Name: preparation of contiguous bisaziridines for regioselective ring-opening reactions
Uploaded: 2022-07-28T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Contiguous Bisaziridines for Regioselective Ring-Opening Reactions at JoVE.com

تم دعم هذا البحث من خلال منحة المعهد الكوري للعلوم الأساسية (المركز الوطني لمرافق ومعدات البحوث) الممولة من وزارة التعليم (2022R1A6C101A751). تم دعم هذا العمل أيضا من خلال منح المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا (NRF) (2020R1A2C1007102 و 2021R1A5A6002803).

وترد تفاصيل جميع المنتجات المركبة (1-5)، بما في ذلك الهيكل، وأطياف الرنين المغناطيسي النووي الكاملة، والنقاء البصري، وبيانات نظام إدارة الموارد البشرية-MALDI، في الملف التكميلي 1.
1. توليف 3-(أزيريدين-2-يل) ألدهيد أكريل (1أ)
<ol><li>جفف اللهب قارورة مستدير?...

وقد لوحظ أحيانا تكوين خليط لا ينفصل من الدياستيريومات أثناء فترة أزيريدين التحفيز العضوي للكيارال 3-[1-(1-فينيل إيثيل)أزيريدين-2-يل)]أكريلالدهيد، عندما تم استخدام N-Boc-O-tosyl أو N-Ts-O-tosyl hydroxylamine كمصدر للنيتروجين. علاوة على ذلك ، انخفض محصول منتج بيسازيريدين المجاور عندما زادت ك...

التصميم العقلاني للجزيئات العضوية الصغيرة ذات المواقع التفاعلية المتنوعة التي تتحكم بدقة في انتقائية المنتج هو هدف رئيسي في التوليف العضوي الحديث والكيمياء الخضراء1،2،3،4،5،6،7،8. لتحقيق هذا الهدف ، كنا مهتمين بالتوليف المعياري للأزيريدين. تعتبر الأزيريدين ذات أهمية لمعظم الكيميائيين العضويين ، نظرا لإطارها المهم هيكليا9 مع مجموعة متنوعة إلكترونيا من بدائل N التي يمكن أن تؤدي إلى تفاعلات فتح حلقة انتقائية مع العديد من النيوكليوفيلات 10,11,12,13,14,15,16,17,18, 19 ، والأنشطة الدوائية المتنوعة مثل خصائص مضادة للأورام ومضادات الميكروبات ومضادة للبكتيريا. على الرغم من التقدم في كيمياء الأزيريدين ، فإن الأزيريدين غير المنشط والأزيريدين المنشط لهما توليفات مستقلة وتفاعلات فتح الحلقة في الأدبيات20.
لذلك ، كنا نهدف إلى توليف البيسازيريدين المتجاورة التي تضم كلا من الأزيريدين غير المنشط والمنشط. يمكن استخدام هذه البيسازيريدين المتجاورة لترشيد نمط فتح الحلقة الانتقائية الكيميائية بشكل منهجي استنادا إلى الخصائص الإلكترونية التالية للأزيريدين المختلفين وتفاعلهما مع النيوكليوفيلات20،21،22،23،24: أ) الأزيريدين المنشط، حيث تعمل البدائل المسحوبة للإلكترون على تثبيت الشحنة السالبة على النيتروجين بشكل متزامن، وتتفاعل بسهولة مع العديد من النيوكليوفيلات إلى السماح بالمنتجات المفتوحة الحلقة ؛ ب) الأزيريدين غير المنشط، الذي يرتبط فيه النيتروجين ببدائل التبرع بالإلكترونات، خاملة إلى حد كبير تجاه النيوكليوفيلات؛ وبالتالي ، هناك حاجة إلى خطوة ما قبل التنشيط مع منشط مناسب (بشكل رئيسي أحماض Brønsted أو Lewis) لتوفير المنتجات المفتوحة للحلقة في غلات عالية20،21،25،26.
تصف هذه الدراسة التصميم العقلاني للبيسازيريدين المتجاورة كلبنات بناء دائرية عن طريق التحفيز العضوي الخالي من المعادن الانتقالية وتخليق جزيئات متنوعة غنية بالنيتروجين باستخدام أدوات النمذجة التنبؤية لتفاعلات فتح الحلقة من البيسازيريدين. تهدف هذه الدراسة إلى تحفيز تطوير الأساليب العملية لبناء المركبات النشطة بيولوجيا الغنية بالنيتروجين والمنتجات الطبيعية وبلمرة الأزيريدين.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>(R)-(+)-&#945;,&#945;-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl ether</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>677191</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(R)-1-((R)-1-phenylethyl)aziridine-2-carbaldehyde</td>
			<td>Imagene Co.,Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(S)-(&#8211;)-&#945;,&#945;-Diphenyl-2-pyrrolidinemethanol trimethylsilyl ether</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>677183</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(S)-2-(diphenyl((trim ethylsilyl)oxy)methyl)pyrrolidine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>677183</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(Triphenylphosphoranylidene) acetaldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>280933</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,2-Dichloroethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>284505</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AB Sciex 4800 Plus MALDI TOFTM (2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) matrix</td>
			<td>Sciex</td>
			<td></td>
			<td>High resolution mass spectra</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6283</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>254134</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>aniline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>132934</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autopol III digital polarimeter</td>
			<td>Rudolph Research Analytical</td>
			<td></td>
			<td>polarimeter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AVANCE III HD (400 MHz) spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>NMR spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bruker Ascend 500 (500 MHz)</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>NMR spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Celite 535</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>22138</td>
			<td>For Celite pad</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270997</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Di-tert-butyl dicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>361941</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl Acetate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270989</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl nitroacetate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>192333</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imidazole</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I2399</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INOVA 400WB (400 MHz)</td>
			<td>Varian</td>
			<td></td>
			<td>NMR spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JMS-700</td>
			<td>JEOL</td>
			<td></td>
			<td>High resolution mass spectra</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>322415</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Boc-O-tosylhydroxylamine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>775037</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P-2000</td>
			<td>JASCO</td>
			<td></td>
			<td>polarimeter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Palladium hydroxide on carbon</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>212911</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenyl-1H-tetrazole-5-thiol</td>
			<td>TCI</td>
			<td>P0640</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>227196</td>
			<td>For flash clromatography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel on TLC plates</td>
			<td>Merck</td>
			<td>60768</td>
			<td>TLC plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S8750</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2002</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>452882</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium carbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2127</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tert-Butyldimethylsilyl chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>190500</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>401757</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244511</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zinc bromide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>230022</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zinc chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>429430</td>
			<td>reagent</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of contiguous bisaziridines for regioselective ring-opening reactions

الأزيريدين ، وهي فئة من الجزيئات العضوية التفاعلية التي تحتوي على حلقة من ثلاثة أعضاء ، هي تركيبات مهمة لتخليق مجموعة كبيرة ومتنوعة من المركبات المستهدفة المحتوية على النيتروجين من خلال فتح الحلقة المعاد التحكم فيها للأزيريدين البديلين C. على الرغم من التقدم الهائل في توليف الأزيريدين على مدى العقد الماضي، إلا أن الوصول إلى البيسازيريدين المتجاورة بكفاءة لا يزال صعبا. لذلك ، كنا مهتمين بتوليف البيسازيريدين المتجاورة التي تحمل مجموعة متنوعة إلكترونيا من بدائل N خارج العمود الفقري الأزيريدين الفردي لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية مع النيوكليوفيلات المتنوعة. في هذه الدراسة ، تم تحضير البيسازيريدين المتجاورة الدائرية عن طريق أزيريدين غير متماثل عضوي من chiral (E)-3-(S)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyde مع N-Ts-O-tosyl أو N-Boc-O-tosyl hydroxylamine كمصدر للنيتروجين في وجود (2 S)-[ثنائي الفينيل (trimethylsilyloxy)methyl] pyrrolidine كمحفز عضوي دائري. كما تظهر هنا أمثلة تمثيلية لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية للبيسازيريدين المتجاورة مع مجموعة متنوعة من النيوكليوفيلات مثل الكبريت والنيتروجين والكربون والأكسجين ، وتطبيق البيسازيريدين المتجاورة على تخليق البيروليدين الدائري متعدد البدائل بواسطة الهدرجة المحفزة ب Pd.

للتحقيق في إمكانية تحضير بيسازيريدين متجاورة، تم تصنيع (E)-3-(S)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl)acrylaldehyde (1a) لأول مرة كركيزة نموذجية وفقا للإجراء المذكور في الخطوة 1 (الشكل 1)28.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64019/64019f...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Contiguous Bisaziridines for Regioselective Ring-Opening Reactions at JoVE.com

Preparation of Contiguous Bisaziridines for Regioselective Ring-Opening Reactions

تم تصنيع البيسازيريدين المتجاورة التي تحتوي على أزيريدينات غير نشطة ومنشطة بواسطة أزيريدينات محفزة عضوية غير متماثلة ثم تعرضت لتفاعلات فتح حلقة كيميائية انتقائية في ظل ظروف حمضية أو أساسية. تفتح حلقة الأزيريدين غير المنشطة مع نيوكليوفيلات أقل تفاعلا في ظل الظروف الحمضية ، في حين تفتح حلقة الأزيريدين المنشطة مع نيوكليوفيلات أكثر تفاعلا في ظل الظروف الأساسية.

تحضير البيسازيريدين المتجاورين لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية

Aziridines, a class of reactive organic molecules containing a three-membered ring, are important synthons for the synthesis of a large variety of ...

تكمن أهمية بروتوكولنا في التصميم العقلاني للبيسازيريدين المتجاورة التي تحتوي على كل من الأزيريدين المنشط وغير المنشط ، وإخضاعه لتفاعلات فتح الحلقة الانتقائية مع النيوكليوفيلات المتنوعة. ميزة هذه التقنية هي أنها تسمح بتخليق الجزيئات الغنية بالنيتروجين باستخدام أدوات النمذجة التنبؤية لفتحات الحلقة الانتقائية. يمكن استخدام البروتوكول الحالي لتطوير طرق عملية لتوليف المركبات النشطة بيولوجيا الغنية بالنيتروجين والمنتجات الطبيعية.للبدء ، قم بتجفيف قارورة مستديرة القاع سعة 50 ملليلتر مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. بعد تبريده إلى درجة حرارة الغرفة ، املأه بغاز الأرجون. ثم أضف الميثانول اللامائي والألدهيد إلى القارورة ، وحرك المحلول لمدة دقيقة.بعد ذلك ، أضف بوروهيدريد الصوديوم إلى المحلول المتحرك ، وحرك خليط التفاعل عند صفر درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. راقب تقدم التفاعل بواسطة TLC ، باستخدام خلات الإيثيل والهكسانات كعامل توضيحي. بعد ساعة واحدة ، قم بإخماد خليط التفاعل بالماء المقطر ، واستخلص مع خلات الإيثيل في قمع منفصل.جفف الطبقة العضوية المدمجة فوق كبريتات الصوديوم اللامائية ، وقم بتصفيتها وتركيزها في فراغ. قم بتنقية البقايا الخام بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا باستخدام خلات الإيثيل والهكسانات كمفرد ، لعزل المنتجات النقية كسائل أصفر. بعد ذلك ، تأكد من المنتج عن طريق قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب.أولا ، قم بتجفيف قارورة مستديرة القاع سعة خمسة ملليلتر باللهب مع قضيب تحريك وحاجز تحت ظروف التفريغ. ثم قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة أثناء ملئه بغاز الأرجون. بعد ذلك ، أضف البيسازيريدين وحمض الخليك الذي تم تصنيعه مسبقا إلى القارورة.حرك الخليط في درجة حرارة الغرفة لمدة خمس ساعات ، وراقب تقدم التفاعل بواسطة TLC ، باستخدام خلات الإيثيل والهكسانات كعامل استبياني. بعد خمس ساعات ، قم بإزالة حمض الخليك في فراغ ، وتنقية البقايا الخام بواسطة كروماتوغرافيا فلاش هلام السيليكا مع خلات الإيثيل والهكسانات كعامل ، لعزل المنتج النقي كسائل أصفر. قم بتأكيد المنتج عن طريق قياسات الرنين المغناطيسي النووي ومقياس الاستقطاب.كشف طيف الرنين المغناطيسي النووي للبروتون عن ذروة عند 1.42 جزء في المليون ، المقابلة للهيدروجين الكحولي في الكحول الإيثيلي المجاور للأزيريدين ، مما يشير إلى انخفاض الألدهيد إلى الكحول الإيثيلي. علاوة على ذلك ، تمثل القمم عند 4.00 و 3.54 جزء في المليون هيدروجين الميثيلين في الكحول الإيثيلي. وتتوافق الذروة المرصودة عند 2.13 جزء في المليون مع هيدروجينات الميثيل في الأسيتات، في حين أن القمم عند 4.43 و4.15 جزء في المليون تتوافق مع هيدروجينات الميثيلين المجاورة للخلات التي تشكلت بعد تفاعل فتح حلقة الأزيريدين.وقد وجد أن التخفيض الذي ينطوي على NaBH4 طارد للحرارة ، وبالتالي ، الحفاظ على درجة حرارة التفاعل عند صفر درجة مئوية. أيضا ، هناك حاجة إلى الرعاية أثناء تبريد NaBH4 بواسطة H2O. نعتقد أن هذه التقنية ستحفز المزيد من البحث نحو تطوير طرق عملية لبناء جزيئات معقدة غنية بالنيتروجين لها أنشطة بيولوجية.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

بمساعدة الميكروويف داخل الجزيء Dehydrogenative ديلز ألدر، ردود الفعل لتركيب النفثالين Functionalized / الأصباغ Solvatochromic

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Hot Biological Catalysis: Isothermal Titration Calorimetry to Characterize Enzymatic Reactions

الساخنة البيولوجية الحفز: متساوي الكالوري المعايرة لوصف التفاعلات الإنزيمية

Isothermal titration calorimetry (ITC) is a well-described technique that measures the heat released or absorbed during a chemical reaction, using it as ...

Real-time Monitoring of Reactions Performed Using Continuous-flow Processing: The Preparation of 3-Acetylcoumarin as an Example

رصد في الوقت الحقيقي من ردود الفعل تنفيذها باستخدام معالجة التدفق المستمر: إعداد 3-Acetylcoumarin كمثال

By using inline monitoring, it is possible to optimize reactions performed using continuous-flow processing in a simple and rapid way. It is also possible ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

بروتوكول لردود الفعل الآمن Lithiation عن طريق Organolithium الكواشف

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

التحكم في فوتوريدوكس افتتاح الدائري البلمرة من س-كاربوكسيانهيدريديس توسط مجمعات ني/الزنك

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, ...

Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

تتالي الانزيمية ردود لتوليف الكحوليات الأمينية مراوان L-يسين

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. ...

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

إعداد وتوصيف ج60/Graphene الهجين النانو

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We ...

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

إعداد أيونات أزيريدينيوم تربين مستقرة وعلى فتح الحلقة لتوليف أزاهيتيروسيكليس

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

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

ريجيوسيليكتيفي س-جليكوسيليشن من نوكليوسدس عن طريق المؤقتة 2 '، 3'-ديول الحماية إستر برونك لتركيب نوكليوسدس ديساكهارايد

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having ...

Photogeneration of N-Heterocyclic Carbenes: Application in Photoinduced Ring-Opening Metathesis Polymerization

فوتوجينيريشن كاربينيس ن الحلقية: التطبيق في فوتويندوسيد افتتاح الدائري الناتج بلمرة

We report a method to generate the N-heterocyclic carbene (NHC) 1,3-dimesitylimidazol-2-ylidene (IMes) under UV-irradiation at 365 nm to characterize IMes ...