Name: preparation of enantiopure non-activated aziridines and synthesis of biemamide b, d, and epiallo-isomuscarine
Uploaded: 2022-06-13T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine at JoVE.com

Denne forskning blev støttet af National Research Foundation of Korea (NRF-2020R1A2C1007102 og 2021R1A5A6002803) med Center for New Directions in Organic Synthesis og et HUFS Grant 2022.

1. Syntese af den diastereomere blanding af chiral aziridin (-)-mentolesterderivat (1)
<ol><li>Der tilsættes 2,3-dibrompropan (-)-mentolester 1a (5,0 g, 13,58 mM, 1,0 equiv) og en magnetisk omrøringsstang til en ovntørret 250 ml tohalset rundbundet kolbe i nitrogen (N2)-atmosfære.</li>
	<li>Vandfrit acetonitril (60 ml) tilsættes til reaktionskolben med en lufttæt sprøjte.</li>
	<li>Reaktionsblandingen afkøles derefter ved 0 °C ved hjælp af et isbad, og reaktionsblandingen omrøres ...

<ol>
	<li>Pitzer, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+energies+of+cyclic+hydrocarbons.">Strain energies of cyclic hydrocarbons.</a> Science. 101 (2635), 672 (1945).</li><li>Dudev, T., Lim, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ring+strain+energies+from+ab+initio+calculations.">Ring strain energies from ab initio calculations.</a> Journal of the American Chemical Society. 120 (18), 4450-4458 (1998).</li><li>D'hooghe, M., Ha, H. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Synthesis of 4- to 7-Membered Heterocycles by Ring Expansion. , (2016).</li><li>Ranjith, J., Ha, H. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+applications+of+aziridinium+ions.">Synthetic applications of aziridinium ions.</a> Molecules. 26 (6), 1744 (2021).</li><li>Sweeney, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aziridines:+epoxides'+ugly+cousins.">Aziridines: epoxides' ugly cousins.</a> Chemical Society Reviews. 31 (5), 247-258 (2002).</li><li>Stankovic, S., 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=Regioselectivity+in+the+ring+opening+of+non-activated+aziridines.">Regioselectivity in the ring opening of non-activated aziridines.</a> Chemical Society Reviews. 41 (2), 643-665 (2012).</li><li>Lee, W. K., Ha, H. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highlights+of+the+chemistry+of+enantiomerically+pure+aziridine-2-carboxylates.">Highlights of the chemistry of enantiomerically pure aziridine-2-carboxylates.</a> Aldrichimica Acta. 36 (2), 57-63 (2003).</li><li>Tranchant, M. J., Dalla, V., Jabin, I., Decroix, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reaction+of+vinyl+triflates+of+&#945;-keto+esters+with+primary+amines:+efficient+synthesis+of+aziridine+carboxylates.">Reaction of vinyl triflates of &#945;-keto esters with primary amines: efficient synthesis of aziridine carboxylates.</a> Tetrahedron. 58 (42), 8425-8432 (2002).</li><li>Ha, H. -. J., Jung, J. -. H., Lee, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+regio-+and+stereoselective+functional+group+transformation+of+chiral+aziridine-2-carboxylate.">Application of regio- and stereoselective functional group transformation of chiral aziridine-2-carboxylate.</a> Asian Journal of Organic Chemistry. 3 (10), 1020-1035 (2014).</li><li>Kim, Y., 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=Preparation+of+2,3-diaminopropionate+from+ring+opening+of+aziridine-2-carboxylate.">Preparation of 2,3-diaminopropionate from ring opening of aziridine-2-carboxylate.</a> Tetrahedron Letters. 46 (25), 4407-4409 (2005).</li><li>Srivastava, N., Macha, L., Ha, H. -. J. <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+and+stereochemical+revision+of+biemamides+B+and+D.">Total synthesis and stereochemical revision of biemamides B and D.</a> Organic Letters. 21 (22), 8992-8996 (2019).</li><li>Zhang, F., 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=Biemamides+A-E,+inhibitors+of+the+TGF-&#946;+pathway+that+block+the+epithelial+to+mesenchymal+transition.">Biemamides A-E, inhibitors of the TGF-&#946; pathway that block the epithelial to mesenchymal transition.</a> Organic Letters. 20 (18), 5529-5532 (2018).</li><li>Srivastava, N., Ha, H. -. J. <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+and+stereoselective+Mukaiyama+Aldol+reaction+with+chiral+aziridine-2-carboxaldehyde+and+its+synthetic+applications.">Highly efficient and stereoselective Mukaiyama Aldol reaction with chiral aziridine-2-carboxaldehyde and its synthetic applications.</a> Asian Journal of Organic Chemistry. 11 (1), 2021005671 (2021).</li><li>Kempter, I., 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+and+structural+characterization+of+the+isomuscarines.">Synthesis and structural characterization of the isomuscarines.</a> Tetrahedron. 70 (10), 1918-1927 (2014).</li><li>Pirrrung, M. C., DeAmicis, C. V. <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+the+muscarines.">Total synthesis of the muscarines.</a> Tetrahedron Letters. 29 (2), 159-162 (1988).</li></ol>

Azieridiner som nitrogenholdige treledede heterocykler har et enormt potentiale for syntetiske startkampe eller mellemprodukter til fremstilling af nitrogenrige organiske molekyler. Baseret på gruppen, der bærer ved ringkvælstoffet, klassificeres de som "aktiverede" og "ikke-aktiverede" aziridiner, hvis kemiske reaktivitet og selektivitet er forskellige. Imidlertid er der meget begrænsede metoder til rådighed til at forberede denne værdifulde aziridin i en optisk aktiv form. 
Protokollen...

Små ringe bestående af cyclopropaner, oxiriner og aziridiner findes i forskellige forbindelser såsom naturlige produkter og lægemidler 1,2. De bruges primært som udgangsmaterialer, der udnytter deres ringstamme. Blandt de tre-ringforbindelser er azieridin blevet undersøgt mindre omfattende på grund af dets ustabilitet og ukontrollable reaktivitet3. Som vist i de elektrostatiske potentialekort (figur 1) gør en gruppe knyttet til azieridinring-nitrogen, hvad enten det er elektrondonerende eller elektrontiltrækkende, nitrogenets grundlæggende karakter anderledes. Denne forskel giver en slående kontrast til reaktiviteten og selektiviteten af de tilsvarende aziridiner.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63705/63705fig01.jpg"> Figur 1: Kemiske strukturer af "aktiverede" og "ikke-aktiverede" aziridiner og elektrostatiske potentialekort over deres repræsentative eksempler N-methylaziridin og N-acetylaziridin4. Dette tal er blevet ændret med tilladelse fra Ranjith et al.4. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63705/63705fig01large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af denne figur.</a>
Når ringkvælstofet har en elektronudtagende gruppe, såsom sulfonat, fosfonat og carbamat, kalder vi det "aktiveret" aziridin. Dette er let reaktivt med nukleofiler for at kompensere for dets ustabilitet med et begrænset omfang af regiokemi. Disse aktiverede aziridiner fremstilles gennem forskellige katalytiske metoder og anvendes som udgangsmateriale. Meget af nyere aziridinkemi har behandlet disse aktiverede aziridiner. Aktiverede aziridiner lider imidlertid visse begrænsninger som følge af deres ustabilitet og begrænsede reaktionsomfang af ringåbningen. På den anden side er aziridiner, der bærer elektrondonerende substituenter, som alkyl eller substituerede alkylgrupper, ved ringkvælstof kaldet "ikke-aktiveret"4, relativt stabile under de fleste omstændigheder og kan efterlades på bænken i lang tid uden signifikant nedbrydning. De nukleofile ringåbningsreaktioner af ikke-aktiveret aziridin forekommer via dannelsen af aziridiniumioner. De fleste reaktioner af aziridinringåbning og ringtransformationer fortsætter på en meget regiokemisk måde. Imidlertid diskuterer meget få litteraturrapporter fremstillingen af optisk rene ikke-aktiverede aziridiner med substituenter på C2- eller C3-positionerne 5,6.
Dette papir viser den vellykkede fremstilling af α-methylbenzylgruppe-indeholdende chiral aziridin-2-carboxylatderivater, specifikt (-)-mentolyl (1R)-phenylethylaziridin-2-carboxylater som dets diastereomere blanding, fra reaktionen af 2,3-dibromopropionat og (1R) -phenylethylamin. Fra denne diastereomere blanding blev enantiopure (1R)-phenylethyl-(2R)- og (2S)-aziridin-2-carboxylater som deres (-)-mentolylestere opnået i optisk rene former ved selektiv omkrystallisation fra MeOH og n-pentan på multi-hundrede kilo skalaer (figur 1)7. Disse (-)-mentolestere kan let omdannes til deres ethyl- eller methylestere ved omesterificering under tilstedeværelse af magnesium- eller kaliumcarbonat7. Disse forbindelser kan også let fremstilles på laboratorieskala ud fra reaktionerne af alkyl 2,3-dibrompropionater eller vinyltriflatet af α-ketoester med chiral 2-phenylethylamin efterfulgt af adskillelse af den diastereomere blanding ved anvendelse af simpel flashkolonnekromatografi8.
Når vi har enantiopure chiral aziridin-2-carboxylat, kan vi syntetisere forskellige cykliske og acykliske nitrogenholdige biologisk vigtige målmolekyler baseret på funktionelle gruppetransformationer af carboxylat og stærkt regio- og stereoselektive aziridinringsåbningsreaktioner 6,9,10. Den første hensigtsmæssige asymmetriske syntese blev anvendt på både enantiomerer af 5, 6-dihydrouracil-type marine naturlige produkter biemamid B og D som potentielle TGF-β hæmmere11,12. For det andet blev den diastereoselektive syntese af β-(aziridin-2-yl)-β-hydroxy ketoner opnået ved Mukaiyama aldol-reaktion af optisk ren 1-(1-phenylethyl)-aziridin-2-carboxaldehyd og forskellige enolsilianer i nærværelse af ZnCl2 i højt udbytte (>82%) med næsten perfekt stereoselektivitet (98: 2 dr) via en kelationskontrolleret overgangstilstand. Disse blev anvendt til asymmetrisk syntese af epiallo-isomuscarinalkaloider 13,14,15.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>(2R)-1-[(1R)-1-Phenylethyl]-2-aziridinecarboxylic acid (-)-menthol ester, 98%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>57054-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(2S)-1-[(1R)-1-Phenylethyl]-2-aziridinecarboxylic acid (-)-menthol ester</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>57051-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride</td>
			<td>TCI</td>
			<td>424331-25 g</td>
			<td>CAS No: 25952-53-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,4-Dioxane</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>D0654-1 kg</td>
			<td>CAS No: 123-91-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Hydroxybenzotriazole hydrate</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>219-989-7-50 g</td>
			<td>CAS No: 123333-53-9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,6-Lutidine</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10478-AP, 500 mL</td>
			<td>CAS No: 108-48-5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>A0127-18&#160; L</td>
			<td>CAS No: 75-05-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile-d3</td>
			<td>Cambridge Isotope Laboratories,</td>
			<td>15G-744-25 g</td>
			<td>CAS No: 2206-26-0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum chloride hexahydrate</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>231-208-1, 500 g</td>
			<td>CAS No : 7784-13-6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bruker AVANCE III HD (400 MHz) spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform-d</td>
			<td>Cambridge Isotope Laboratories,</td>
			<td>&#160;100 g</td>
			<td>CAS No: 865-49-6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>M0822-18 L</td>
			<td>CAS No: 75-09-2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide-d6</td>
			<td>Cambridge Isotope Laboratories,</td>
			<td>25 g</td>
			<td>CAS No: 2206-27-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>EMSURE</td>
			<td>&#160;1009831000,1L</td>
			<td>CAS No: 64-17-5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>E0191-18 L</td>
			<td>CAS No: 141-78-6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High resolution mass spectra/MALDI-TOF/TOF Mass Spectrometry</td>
			<td>AB SCIEX</td>
			<td>4800 Plus</td>
			<td>High resolution mass spectra</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JASCO P-2000</td>
			<td>JASCO</td>
			<td>P-2000</td>
			<td>For optical rotation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium aluminum hydride</td>
			<td>TCI</td>
			<td>L0203-100 g</td>
			<td>CAS No: 16853-85-3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Selectride, 1 M solution in THF</td>
			<td>Acros</td>
			<td>176451000, 100 mL</td>
			<td>CAS No: 38721-52-7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>M0585-18 L</td>
			<td>CAS No: 67-56-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-[(9H-Fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl]-&#946;-alanine</td>
			<td>TCI</td>
			<td>F08825G-5 g</td>
			<td>CAS No: 35737-10-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Ethyldiisopropylamine</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>230-392-0, 100 mL</td>
			<td>CAS No: 7087-68-5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-Hexane</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>H0114-18 L</td>
			<td>CAS No: 110-54-3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ninhydrin</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10409-250 g</td>
			<td>CAS No: 485-47-2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p-Anisaldehyde</td>
			<td>aldrich</td>
			<td>A88107-5 g</td>
			<td>CAS No: 123-11-5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphomolybdic acid hydrate</td>
			<td>TCI</td>
			<td>P1910-100 g</td>
			<td>CAS No: 51429-74-4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide</td>
			<td>D.S.P</td>
			<td>703301-500 g</td>
			<td>CAS No: 26628-22-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydride 60% dispersion in mineral oil</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>452912-100 G</td>
			<td>CAS No: 7646-69-7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide</td>
			<td>DUKSAN</td>
			<td>A31226-1 kg</td>
			<td>CAS No: 1310-73-2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>S1011-1 kg</td>
			<td>CAS No: 7757-82-6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin Layer Chromatography (TLC)</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tert-Butyldimethylsilyl trifluoromethanesulfonate, 98%</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>274-102-0, 25 g</td>
			<td>CAS NO: 69739-34-0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>T0148-18 L</td>
			<td>CAS No: 109-99-9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylethylamine</td>
			<td>DAEJUNG</td>
			<td>8556-4400-1 L</td>
			<td>CAS No: 121-44-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV light</td>
			<td>Korea Ace Sci</td>
			<td>TN-4C</td>
			<td>254 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zinc chloride, anhydrous, 98+%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A16281-22100 g</td>
			<td>CAS No : 7646-85-7</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of enantiopure non-activated aziridines and synthesis of biemamide b, d, and epiallo-isomuscarine

Nitrogenholdige heterocykliske aziridiner er syntetisk meget værdifulde til fremstilling af azacykliske og acykliske molekyler. Det er imidlertid meget vanskeligt og besværligt at fremstille azariridiner i optisk rene former i stor skala for at anvende asymmetrisk syntese af azaforbindelser. Heldigvis opnåede vi med succes både enantiomerer (2R)- og (2S)-aziridin-2-carboxylater med den elektrondonerende α-methylbenzylgruppe ved ringkvælstof som ikke-aktiverede aziridiner. Disse startende aziridiner har to forskellige funktionelle grupper - stærkt reaktiv treledet ring og alsidig carboxylat. De kan anvendes i ringåbning eller ringtransformation med aziridin og i funktionel gruppetransformation til andre fra carboxylat. Begge disse enantiomerer blev anvendt til fremstilling af biologisk vigtige amino acykliske og / eller aza-heterocykliske forbindelser på en asymmetrisk måde. Specifikt beskriver denne rapport den første hensigtsmæssige asymmetriske syntese af både enantiomerer af 5, 6-dihydrouracil-type marine naturlige produkter biemamid B og D som potentielle TGF-β hæmmere. Denne syntese bestod af regio- og stereoselektiv ringåbningsreaktion af azieridin-2-carboxylat og efterfølgende dannelse af 4-aminoteterahydropyrimidin-2,4-dion. Endnu et eksempel i denne protokol behandlede en meget stereoselektiv Mukaiyama-reaktion af aziridin-2-carboxylat og silylenolether efter intramolekylær aziridinringåbning for at give let og letkøbt adgang til (-) epiallo-isomuscarin.

Her rapporterer vi syntesen af enantiopure-aziridin-2-carboxylater. Den diastereomere blanding af (R)-(1R,2 S,5 R)-2-isopropyl-5-methylcyclohexyl1-((R)-1-phenylethyl)aziridin-2-carboxylat (2) og (S)-(1R,2S,5R)-2-isopropyl-5-methylcyclohexyl1-((R)-1-phenylethyl)aziridin-2-carboxylat (3) (4,1 g, 90%) blev fremstillet i kvantitativt udbytte fra 2,3-dibromopropan (-)-mentolester og (1 R)-phenylethylamin som vist i kvanti...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine at JoVE.com

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

I denne undersøgelse forbereder vi både enantiomerer af aziridin-2-carboxylat, som anvendes i den asymmetriske syntese af alkaloider, herunder biemamid B og D, og (-) -epiallo-isomuscarin.

Fremstilling af enantiopure ikke-aktiverede aziridiner og syntese af biemamid B, D og epiallo-isomuscarin

Nitrogen-containing heterocycle aziridines are synthetically very valuable for the preparation of azacyclic and acyclic molecules. However, it is very ...

I de sidste 30 år har professor Hyun-Joon Ha's gruppe studeret aziridinkemien og udviklet syntesen af nitrogenholdige værdifulde molekyler på en asymmetrisk måde. I dette visuelle eksperiment viser vi her syntesen af enantiopure-aziridin-2 carboxylat og dets anvendelse til syntese af biemamid B, D og epiallo-isomuscarinalkaloider. Denne metode viser fremstillingen af både enantiopure L-methanolester af 2R og 2S aziridin-2 carboxylat i stor skala via selektiv krystallisationsproces.I dette visuelle eksperiment viste vi fremstillingen af enantiopure-aziridin-2 carboxylat og dets anvendelse til syntese af biemamid B, D og epiallo-isomuscarinalkaloider. Protokollen i dette papir er en nem metode til at forberede ikke-aktiverede aziridiner i stor skala, som inkluderer enkle trin som krystallisation, filtrering og søjlekromatografisk proces. Begynd med at tilsætte 2, 3-dibrompropan L-methanol ester 1A og en magnetisk omrøringsstang i en ovntørret, 250 ml, tohalset, rundbundet kolbe under nitrogenatmosfære.Brug en lufttæt sprøjte til at tilsætte 60 ml vandfri acetonitril til reaktionskolben. Derefter afkøles reaktionsblandingen ved nul grader Celsius på et isbad og omrøres reaktionsblandingen i fem minutter. Tilsæt kaliumcarbonat i reaktionsblandingen ved samme temperatur og fortsæt omrøring i 30 minutter.Derefter tilsættes 2R-phenylethylamin på en dråbevis måde ved stuetemperatur og lad reaktionsblandingen omrøre i 12 timer. Derefter overvåges reaktionens fremskridt med tyndtlagskromatografi ved anvendelse af 9: 1 volumenvolumen hexanethylacetat som et eluent. Når reaktionen er afsluttet, filtreres blandingen over et filterpapir og tilsættes vand i det organiske filtrat.Ekstraher det organiske lag med diethylether to gange ved hjælp af en skilletragt. Efter tørring af de kombinerede organiske ekstrakter over 7,5 gram vandfrit natriumsulfat koncentreres det organiske ekstrakt i vakuo ved hjælp af en roterende fordamper for at få en rå blanding af diastereomer chiral aziridin indeholdende begge isomerer. Derefter tilsættes 8,7 gram af den rå blanding af chiral aziridin L-methanol ester 1 derivat i 70 ml methanol til en ovntørret, 250 ml, enkelthals, rundbundet kolbe.Derefter opvarmes reaktionsblandingen op til 70 grader Celsius ved hjælp af et varmtvandsbad og afkøles reaktionsblandingen ved minus 10 grader Celsius, indtil der dannes faste krystaller. Den faste forbindelse filtreres over et filterpapir for at opnå 2,2 gram R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl-5-methyl-cyclohexyl, 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylatester og koncentrer filtratopløsningen igen i vakuo ved hjælp af en roterende fordamper. Efter opløsning af den resterende reaktionsblanding i 50 millimeter ethanol krystalliserer den igen ved minus 10 grader Celsius for at opnå 1,2 gram R, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl 5-methyl-cyclohexyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylat og brug den anden alkohol-ethanol på samme måde som methanol på dette tidspunkt.Derefter filtreres det genkrystalliserede produkt over et filterpapir, og de resterende rå 5,3 gram filtratopløsning koncentreres fuldstændigt i vakuum ved hjælp af en roterende fordamper. Derefter tilsættes 50 ml pentancarbonhydridopløsningsmiddel, mens den resterende reaktionsopløsning holdes ved minus 15 grader Celsius, og der opnås en fast forbindelse på næsten 1,9 gram S, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1-phenylethylaziridin-2 carboxylatester. Når krystallerne er klar, koncentreres opløsningen igen i vakuum ved hjælp af en roterende fordamper og opløses i 30 ml pentancarbonhydridopløsningsmiddel.Genkrystalliserer igen ved minus 15 grader Celsius for at opnå 8 gram S, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl, 5-methocyclohexyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylatester to primtal. Der tilsættes R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylat og en magnetisk omrøringsstang i en ovntørret, 25 ml, tohalset, rundbundet kolbe under nitrogenatmosfære. Der tilsættes 1,8 ml ethanol til reaktionskolben med en lufttæt sprøjte, og der omrøres ved stuetemperatur.Derefter tilsættes kaliumcarbonat og lad det omrøre ved stuetemperatur i to dage og overvåge reaktionens fremskridt ved hjælp af tyndtlagskromatografi. Når reaktionen er afsluttet, filtreres blandingen over filterpapir og tilsættes vand i det organiske filtrat. Brug en skilletragt til at ekstrahere det organiske lag med dichlormethan to gange.Efter tørring af de kombinerede organiske ekstrakter over tre gram vandfrit natriumsulfat skal du bruge en roterende fordamper til at koncentrere sig i vakuo. Derefter renses råproduktet ved normalfasekolonnekromatografi på silicagel for at give et rent produkt af R-ethyl-1 R1 phenylethylaziridin-2 carboxylat. For at syntetisere azidåbnet forbindelse overføres 500 milligram chiral S-ethyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylat og en magnetisk omrøringsstang til en ovntørret, 50 ml, tohalset, rundbundet kolbe under åben atmosfære.Derefter tilsættes 50% vandig ethanol til reaktionsblandingen. Efter afkøling af reaktionsblandingen ved nul grader Celsius tilsættes dråbevis koncentreret svovlsyre for at opretholde pH 4,0 og omrøres i fem minutter. Derefter tilsættes natriumazid under omrøring af reaktionsblandingen i 10 minutter ved samme temperatur og opvarmes derefter ved stuetemperatur.Derefter tilsættes aluminiumchloridhexahydrat som katalysator ved stuetemperatur og lades omrøre i yderligere tre timer. Overvåg reaktionens fremskridt ved hjælp af tyndtlagskromatografi og sluk reaktionsblandingen med to portioner 20 ml mættet natriumbicarbonat. Derefter filtreres den rå blanding over en celitpude med ethanol og koncentreres reaktionsblandingen i vakuum ved hjælp af en roterende fordamper.Ekstraher det organiske lag dichlormethan to gange ved hjælp af en adskillende tragt. Tør det kombinerede organiske lag over fem gram vandfrit natriumsulfat i fem minutter. Koncentrer det rå organiske lag i vakuo ved hjælp af en roterende fordamper for at få råd til et råt azidprodukt.Det rå produkt renses med normalfasekolonnekromatografi på silicagel ved eluering med 40% ethylacetat eller hexan for at give 490 milligram azidåbnet forbindelse som en viskøs væske. 2, 3-dibrompropan L-methylester og 1R-phenylethylamin fører til dannelsen af diastereomer blanding af R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboylat og S, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylat. Methanol giver anledning til enantiopureformer af R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl methocyclohexyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylat, og N-pentan giver anledning til S, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 phenylethylaziridin-2 carboxylat.Transesterificering ved anvendelse af enten magnesium- eller kaliumcarbonat med alkoholer såsom methanol og ethanol, der giver tilsvarende alkylester af chiral aziridin-2 carboxylater Regio-selektiv ringåbning af ethyl 2S aziridin-2 carboxylat via azidnukleofil ved sekventielle reaktioner fører til total syntese af biemamid B og biemamid D.Stereoselektiv Mukaiyama aldolreaktion af chiral aziridin-2 carboxylaldehyd og silylenolether giver en addukt og dens regio- og stereoselektive transformationer gav minus epiallo-isomuscarin. Det lykkedes os at fremstille både enantiopuremethyl og ester af 2R og 2S aziridin-2 carboxylater i stor skala via selektiv krystallisationsproces. Efter at have lavet enantiopure-aziridin-2 carboxylater, viste vi her sin anvendelse for den samlede syntese af biemamid B, D og epiallo-isomuscarinalkaloider.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction

Fremstilling og anvendelse af Samarium Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) I Organic Synthesis: Den mekanistiske rolle HMPA og Ni (II) salte i Samarium Barbier Reaction

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of ...

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

Skabelon Instrueret Syntese af plasmoniske Guld Nanorør med Justerbar IR Absorbans

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

Amid Kobling Reaktion for syntesen af ​​bispyridin-baserede ligander og deres kompleksdannelse til Platinum som bicycliske anticancerlægemidler

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

En metode til at manipulere overfladespænding en Liquid Metal via Surface oxidation og reduktion

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Syntese og karakterisering af supramolekylære Colloids

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

Preparation and Reactivity of a Triphosphenium Bromide Salt: A Convenient and Stable Source of Phosphorus(I)

Preparation and Reactivity of a Triphosphenium Bromide Salt: A Convenient and Stable Source of PhosphorusI

Udarbejdelse og reaktivitet af en Triphosphenium Bromid Salt: En Praktisk og stabil kilde til fosfor (I)

We present herein the optimized synthesis of a triphosphenium bromide salt. Apart from being a versatile metathesis reagent, this unusually stable ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Syntese og massespektrometri analyse af Oligo-peptoids

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

Preparation of N-(2-alkoxyvinyl)sulfonamides from N-tosyl-1,2,3-triazoles and Subsequent Conversion to Substituted Phthalans and Phenethylamines

Preparation of N-2-alkoxyvinylsulfonamides from N-tosyl-1,2,3-triazoles and Subsequent Conversion to Substituted Phthalans and Phenethylamines

Forberedelse af N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamider fra N- tosyl-1,2,3-triazoler og efterfølgende konvertering til substituerede Phthalans og Phenethylamines

Decomposition of N-tosyl-1,2,3-triazoles with rhodium(II) acetate dimer in the presence of alcohols forms synthetically versatile ...

Preparation of Stable Bicyclic Aziridinium Ions and Their Ring-Opening for the Synthesis of Azaheterocycles

Forberedelse af stabile bicykliske Aziridinium ioner og deres Ring-åbning for syntese af Azaheterocycles

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the ...