMRにより化合物を同定する。1、4、5、6-テトラヒドロピリダジンを調製するには、α-Halo-N-アシルヒドラゾンの全容、セルコスポリン2.7ミリグラム、炭酸セシウム195ミリグラムをゴム栓と攪拌バーを備えた10ミリリットルのシュレンクチューブに加えます。シュレンク管を窒素で3回パージし、2ミリリットルのアセトニトリルを水に注入します。シュレンク管を下から16時間、下から青いLEDを塗り、続いて1回の洗浄で15ミリリットルの飽和塩化ナトリウムを4回洗浄します。水相を組み合わせ、酢酸エチル4つの15ミリリットルの体積で水相を再抽出します。有機相を合わせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させます。真空蒸発器で溶剤を除去します。薄層クロマトグラフィーで製品を精製するには、シリカプレートに直線を引き、溶解した製品をラインに加えます。シリカプレートを10~1 PEでクロマトグラフィーシリンダに入れてEAにします。その後、シリカをDCMに溶解する。濾過で製品からシリカを取り出し、回転式蒸発器でDCMを乾燥させます。次に、標準プロトコルに従ってNMRにより化合物を同定する。これらの代表的な結果は、α-Halo-N-アシルヒドラゾンからのセルコポリン触媒反応により、4-アリル-1、2、3-チアジアゾールおよび1、4、5、6-テトラヒドロピリダジンを簡便に合成できることを示す。4-aryl-1,2,3-チアナゾールの取得手順は、フェニル環中の電子供与基と電子受入基の両方を担う基質に適しており、適度な収率を有する所望の製品を提供する。常に反応の2つの異なるカテゴリのための窒素と酸素を使用することを忘れないでください。

Research

JoVE Journal

Chemistry

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