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

Denna forskning stöddes av National Research Foundation of Korea (NRF-2020R1A2C1007102 och 2021R1A5A6002803) med Center for New Directions in Organic Synthesis och ett HUFS Grant 2022.

1. Syntes av den diastereomera blandningen av kiralt aziridin (-)-mentholylesterderivat (1)
<ol><li>Tillsätt 2,3-dibromopropan (-)-mentolester 1a (5,0 g, 13,58 mM, 1,0 ekv) och en magnetisk omrörningsstång till en ugnstorkad 250 ml tvåhalsad rundkolv under kväveat (N2).</li>
	<li>Tillsätt vattenfri acetonitril (60 ml) till reaktionskolven med en lufttät spruta.</li>
	<li>Kyl sedan reaktionsblandningen vid 0 °C med ett isbad och rör om reaktionsblandningen i 5 min.</li>
	<li>Tillsät...

<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 kvävehaltiga treledade heterocykler har en enorm potential för syntetiska startkrig eller intermediärer för att framställa kväverika organiska molekyler. Baserat på grupplagret vid ringkväve klassificeras de som "aktiverade" och "icke-aktiverade" aziridiner vars kemiska reaktivitet och selektivitet är olika. Emellertid, mycket begränsade metoder finns tillgängliga för att förbereda denna värdefulla aziridin i en optiskt aktiv form. 
Protokollet i detta dokument bes...

Små ringar bestående av cyklopropaner, oxiraner och aziridiner finns i olika föreningar såsom naturliga produkter och läkemedel 1,2. De används främst som utgångsmaterial som utnyttjar deras ringstam. Bland de tre-ring föreningarna har aziridin studerats mindre omfattande på grund av dess instabilitet och okontrollerbara reaktivitet3. Som visas i de elektrostatiska potentialkartorna (figur 1) gör en grupp fäst vid aziridinringkvävet, oavsett om det är elektrondonerande eller elektronadragande, kvävets grundlighet annorlunda. Denna skillnad ger en slående kontrast till reaktiviteten och selektiviteten hos motsvarande aziridiner.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63705/63705fig01.jpg"> Figur 1: Kemiska strukturer av "aktiverade" och "icke-aktiverade" aziridiner och elektrostatiska potentialkartor över deras representativa exempel N-metylaziridin och N-acetylaziridin4. Denna siffra har ändrats med tillstånd från Ranjith et al.4. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63705/63705fig01large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
När ringkväve har en elektronuttagande grupp, såsom sulfonat, fosfonat och karbamat, kallar vi det "aktiverat" aziridin. Detta är lätt reaktivt med nukleofiler för att kompensera för dess instabilitet med ett begränsat omfång av regiokemi. Dessa aktiverade aziridiner framställs genom olika katalytiska metoder och används som utgångsmaterial. Mycket av den senaste tidens aziridinkemi har behandlat dessa aktiverade aziridiner. Aktiverade aziridiner lider emellertid av vissa begränsningar till följd av deras instabilitet och begränsade reaktionsomfång för ringöppningen. Å andra sidan är aziridiner som bär elektrondonerande substituenter, som alkyl- eller substituerade alkylgrupper, vid ringkvävet som kallas "icke-aktiverat"4, relativt stabila under de flesta omständigheter och kan lämnas på bänken under lång tid utan signifikant sönderdelning. De nukleofila ringöppningsreaktionerna av icke-aktiverat aziridin sker via bildandet av aziridiniumjoner. De flesta reaktioner av aziridinringöppning och ringtransformationer fortsätter på ett mycket regiokemiskt sätt. Mycket få litteraturrapporter diskuterar emellertid beredningen av optiskt rena icke-aktiverade aziridiner med substituenter vid C2- eller C3-positionerna 5,6.
Detta papper visar den framgångsrika beredningen av α-metylbensylgruppinnehållande kirala aziridin-2-karboxylatderivat, specifikt (-)-mentolyl (1R)-fenyletylaziridin-2-karboxylater som dess diastereomera blandning, från reaktionen av 2,3-dibromopropionat och (1R)-fenyletylamin. Från denna diastereomera blandning erhölls enantiopure (1R)-fenyletyl-(2R)- och (2S)-aziridin-2-karboxylater som deras (-)-mentolylestrar i optiskt rena former genom selektiv omkristallisation från MeOH och n-pentan på flerahundra kilo skalor (figur 1)7. Dessa (-)-mentholylestrar kan lätt omvandlas till sina etyl- eller metylestrar genom transesterifiering i närvaro av magnesium- ellerkaliumkarbonat7. Dessa föreningar kan också enkelt framställas i laboratorieskala från reaktionerna av alkyl 2,3-dibromopropionater eller vinyltriflaten av α-ketoester med kiral 2-fenyletylamin följt av separation av den diastereomera blandningen med användning av enkel blixtkolonnkromatografi8.
När vi väl har enantiopure kirala aziridin-2-karboxylat kan vi syntetisera olika cykliska och acykliska kväveinnehållande biologiskt viktiga målmolekyler baserat på funktionella grupptransformationer av karboxylat och mycket regio- och stereoselektiva aziridinringöppningsreaktioner 6,9,10. Den första lämpliga asymmetriska syntesen applicerades för båda enantiomererna av 5, 6-dihydrouracil-typ marina naturprodukter biemamid B och D som potentiella TGF-β-hämmare11,12. För det andra uppnåddes den diastereoselektiva syntesen av β-(aziridin-2-yl)-β-hydroxiketoner genom Mukaiyama-aldolkreaktion av optiskt ren 1-(1-fenyletyl)-aziridin-2-karboxaldehyd och olika enolsilaner i närvaro av ZnCl2, i högt utbyte (>82%) med nästan perfekt stereoselektivitet (98:2 dr) via ett kelatkontrollerat övergångstillstånd. Dessa användes för asymmetrisk syntes av epiallo-isomuskarin 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

Kvävehaltiga heterocyklineraziridiner är syntetiskt mycket värdefulla för framställning av azacykliska och acykliska molekyler. Det är emellertid mycket svårt och mödosamt att göra aziridiner i optiskt rena former i stor skala för att tillämpa asymmetrisk syntes av aza-föreningar. Lyckligtvis uppnådde vi framgångsrikt både enantiomerer (2R) - och (2S) -aziridin-2-karboxylater med den elektrondonerande α-metylbensylgruppen vid ringkväve som icke-aktiverade aziridiner. Dessa startaziridiner har två distinkta funktionella grupper - mycket reaktiv treledad ring och mångsidig karboxylat. De är tillämpliga vid ringöppning eller ringtransformation med aziridin och i funktionell grupptransformation till andra från karboxylat. Båda dessa enantiomerer användes vid framställning av biologiskt viktiga aminoacykliska och/eller aza-heterocykliska föreningar på ett asymmetriskt sätt. Specifikt beskriver denna rapport den första lämpliga asymmetriska syntesen av båda enantiomererna av 5, 6-dihydrouracil-typ marina naturprodukter biemamid B och D som potentiella TGF-β-hämmare. Denna syntes bestod av regio- och stereoselektiv ringöppningsreaktion av aziridin-2-karboxylat och efterföljande bildning av 4-aminoteterahydropyrimidin-2,4-dion. Ytterligare ett exempel i detta protokoll behandlade en mycket stereoselektiv Mukaiyama-reaktion av aziridin-2-karboxylat och silylenoleter, efter intramolekylär aziridinringöppning för att ge enkel och lätt tillgång till (-) -epiallo-isomuskarin.

Här rapporterar vi syntesen av enantiopureaziridin-2-karboxylater. Den diastereomeriska blandningen av (R)-(1R,2 S,5 R)-2-isopropyl-5-metylcyklohexyl1-((R)-1-fenyletyl)aziridin-2-karboxylat (2) och (S)-(1R,2S,5R)-2-isopropyl-5-metylcyklohexyl1-((R)-1-fenyletyl)aziridin-2-karboxylat (3) (4,1 g, 90%) framställdes i kvantitativt utbyte från 2,3-dibromopropan (-)-mentolylester och (1 R)-fenyletylamin enligt vad som vi...

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 denna studie förbereder vi båda enantiomererna av aziridin-2-karboxylat, som används vid asymmetrisk syntes av alkaloider, inklusive biemamid B och D, och (-)-epiallo-isomuskarin.

Beredning av enantiopure icke-aktiverade aziridiner och syntes av biemamid B, D och epiallo-isomuskarin

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

Under de senaste 30 åren har professor Hyun-Joon Has grupp studerat aziridinkemin och utvecklat syntesen av kvävehaltiga värdefulla molekyler på ett asymmetriskt sätt. I detta visuella experiment visar vi här syntesen av enantiopureaziridin-2 karboxylat och dess tillämpning för syntes av biemamid B, D och epiallo-isomuskarinalkaloider. Denna metod visar framställningen av både enantiopure L-metanolester av 2R och 2S aziridin-2 karboxylat i stor skala via selektiv kristallisationsprocess.I detta visuella experiment visade vi tillverkningen av enantiopureaziridin-2 karboxylat och dess tillämpning för syntes av biemamid B, D och epiallo-isomuskarinalkaloider. Protokollet i detta dokument är en enkel metod för att förbereda icke-aktiverade aziridiner i stor skala, vilket inkluderar enkla steg som kristallisering, filtrering och kolonnkromatografisk process. Börja med att tillsätta 2, 3-dibromopropan L-metanolester 1A och en magnetisk omrörningsstång i en ugnstorkad, 250-milliliter, tvåhalsad, rundbottenkolv under kväveatmosfär.Använd en lufttät spruta för att tillsätta 60 ml vattenfri acetonitril till reaktionskolven. Kyl sedan reaktionsblandningen vid noll grader Celsius på ett isbad och rör om reaktionsblandningen i fem minuter. Tillsätt kaliumkarbonat i reaktionsblandningen vid samma temperatur och fortsätt omrörningen i 30 minuter.Tillsätt sedan 2R-fenyletylamin på ett droppvis sätt vid rumstemperatur och låt reaktionsblandningen röra om i 12 timmar. Övervaka sedan reaktionens framsteg med tunnskiktskromatografi genom att använda 9: 1 volym för volym hexanetylacetat som elueringsmedel. När reaktionen är klar, filtrera blandningen över ett filterpapper och tillsätt vatten i det organiska filtratet.Extrahera det organiska skiktet med dietyleter två gånger med en separertratt. Efter torkning av de kombinerade organiska extrakten över 7,5 gram vattenfritt natriumsulfat, koncentrera det organiska extraktet i vakuo med hjälp av en roterande förångare för att få en rå blandning av diastereomer kiralt aziridin innehållande båda isomererna. Tillsätt sedan 8,7 gram av den råa blandningen av kiralt aziridin L-metanolester 1-derivat i 70 ml metanol till en ugnstorkad, 250-ml, enkelhalsad, rundbottenkolv.Värm sedan reaktionsblandningen upp till 70 grader Celsius med ett varmt vattenbad och kyl reaktionsblandningen vid minus 10 grader Celsius tills fasta kristaller bildas. Filtrera den fasta föreningen över ett filterpapper för att erhålla 2,2 gram R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl-5-metylcyklohexyl, 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylatester och koncentrera filtratlösningen igen i vakuo med hjälp av en roterande förångare. Efter upplösning av den återstående reaktionsblandningen i 50 millimeter etanol, återkristallisera vid minus 10 grader Celsius för att erhålla 1,2 gram R, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl-5-metyl-cyklohexyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylat och använd den andra alkoholetanolen på samma sätt som metanol vid denna tidpunkt.Filtrera sedan den återkristalliserade produkten över ett filterpapper och koncentrera de återstående råa 5,3 gram filtratlösningen helt i vakuo med hjälp av en roterande förångare. Tillsätt sedan 50 ml av ett pentankolvätelösningsmedel medan den återstående reaktionslösningen hålls vid minus 15 grader Celsius och en fast förening av nästan 1,9 gram S, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-metokykurexyl 1-fenyletylaziridin-2 karboxylatester erhålles. När kristallerna är klara, koncentrera lösningen igen i vakuo med hjälp av en roterande förångare och lös upp den i 30 ml av ett pentankolvätelösningsmedel.Återkristallisera igen vid minus 15 grader Celsius för att erhålla 8 gram S, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl, 5-metokyhexyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylatester två prime. Tillsätt R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-metokyhexyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylat och en magnetisk omrörningsstång i en ugnstorkad, 25-milliliter, tvåhalsig, rundbottenkolv under kväveatmosfär. Tillsätt 1,8 ml etanol till reaktionskolven med en lufttät spruta och rör om vid rumstemperatur.Tillsätt sedan kaliumkarbonat och låt det röra sig vid rumstemperatur i två dagar och övervaka reaktionens framsteg med användning av tunnskiktskromatografi. När reaktionen är klar, filtrera blandningen över filterpapper och tillsätt vatten i det organiska filtratet. Använd en separertratt och extrahera det organiska skiktet med diklormetan två gånger.Efter torkning av de kombinerade organiska extrakten över tre gram vattenfritt natriumsulfat, använd en roterande förångare för att koncentrera sig i vakuo. Därefter rena råprodukten genom normalfaskolonnkromatografi på kiselgel för att ge en ren produkt av R-etyl-1 R1 fenyletylaziridin-2 karboxylat. För att syntetisera azidöppnad förening, överför 500 milligram kiral S-etyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylat och en magnetisk omrörningsstång till en ugnstorkad, 50-milliliter, tvåhalsad, rundbottenkolv under öppen atmosfär.Tillsätt sedan 50% vattenhaltig etanol till reaktionsblandningen. Efter kylning av reaktionsblandningen vid noll grader Celsius, tillsätt droppvis koncentrerad svavelsyra för att bibehålla pH 4,0 och rör om i fem minuter. Tillsätt sedan natriumazid under omrörning av reaktionsblandningen i 10 minuter vid samma temperatur och värm sedan vid rumstemperatur.Tillsätt sedan aluminiumkloridhexahydrat som katalysator vid rumstemperatur och låt omröras i ytterligare tre timmar. Övervaka reaktionens framsteg med användning av tunnskiktskromatografi och släck reaktionsblandningen med två portioner av 20 ml mättat natriumbikarbonat. Filtrera sedan råblandningen över en celitkudde med etanol och koncentrera reaktionsblandningen i vakuo med hjälp av en roterande förångare.Extrahera det organiska skiktet diklormetan två gånger med hjälp av en separertratt. Torka det kombinerade organiska skiktet över fem gram vattenfritt natriumsulfat i fem minuter. Koncentrera det råa organiska skiktet i vakuo med en roterande förångare för att ge en rå azidprodukt.Rena råprodukten med normalfaskolonnkromatografi på kiselgel genom att eluera med 40% etylacetat eller hexan för att ge 490 milligram azidöppnad förening som en viskös vätska. 2, 3-dibromopropan L-metylester och 1R-fenyletylamin leder till bildandet av diastereomer blandning av R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-metokylfexyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboylat och S, 1R, 2S, 5R 2-isopropyl 5-metokyroxyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylat. Metanol ger upphov till enantiopurformer av R, 1R, 2S, 5R, 2-isopropylmetocyklohexyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylat och N-pentan ger upphov till S, 1R, 2S, 5R, 2-isopropyl 5-metokyhexyl 1R1 fenyletylaziridin-2 karboxylat.Transesterifiering med användning av antingen magnesium eller kaliumkarbonat med alkoholer såsom metanol och etanol gav motsvarande alkylester av kiral aziridin-2 karboxylater Regioselektiv ringöppning av etyl 2S-aziridin-2 karboxylat via azidnukleofil genom sekventiella reaktioner leder till total syntes av biemamid B och biemamid D.Stereoselektiv Mukaiyama-aldolidreaktion av kiralt aziridin-2 karboxylaldehyd och silylenoleter ger en addukt och dess regio-och stereoselektiva transformationer gav minus epiallo-isomuskarin. Vi lyckades framställa både en enantiopuremetyl och ester av 2R- och 2S-aziridin-2-karboxylater i stor skala via selektiv kristallisationsprocess. Efter att ha gjort enantiopureaziridin-2 karboxylater visade vi här dess tillämpning för den totala syntesen av biemamid B, D och epiallo-isomuskarinalkaloider.

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

Beredning och användning av samariumdijodid (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) I Organic Synthesis: den mekanistiska roll HMPA och Ni (II) salter i Samarium Barbier Reaktion

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

Mall Riktad Syntes av plasmoniska Gold Nanorör med Avstämbara 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 Koppling Reaktion för syntes av bispyridin-baserade ligander och deras komplexbildning till Platinum som bicykliska läkemedel mot cancer

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 metod för att manipulera Ytspänning av en flytande metall genom ytoxidation och 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

Syntes och karakterisering av Supramolekylära 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

Upprättande och reaktivitet av en Triphosphenium bromidsalt: En bekväm och stabil källa till 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

Syntes och masspektrometri analys 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

Beredning av N-(2-alkoxyvinyl) sulfonamider från N- tosyl-1,2,3-triazoler och senare omvandling att ersätta Phthalans och 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

Beredning av stabil bicykliska Aziridinium joner och deras ringa-öppning för syntesen av Azaheterocycles

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