One-pot magnetron-bijgewoonde conversie van anomere nitraat-esters naar Trichloroacetimidates
Summary
Een 2-azido-1-nitraat-ester kan worden geconverteerd naar de corresponderende 2-azido-1-trichloroacetimidate in een één-pot-procedure. Het doel van het manuscript is om aan te tonen van de nut van de reactor van de magnetron in de synthese van de koolhydraten.
Abstract
Het doel van de volgende procedure is bedoeld als een demonstratie van de één-pot-omzetting van een 2-azido-1-nitraat-ester naar donateur glycosyl trichloroacetimidate. Na azido-nitratie van een glycal, de ester van de 2-azido-1-nitraat product kan worden gehydrolyseerd onder magnetron-bijgewoonde bestraling. Deze transformatie is meestal bereikt met sterk nucleofiele reagentia en uitgebreide reactietijden. Magnetron bestraling induceert hydrolyse, bij gebrek aan reagentia, met korte reactietijden. Na denitration, de intermediaire anomere alcohol wordt omgezet, in dezelfde pot, naar de overeenkomstige 2-azido-1-trichloroacetimidate.
Introduction
Als gevolg van hun alomtegenwoordigheid in de moleculaire biologie zijn koolhydraten langdurige dedoelenvoorde chemische synthese. 1 , 2 , 3 de kern van elke succesvolle synthetische campagne is de juiste inzet van glycosylatie reacties op de oligosaccharide keten bouwen. 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 niet verrassend, er zijn een groot aantal methoden voor het installeren van glycosidebindingen. 13 , 14 the Koenigs-Knorr methode is een van de vroegst bekende procedures en omvat een glycosyl chloride of bromide (en) te koppelen met een alcoholische component, meestal onder zware metalen (kwik of zilver) activering. 15 verwante glycosyl fluoriden werden geïntroduceerd als donoren in 1981 door de groep Mukaiyama en wijdverbreide toepassing vanwege hun verhoogde thermische en chemische stabiliteit hebben gevonden. 16 aan de andere kant van het spectrum van reactiviteit zijn glycosyl jodiden, die veel meer reactief dan de andere halogenides. Verhoogde reactiviteit gaat gepaard met toegenomen stereocontrol, met name wanneer de vorming van α-linked oligosacchariden. 17 naast “haloglycosides”, thioglycosides hebben gevonden brede utility, gedeeltelijk als gevolg van hun gemak van vorming, stabiliteit tot een veelheid aan omstandigheden en activering met elektrofiele reagentia. 18
De bovenstaande focus bij het omzetten van een anomere alcohol naar een “niet-zuurstof” bevattende, latente verlaten van de groep die wordt geactiveerd en uiteindelijk verdreven door een alcohol van een molecule acceptor manieren. Anomere zuurstof activering zoals beschreven door de school Schmidt, richt zich op de C1-zuurstof zelf, omzetten in een verlaten groep. 19 deze methode is de meest krachtige en meest gebruikte in de chemische glycosylatie reacties. Trichloroacetimidate donoren zijn gemakkelijk bereid uit een reducerende suiker en trichloroacetonitrile in aanwezigheid van een base zoals Kaliumcarbonaat (K2CO3) of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-Ono (DBU). Deze soorten zijn dan geactiveerd met behulp van Lewis zuren. 20
Onlangs hebben we gemeld dat 2-azido-1-trichloroacetimidate donoren rechtstreeks kunnen worden bereid uit glycals. Het proces bestaat uit een twee reactie, één-pot procedure van 2-azido-1-nitraat esters. 21 dit gedetailleerde protocol is bedoeld om beoefenaars te helpen bij het succesvol voltooien van de transformatie in hoog rendement. Van bijzonder belang is de eerste stap van de reeks, dat zich richt op thermische denitration onder magnetron – bijgestaan Verwarming. Wij hopen ook te verstrekken een visuele tutorial over het tewerkstellen van magnetron reactoren in de organische synthese.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het protocol beschreven in deze tutorial biedt een methode om esters van nitraat omzetten in nuttige, reactieve functionaliteit. In bredere zin heeft een reactor van de magnetron om uit te voeren specifieke manoeuvres in de loop van een koolhydraat-synthese in dienst het potentieel om moeilijke transformaties facile en routine. Ons doel in deze tutorial is om aan te tonen hoe te te behandelen van koolhydraten in de context van de magnetron bestraling.
In het geval van de reactie van de ouder, …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs wil erkennen Vanderbilt University en het Instituut voor chemische biologie voor financiële steun. Mr. Berkley Ellis en Prof. John McLean zijn erkend voor met hoge massa spectrale analyse.
Materials
| 230 400 mesh silica gel | SiliCycle Inc | R10030B | |
| TLC plates | SiliCycle Inc | TLG-R10014B-527 | |
| Ceric ammonium molybdate | Sigma-Aldrich | A1343 | |
| Solvent Still | Mbraun | MB-SPS-800 | |
| Infared spectrometer | Thermo | Thermo Electron IR100 | |
| Nuclear Magnetic Resonance | Bruker | 400, 600 MHz | |
| LC/MS | Thermo/Dionex | Single quad, ESI | |
| HRMS | Agilent | Synapt G2 S HDMS | |
| Microwave reactor | Anton Parr | Anton Parr G10 Monowave 200 | |
| DBU | Sigma-Aldrich | 139009 | |
| CCl3CN | Sigma-Aldrich | T53805 | |
| Pyridine | Sigma-Aldrich | 270970 | |
| Acetone | Fisher Scientific | A18-20 | Tech. grade |
| Phase separator | Biotage | 120-1901-A | |
| Rotary evaporator | Buchi | R-100 |
References
- Nicolaou, K. C., Mitchell, H. J. Adventures in Carbohydrate Chemistry: New Synthetic Technologies, Chemical Synthesis, Molecular Design, and Chemical Biology A list of abbreviations can be found at the end of this article. Telemachos Charalambous was an inspiring teacher at the Pancyprian Gymnasium, Nicosia, Cyprus. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 40 (9), 1576-1624 (2001).
- Danishefsky, S. J., Allen, J. R. From the laboratory to the clinic: A retrospective on fully synthetic carbohydrate-based anticancer vaccines. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 39 (5), 836-863 (2000).
- Nicolaou, K. C., Hale, C. R. H., Nilewski, C., Ioannidou, H. A. Constructing molecular complexity and diversity: total synthesis of natural products of biological and medicinal importance. Chemical Society Reviews. 41 (15), 5185-5238 (2012).
- Zhu, X., Schmidt, R. R. New principles for glycoside-bond formation. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (11), 1900-1934 (2009).
- Danishefsky, S. J., Bilodeau, M. T. Glycals in organic synthesis: The evolution of comprehensive strategies for the assembly of oligosaccharides and glycoconjugates of biological consequence. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35 (13-14), 1380-1419 (1996).
- Bongat, A. F., Demchenko, A. V. Recent trends in the synthesis of O-glycosides of 2-amino-2-deoxysugars. Carbohydr. Res. 342 (3-4), 374-406 (2007).
- Feizi, T., Fazio, F., Chai, W. C., Wong, C. H. Carbohydrate microarrays – a new set of technologies at the frontiers of glycomics. Curr. Opin. Struct. Biol. 13 (5), 637-645 (2003).
- Palmacci, E. R., Plante, O. J., Seeberger, P. H. Oligosaccharide synthesis in solution and on solid support with glycosyl phosphates. Eur. J. Org. Chem. (4), 595-606 (2002).
- Stallforth, P., Lepenies, B., Adibekian, A., Seeberger, P. H. 2009 Claude S. Hudson Award in Carbohydrate Chemistry. Carbohydrates: a frontier in medicinal chemistry. J. Med. Chem. 52 (18), 5561-5577 (2009).
- Danishefsky, S. J., Mcclure, K. F., Randolph, J. T., Ruggeri, R. B. A Strategy for the Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides. Science. 260 (5112), 1307-1309 (1993).
- Demchenko, A. V. Stereoselective chemical 1,2-cis O-glycosylation: From ‘sugar ray’ to modern techniques of the 21st century. Synlett. (9), 1225-1240 (2003).
- Fraserreid, B., Wu, Z. F., Udodong, U. E., Ottosson, H. Armed-Disarmed Effects in Glycosyl Donors – Rationalization and Sidetracking. J. Org. Chem. 55 (25), 6068-6070 (1990).
- Bohe, L., Crich, D. A propos of glycosyl cations and the mechanism of chemical glycosylation; the current state of the art. Carbohydr. Res. 403, 48-59 (2015).
- Toshima, K., Tatsuta, K. Recent Progress in O-Glycosylation Methods and Its Application to Natural-Products Synthesis. Chem. Rev. 93 (4), 1503-1531 (1993).
- Koenigs, W., Knorr, E. Ueber einige Derivate des Traubenzuckers und der Galactose. Chem. Ber. 34 (1), 957-981 (1901).
- Mukaiyama, T., Murai, Y., Shoda, S. An Efficient Method for Glucosylation of Hydroxy Compounds Using Glucopyranosyl Fluoride. Chem. Lett. (3), 431-432 (1981).
- Meloncelli, P. J., Martin, A. D., Lowary, T. L. Glycosyl iodides. History and recent advances. Carbohydrate Research. 344 (9), 1110-1122 (2009).
- Lian, G., Zhang, X., Yu, B. Thioglycosides in carbohydrate research. Carbohydr. Res. 403, 13-22 (2015).
- Schmidt, R. R., Kinzy, W. Anomeric-Oxygen Activation for Glycoside Synthesis – the Trichloroacetimidate Method. Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry. 50, 21-123 (1994).
- Schmidt, R. R., Toepfer, A. Glycosylation with highly reactive glycosyl donors: efficiency of the inverse procedure. Tetrahedron Lett. 32 (28), 3353-3356 (1991).
- Keith, D. J., Townsend, S. D. Direct, microwave-assisted substitution of anomeric nitrate-esters. Carbohydr. Res. 442, 20-24 (2017).
- Bukowski, R., et al. 3)-a-D-GalNAc-OMe).”>Synthesis and Conformational Analysis of the T-Antigen Disaccharide(B-D-Gal-(1->3)-a-D-GalNAc-OMe). Eur. J. Org. Chem. 14, 2697-2705 (2001).
