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

Bu araştırma, Eğitim Bakanlığı tarafından finanse edilen Kore Temel Bilim Enstitüsü (Ulusal Araştırma Tesisleri ve Ekipman Merkezi) hibesi (2022R1A6C101A751) tarafından desteklenmiştir. Bu çalışma aynı zamanda Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) hibeleri (2020R1A2C1007102 ve 2021R1A5A6002803) tarafından da desteklenmiştir.

Yapı, tam NMR spektrumları, optik saflık ve HRMS-MALDI verileri dahil olmak üzere sentezlenen tüm ürünlerin (1-5) ayrıntıları Ek Dosya 1'de verilmiştir.
1. 3-(aziridin-2-il)akrilik aldehit sentezi (1a)
<ol><li>Vakum koşullarında bir karıştırıcı çubuğu ve bir septum ile donatılmış 50 mL yuvarlak tabanlı bir şişeyi alevle kurutun. Argon gazı ile doldururken oda sıcaklığına soğutun.</li>
	<li>Şişeye susuz tolue...

Ayrılamaz bir diastereomer karışımının oluşumu, nitrojen kaynağı olarak N-Boc-O-tosyl veya N-Ts-O-tosyl hidroksilamin kullanıldığında, kiral 3-[1-(1-feniletil)aziridin-2-yl)]akrilaldehitin organokatalitik aziridinasyonu sırasında zaman zaman gözlenmiştir. Ayrıca, katalizör olarak diaril silil eter prolinol miktarı %7 mol'den %20 mol'e 47,48,49'a çıkarıldığında bitişik bisaziridin ürünün?...

Ürün seçiciliğini hassas bir şekilde kontrol eden çeşitli reaktif bölgelere sahip küçük organik moleküllerin rasyonel tasarımı, modern organik sentez ve yeşil kimyada kilit bir hedeftir 1,2,3,4,5,6,7,8. Bu hedefe ulaşmak için, aziridinlerin modüler sentezi ile ilgilendik. Aziridinler, yapısal olarak önemli çerçeve 9 nedeniyle, çoklu nükleofiller 10,11,12,13,14,15,16,17,18 ile regioselektif halka açma reaksiyonlarına yol açabilen elektronik olarak farklı bir N-ikame edici setine sahip yapısal olarak önemli çerçeve9 nedeniyle çoğu organik kimyagerin ilgisini çekmektedir. 19 ve antitümör, antimikrobiyal ve antibakteriyel özellikler gibi çeşitli farmakolojik aktiviteler. Aziridin kimyasındaki ilerlemelere rağmen, aktive edilmemiş aziridin ve aktive edilmiş aziridin literatürde bağımsız sentezlere ve halka açma reaksiyonlarına sahiptir20.
Bu nedenle, hem aktive olmayan hem de aktive olmuş aziridinleri içeren bitişik bisaziridinleri sentezlemeyi amaçladık. Bu bitişik bizaziridinler, iki farklı aziridinin aşağıdaki elektronik özelliklerine ve nükleofillere reaktivitesine dayanan kemoselektif bir halka açma modelini sistematik olarak rasyonelleştirmek için kullanılabilir 20,21,22,23,24: a) elektron çeken ikame maddelerinin azot üzerindeki negatif yükü konjugatif olarak stabilize ettiği, çoklu nükleofiller ile kolayca reaksiyona girdiği aktif aziridinler. halka açılmış ürünlere izin vermek; b) azotun elektron bağışlayan ikame maddelerine bağlandığı aktive edilmemiş aziridinler, nükleofillere karşı oldukça etkisizdir; Bu nedenle, halka açılmış ürünleri yüksek verimde20,21,25,26 oranında karşılamak için uygun bir aktivatör (esas olarak Brønsted veya Lewis asitleri) ile bir ön aktivasyon adımı gereklidir.
Bu çalışma, geçiş metalsiz organokataliz yoluyla kiral yapı taşları olarak bitişik bisaziridinlerin rasyonel tasarımını ve bisaziridinlerin halka açma reaksiyonları için öngörücü modelleme araçları kullanılarak çeşitli azot bakımından zengin moleküllerin sentezini açıklamaktadır. Bu çalışma, azotla zenginleştirilmiş biyoaktif bileşiklerin ve doğal ürünlerin yapımında ve aziridinlerin polimerizasyonunda pratik yöntemlerin geliştirilmesini teşvik etmeyi amaçlamaktadır.

<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

Üç üyeli bir halka içeren reaktif organik moleküllerin bir sınıfı olan aziridinler, C-ikame edilmiş aziridinlerin regiokontrollü halka açıklığı yoluyla çok çeşitli işlevselleştirilmiş azot içeren hedef bileşiklerin sentezi için önemli sentezlerdir. Son on yılda aziridin sentezindeki muazzam ilerlemeye rağmen, bitişik bisaziridinlere verimli bir şekilde erişmek zor olmaya devam etmektedir. Bu nedenle, çeşitli nükleofiller ile regioselektif halka açma reaksiyonları için tek aziridin omurgasının ötesinde elektronik olarak farklı bir N-ikame maddesi seti taşıyan bitişik bizaziridinleri sentezlemekle ilgileniyorduk. Bu çalışmada, kiral organokatalizör olarak (2 S)-[difenil(trimetilsililoksi)metil]pirolidinin varlığında azot kaynağı olarak N-Ts-O-tosyl veya N-Boc-O-tosyl hidroksilamin ile kiral (E)-3-((S)-1-(R)-1-feniletil)-1-feniletil)-1-feniletil)-akrililaldehitin organokatalitik asiridinasyonu ile kiral bitişik bisaziridinler hazırlanmıştır. Ayrıca burada gösterilen bitişik bisaziridinlerin kükürt, azot, karbon ve oksijen gibi çeşitli nükleofiller ile regioselektif halka açma reaksiyonlarının temsili örnekleri ve bitişik bisaziridinlerin Pd-katalizörlü hidrojenasyon ile çok ikame edilmiş kiral pirrolidinlerin sentezine uygulanması.

Bitişik bir bisaziridin hazırlamanın elde edilebilirliğini araştırmak için, (E)-3-((S)-1-(R)-1-feniletil)aziridin-2-il)akrilaldehit (1a) ilk olarak adım 1'de belirtilen prosedüre göre bir model substrat olarak sentezlenmiştir (Şekil 1)28.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64019/64019fig01.jpg"> ...

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

Aktif olmayan ve aktive olmuş aziridinler içeren bitişik bizaziridinler asimetrik organokatalitik aziridinasyonlarla sentezlendi ve daha sonra asidik veya bazik koşullar altında kemoselektif halka açma reaksiyonlarına tabi tutuldu. Aktive edilmemiş aziridin halkası asidik koşullar altında daha az reaktif nükleofil ile açılırken, aktive edilmiş aziridin halkası temel koşullar altında daha reaktif nükleofiller ile açılır.

Regioselektif halka açma reaksiyonları için bitişik bisaziridinlerin hazırlanması

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

Protokolümüzün önemi, hem aktif hem de aktive edilmemiş aziridinler içeren bitişik bisaziridinin rasyonel tasarımıdır ve çeşitli nükleofiller ile regioselektif halka açma reaksiyonlarına maruz bırakmaktadır. Bu tekniğin avantajı, seçici halka açıklıkları için öngörücü modelleme araçları kullanarak azot bakımından zengin moleküllerin sentezine izin vermesidir. Mevcut protokol, azotla zenginleştirilmiş biyoaktif bileşiklerin ve doğal ürünlerin sentezi için pratik yöntemler geliştirmek için kullanılabilir.Başlamak için, vakum koşulları altında 50 mililitrelik yuvarlak tabanlı bir şişeyi bir karıştırıcı çubuğu ve bir septum ile alevle kurutun. Oda sıcaklığına soğuttuktan sonra argon gazı ile doldurun. Daha sonra şişeye susuz metanol ve aldehit ekleyin ve çözeltiyi bir dakika karıştırın.Daha sonra, karıştırılmış çözeltiye sodyum borohidrit ekleyin ve reaksiyon karışımını bir saat boyunca sıfır santigrat derecede karıştırın. Etil asetat ve hekzanları bir elüent olarak kullanarak TLC ile reaksiyon ilerlemesini izleyin. Bir saat sonra, reaksiyon karışımını damıtılmış suyla söndürün ve bir ayırma hunisinde etil asetat ile ekstrakte edin.Kombine organik tabakayı susuz sodyum sülfat üzerinde kurutun, filtreleyin ve vakumda konsantre olun. Saf ürünleri sarı bir sıvı olarak izole etmek için ham kalıntıyı silika jel flaş kromatografisi ile etil asetat ve elüent olarak hekzanlarla saflaştırın. Daha sonra, ürünü NMR ve polarimetre ölçümleri ile onaylayın.İlk olarak, vakum koşulları altında bir karıştırıcı çubuğu ve bir septum ile beş mililitrelik yuvarlak tabanlı bir şişeyi alevle kurutun. Daha sonra argon gazı ile doldururken oda sıcaklığına soğutun. Daha sonra, daha önce sentezlenmiş bisaziridin ve asetik asidi şişeye ekleyin.Karışımı oda sıcaklığında beş saat boyunca karıştırın ve etil asetat ve hekzanları bir elüent olarak kullanarak TLC ile reaksiyon ilerlemesini izleyin. Beş saat sonra, asetik asidi vakumda çıkarın ve saf ürünü sarı bir sıvı olarak izole etmek için silika jel flaş kromatografisi ile ham kalıntıyı elüent olarak etil asetat ve hekzanlarla saflaştırın. Ürünü NMR ve polarimetre ölçümleri ile onaylayın.Proton NMR spektrumu, aziridine bitişik etil alkoldeki alkol hidrojenine karşılık gelen ve bir aldehitin etil alkole indirgendiğini gösteren 1.42 ppm'de bir zirve ortaya çıkardı. Ayrıca, 4.00 ve 3.54 ppm'deki zirveler, etil alkoldeki metilen hidrojenlerini temsil eder. 2.13 ppm'de gözlenen zirve, asetatın metil hidrojenlerine karşılık gelirken, 4.43 ve 4.15 ppm'deki zirveler, aziridin halka açma reaksiyonundan sonra oluşan asetata bitişik metilen hidrojenlerine karşılık gelir.NaBH4'ü içeren indirgemenin ekzotermik olduğu bulunmuştur ve bu nedenle reaksiyon sıcaklığını sıfır santigrat derecede tutar. Ayrıca, NaBH4'ün H2O ile söndürülmesi sırasında özen gösterilmesi gerekir. Bu tekniğin, biyolojik aktivitelere sahip azotla zenginleştirilmiş kompleks moleküllerin inşası için pratik yöntemlerin geliştirilmesine yönelik daha fazla araştırmayı teşvik edeceğine inanıyoruz.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Fonksiyonlu naftalenlerin / Solvatochromic Boyaların Sentez için Mikrodalga-destekli Moleküliçi Dehydrogenative Diels-Alder Reaksiyonları

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

Sıcak Biyolojik kataliz: İzotermal Titrasyon Kalorimetre enzimatik reaksiyonların Characterize

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

Sürekli akış İşleme kullanma Gerçekleştirilen Reaksiyonları Gerçek zamanlı izleme: Bir Örnek olarak 3-Acetylcoumarin Hazırlanması

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

Organolityum Reaktifleri kullanarak Güvenli litiasyon Reaksiyonlar için Protokol

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

Photoredox yüzük-açılış polimerizasyon O- Carboxyanhydrides Ni/Zn kompleksleri tarafından aracılı ile kontrol

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

Enzimatik Cascade reaksiyonlardan L-lizin Amino kiral alkoller sentezi için

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

C60/Graphene hibrid nanoyapıların malzemelerin hazırlık ve

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

Kararlı Bicyclic Aziridinium iyonları ve onların halka açılış Azaheterocycles sentezi için hazırlanması

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

Regioselective O- glikozilasyon nükleozitler üzerinden geçici 2', 3'-Diol koruması tarafından Boronic Ester Disaccharide nükleozitler sentezi için

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

N oluşur Carbenes Photogeneration: Photoinduced yüzük-açılış sentezde polimerizasyon uygulamada

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 ...