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 forskningen ble støttet av National Research Foundation of Korea (NRF-2020R1A2C1007102 og 2021R1A5A6002803) med Center for New Directions in Organic Synthesis og en HUFS Grant 2022.

1. Syntese av den diastereomeriske blandingen av kiral aziridin (-)-mentolyl ester derivat (1)
<ol><li>Tilsett 2,3-dibromopropan (-)-mentol ester 1a (5,0 g, 13,58 mM, 1,0 equiv) og en magnetisk omrøringsstang i en ovnstørket 250 ml tohalset rundbunnsflaske under nitrogen (N2) atmosfære.</li>
	<li>Tilsett vannfri acetonitril (60 ml) i reaksjonsflasken ved hjelp av en lufttett sprøyte.</li>
	<li>Avkjøl deretter reaksjonsblandingen ved 0 °C ved hjelp av et isbad og rør reaksjonsblandinge...

<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>

Aziridiner som nitrogenholdige heterocykler med tre medlemmer har et enormt potensial for syntetiske startsporter eller mellomprodukter for å forberede nitrogenrike organiske molekyler. Basert på gruppelageret ved ring nitrogen, er de klassifisert som "aktivert" og "ikke-aktiverte" aziridiner hvis kjemiske reaktivitet og selektivitet er forskjellige. Imidlertid er svært begrensede metoder tilgjengelige for å forberede denne verdifulle aziridinen i optisk aktiv form. 
Protokollen i dette do...

Små ringer som består av cyklopropaner, oksiraner og aziridiner finnes i ulike forbindelser som naturlige produkter og legemidler 1,2. De brukes først og fremst som startmaterialer som utnytter ringstammen. Blant de tre-ring forbindelsene har aziridin blitt studert mindre omfattende på grunn av ustabilitet og ukontrollerbar reaktivitet3. Som vist i de elektrostatiske potensielle kartene (figur 1), gjør en gruppe festet til aziridinring-nitrogenet, enten elektron-donerende eller elektron-tiltrekkende, grunnleggende nitrogen forskjellig. Denne forskjellen gir en slående kontrast til reaktivitet og selektivitet av de tilsvarende aziridinene.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63705/63705fig01.jpg"> Figur 1: Kjemiske strukturer av "aktiverte" og "ikke-aktiverte" aziridiner og elektrostatiske potensielle kart over deres representative eksempler N-metylaziridin, og N-acetylaziridin4. Denne figuren er endret med tillatelse fra Ranjith et al.4. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63705/63705fig01large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
Når ring nitrogen har en elektron-trekkende gruppe, for eksempel sulfonat, fosfonat og karbamat, kaller vi det "aktivert" aziridin. Dette er lett reaktivt med nukleofile for å kompensere for ustabiliteten med et begrenset omfang av regiokjemi. Disse aktiverte aziridinene fremstilles gjennom ulike katalytiske metoder og brukes som startmateriale. Mye av den nylige aziridinkjemien har håndtert disse aktiverte aziridinene. Imidlertid lider aktiverte aziridiner visse restriksjoner som følge av deres ustabilitet og begrensede reaksjonsomfang av ringåpningen. På den annen side er aziridiner som bærer elektron-donerende substituenter, som alkyl eller erstattet alkylgrupper, ved ring nitrogen kalt "ikke-aktivert"4, relativt stabile under de fleste omstendigheter og kan bli igjen på benken i lang tid uten betydelig nedbrytning. De nukleofile ringåpningsreaksjonene av ikke-aktivert aziridin oppstår via dannelsen av aziridiniumioner. De fleste reaksjoner av aziridin ringåpning og ringtransformasjoner fortsetter på en svært regiokjemisk måte. Imidlertid diskuterer svært få litteraturrapporter utarbeidelsen av optisk rene ikke-aktiverte aziridiner med substituenter ved C2- ellerC3-stillingene 5,6.
Dette dokumentet viser vellykket fremstilling av α-metylbenzyl gruppeholdig chiral aziridine-2-karboksylat derivater, spesielt (-)-mentolyl (1R)-fenylethylaziridin-2-karboksylater som sin diastereomeriske blanding, fra reaksjonen av 2,3-dibromopropionat og (1R)-fenyletylamin. Fra denne diastereomeriske blandingen ble enantiopure (1R)-fenyletyl-(2R)- og (2S)-aziridin-2-karboksylater som deres (-)-mentolylstere oppnådd i optisk rene former ved selektiv rekrystallisering fra MeOH og n-pentan på multi-hundre kilo skalaer (figur 1)7. Disse (-)-mentolyl estere kan lett konverteres til deres etyl eller metyl estere ved transesterifisering i nærvær av magnesium eller kaliumkarbonat7. Disse forbindelsene kan også enkelt fremstilles på en laboratorieskala fra reaksjonene av alkyl 2,3-dibromopropionater eller vinyltriflate av α ketoester med chiral 2-fenylethylamine etterfulgt av separasjon av diastereomerisk blanding ved hjelp av enkel blitskolonnekromatografi8.
Når vi har enantiopure chiral aziridine-2-karboksylat, kan vi syntetisere ulike sykliske og acykliske nitrogenholdige biologisk viktige målmolekyler basert på funksjonelle gruppetransformasjoner av karboksylat og svært regio- og stereoselektiv aziridin-ringåpningsreaksjoner 6,9,10. Den første hensiktsmessige asymmetriske syntesen ble brukt for både enantiomerer av 5, 6-dihydrouracil-type marine naturlige produkter biemamid B og D som potensielle TGF-β hemmere11,12. For det andre ble den diastereoselektive syntesen av β-(aziridin-2-yl)-β-hydroksy ketoner oppnådd ved Mukaiyama aldol-reaksjon av optisk ren 1-(1-fenyletyl)-aziridin-2-karboksaldehyd og ulike enolsilaner i nærvær av ZnCl2, i høyt utbytte (>82 %) med nesten perfekt stereoselektivitet (98:2 dr) via en chelateringskontrollert overgangstilstand. Disse ble brukt til asymmetrisk syntese av epiallo-isomuscarine alkaloider 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 heterocykleaziridiner er syntetisk svært verdifulle for fremstilling av azacykliske og acykliske molekyler. Det er imidlertid svært vanskelig og arbeidskrevende å lage aziridiner i optisk rene former i stor skala for å bruke asymmetrisk syntese av azaforbindelser. Heldigvis oppnådde vi både enantiomerer (2R)- og (2S)-aziridin-2-karboksylater med elektron-donating α-metylbenzyl gruppe på ring nitrogen som ikke-aktiverte aziridiner. Disse startende aziridinene har to distinkte funksjonelle grupper-svært reaktiv tre-medlem ring og allsidig karboksylat. De gjelder i ringåpning eller ringtransformasjon med aziridin og i funksjonell gruppetransformasjon til andre fra karboksylat. Begge disse enantiomerene ble brukt til fremstilling av biologisk viktige amino acykliske og / eller aza-heterocykliske forbindelser på en asymmetrisk måte. Nærmere bestemt beskriver denne rapporten den første hensiktsmessige asymmetriske syntesen av både enantiomerer av 5, 6-dihydrouracil-type marine naturlige produkter biemamid B og D som potensielle TGF-β hemmere. Denne syntesen besto av regio- og stereoselektiv ringåpningsreaksjon av aziridin-2-karboksylat og påfølgende dannelse av 4-aminoteterahydropyrimidin-2,4-dione. Et annet eksempel i denne protokollen omhandlet en svært stereoselektiv Mukaiyama-reaksjon av aziridine-2-karboksylat og silyl enol eter, etter intramolekylær aziridin ringåpning for å gi enkel og facile tilgang til (-)-epiallo-isomuskarin.

Her rapporterer vi syntesen av enantiopure aziridine-2-karboksylater. Den diastereomeriske blandingen av (R)-(1R,2 S,5 R)-2-isopropyl-5-metylcyklohexyl1-((R)-1-fenyletyl)aziridin-2-karboksylat (2) og (S)-(1R,2S,5R)-2-isopropyl-5-metylcyklohexyl1-((R)-1-fenyletyl)aziridin-2-karboksylat (3) (4,1 g, 90 %) ble fremstilt i kvantitativt utbytte fra 2,3 -dibromopropan (-)-mentolyl ester og (1R)-fenylethylamine som ...

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 studien forbereder vi begge enantiomerer av aziridin-2-karboksylat, som brukes i asymmetrisk syntese av alkaloider, inkludert biemamid B og D, og (-)-epiallo-isomuskarin.

Fremstilling av Enantiopure ikke-aktiverte aziridiner og syntese av Biemamid B, D og epiallo-Isomuscarine

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

I de siste 30 årene har professor Hyun-Joon Has gruppe studert aziridinkjemien og utviklet syntesen av nitrogenholdige verdifulle molekyler på en asymmetrisk måte. I dette visuelle eksperimentet viser vi her syntesen av enantiopure aziridin-2 karboksylat og dens anvendelse for syntesen av biemamid B, D og epiallo-isomuscarine alkaloider. Denne metoden viser utarbeidelsen av både enantiopure L-metanol ester av 2R og 2S aziridine-2 karboksylat i stor skala via selektiv krystalliseringsprosess.I dette visuelle eksperimentet viste vi å lage enantiopure aziridine-2 karboksylat og dens anvendelse for syntesen av biemamid B, D og epiallo-isomuscarine alkaloider. Protokollen i dette papiret er en enkel metode for å forberede ikke-aktiverte aziridiner i stor skala, som inkluderer enkle trinn som krystallisering, filtrering og kolonnekromatografisk prosess. Begynn med å legge til 2, 3-dibromopropan L-metanol ester 1A og en magnetisk rørestang i en ovnstørket, 250 milliliter, tohalset, rundbunnsflaske under nitrogenatmosfære.Bruk en lufttett sprøyte for å tilsette 60 milliliter vannfri acetonitril til reaksjonsflasken. Avkjøl deretter reaksjonsblandingen ved null grader Celsius på et isbad og rør reaksjonsblandingen i fem minutter. Tilsett kaliumkarbonat i reaksjonsblandingen ved samme temperatur og fortsett å røre i 30 minutter.Deretter tilsetter du 2R-fenylethylamine på en dråpevis måte ved romtemperatur og lar reaksjonsblandingen røre i 12 timer. Overvåk deretter fremdriften av reaksjonen med tynnlagskromatografi ved å bruke 9: 1 volum for volum av heksan etylacetat som eluent. Når reaksjonen er fullført, filtrer blandingen over et filterpapir og tilsett vann i det organiske filtratet.Trekk ut det organiske laget med dietyleter to ganger ved hjelp av en separerende trakt. Etter tørking av de kombinerte organiske ekstraktene over 7,5 gram vannfri natriumsulfat, konsentrer det organiske ekstraktet i vacuo ved hjelp av en roterende fordamper for å få en rå blanding av diastereomerisk chiral aziridin som inneholder begge isomerer. Deretter tilsetter du 8,7 gram av råoljeblandingen av kiral aziridin L-metanol ester 1 derivat i 70 milliliter metanol til en ovnstørket, 250 milliliter, enhalset, rundbunnsflaske.Varm deretter reaksjonsblandingen opp til 70 grader Celsius ved hjelp av et varmt vannbad og avkjøl reaksjonsblandingen ved minus 10 grader Celsius til faste krystaller dannes. Filtrer den faste forbindelsen over et filterpapir for å oppnå 2,2 gram R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-metyl-cyclohexyl, 1R1 fenylethyl aziridine-2 karboksylat ester og konsentrer filtratoppløsningen igjen i vacuo ved hjelp av en roterende fordamper. Etter å ha oppløst den gjenværende reaksjonsblandingen i 50 millimeter etanol, krystalliser på minus 10 grader Celsius for å oppnå 1,2 gram R, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl 5-metyl-cyclohexyl 1R1 fenyletyl aziridin-2 karboksylat og bruk den andre alkohol-etanol på samme måte som metanol.Filtrer deretter det rekrystalliserte produktet over et filterpapir og konsentrer den gjenværende råoljen 5,3 gram filtratoppløsning helt i vacuo ved hjelp av en roterende fordamper. Tilsett deretter 50 milliliter pentanhydrkarbonløsningsmiddel mens du holder den gjenværende reaksjonsløsningen på minus 15 grader Celsius og en solid forbindelse på nesten 1,9 gram S, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1-fenylethyl aziridine-2 karboksylat ester oppnås. Når krystallene er klare, konsentrer løsningen igjen i vacuo ved hjelp av en roterende fordamper og oppløs den i 30 milliliter av et pentanhydrkarbonløsningsmiddel.Krystalliser igjen ved minus 15 grader Celsius for å oppnå 8 gram S, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl, 5-methocyclohexyl 1R1 fenylethyl aziridine-2 karboksylate ester to prime. Tilsett R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 fenylethyl aziridine-2 karboksylat og en magnetisk rørestang i en ovnstørket, 25 milliliter, tohalset, rundbunnsflaske under nitrogenatmosfære. Tilsett 1,8 milliliter etanol i reaksjonsflasken ved hjelp av en lufttett sprøyte og rør ved romtemperatur.Tilsett deretter kaliumkarbonat og la det røre ved romtemperatur i to dager og overvåke fremdriften av reaksjonen ved hjelp av tynnlagskromatografi. Etter at reaksjonen er fullført, filtrer blandingen over filterpapir og tilsett vann i det organiske filtratet. Bruk en separerende trakt, trekk ut det organiske laget med dichloromethane to ganger.Etter tørking av de kombinerte organiske ekstraktene over tre gram vannfri natriumsulfat, bruk en roterende fordamper for å konsentrere seg i vacuo. Deretter renser du råproduktet ved normalfase kolonnekromatografi på silikagel for å ha råd til et rent produkt av R-etyl-1 R1 fenyletyl aziridin-2 karboksylat. For å syntetisere azide-åpnet forbindelse, overfør 500 milligram chiral S-etyl 1R1 fenyletyl aziridin-2 karboksylat og en magnetisk rørestang inn i en ovntørket, 50 milliliter, to-hals, rundbunnsflaske under åpen atmosfære.Tilsett deretter 50% vandig etanol til reaksjonsblandingen. Etter avkjøling av reaksjonsblandingen ved null grader Celsius, tilsett dråpevis konsentrert svovelsyre for å opprettholde pH 4.0 og rør i fem minutter. Tilsett deretter natriumazid mens du rører reaksjonsblandingen i 10 minutter ved samme temperatur, og varm deretter ved romtemperatur.Tilsett deretter aluminiumklorid heksahydrat som katalysator ved romtemperatur og la det røre i ytterligere tre timer. Overvåk fremdriften av reaksjonen ved hjelp av tynnlags kromatografi og sluk reaksjonsblandingen med to deler av 20 milliliter mettet natriumbikarbonat. Deretter filtrerer du råoljeblandingen over en celite pad med etanol og konsentrerer reaksjonsblandingen i vacuo ved hjelp av en roterende fordamper.Trekk ut det organiske laget dichloromethane to ganger ved hjelp av en separerende trakt. Tørk det kombinerte organiske laget over fem gram vannfri natriumsulfat i fem minutter. Konsentrer det organiske rålaget i vacuo ved hjelp av en roterende fordamper for å ha råd til et råazidprodukt.Rens råproduktet med normalfaset kolonnekromatografi på silikagel ved å eluting med 40% etylacetat eller heksan for å ha råd til 490 milligram azid-åpnet forbindelse som en viskøs væske. 2, 3-dibromopropan L-metyl ester og 1R-fenylethylamine fører til dannelse av diastereomerisk blanding av R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 fenyletyl aziridin-2 karboylat og S, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 fenylethyl aziridine-2 karboksylat. Metanol gir opphav til enantiopure former for R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl methocyclohexyl 1R1 fenylethyl aziridine-2 karboksylat, og N-pentan gir opphav til S, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-methocyclohexyl 1R1 fenylethyliridine-2 karboksylat.Transesterifisering ved bruk av enten magnesium- eller kaliumkarbonat med alkoholer som metanol og etanol ga tilsvarende alkylster av kiral aziridin-2 karboksylater Regio-selektiv ringåpning av etyl 2S aziridin-2 karboksylat via azide nukleof sekvensielle reaksjoner fører til total syntese av biemamid B og biemamid D.Stereo-selektiv Mukaiyama aldol reaksjon av chiral aziridine-2 karboksylaldehyd og silyl enol eter gir en adduct og dens regio-og stereo-selektive transformasjoner ga minus epiallo-isomuscarine. Vi lyktes i utarbeidelsen av både enantiopure metyl og ester av 2R og 2S aziridin-2 karboksylater i stor skala via selektiv krystalliseringsprosess. Etter å ha laget enantiopure aziridine-2 karboksylater, viste vi her sin anvendelse for den totale syntesen av biemamid B, D og epiallo-isomuscarine alkaloider.

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

Forberedelse og bruk av Samarium Diiodide (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) I Organic Synthesis: det mekanistiske rolle HMPA og Ni (II) salter i Samarium Barbier Reaksjon

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

Mal Regissert Syntese av Plasmonic Gold Nanorør med Fleksibel 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 koplingsreaksjon for syntese av Bispyridine-baserte Ligander og deres kompleks til Platinum som bisykliske legemidler mot kreft

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 for å manipulere overflatespenningen i en Liquid Metal via Surface Oksidasjon og reduksjon

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 av supra 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

Utarbeidelse og reaktivitet av en Triphosphenium Bromide 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 av 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

Utarbeidelse av N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamides N- tosyl-1,2,3-triazoles og påfølgende konvertering til erstattet Phthalans og fenetylaminer

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

Utarbeidelse av stabile bisyklisk Aziridinium ioner og deres Ring-åpning for syntese av Azaheterocycles

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