One-pot mikrovågsugn-assisterad konvertering av anomera nitrat-estrar till Trichloroacetimidates
Summary
En 2-azid-1-nitrat-ester kan konverteras till den motsvarande 2-azid-1-trichloroacetimidate i en one-pot-procedur. Målet med manuskriptet är att påvisa nyttan av mikrovågsugn reaktorn i kolhydrat syntes.
Abstract
Målet med följande procedur är att ge en demonstration av one-pot omvandlingen av en 2-azid-1-nitrat-ester till en trichloroacetimidate glycosyl givare. Efter azid-nitrering av en glycal, kan vara hydrolyserad produkt 2-azid-1-nitrat ester under mikrovågsugn-assisted bestrålning. Denna omvandling uppnås vanligen med hjälp av starkt nukleofil reagenser och längre reaktionstider. Mikrovågsugn bestrålning inducerar hydrolys, i avsaknad av reagenser, med korta reaktionstider. Efter spjälkning omvandlas den mellanliggande anomera alkoholen, i samma kruka, till den motsvarande 2-azid-1-trichloroacetimidate.
Introduction
På grund av sin utbredning i molekylärbiologi varit kolhydrater långvariga mål för kemisk syntes. 1 , 2 , 3 kärnan i alla framgångsrika syntetiska kampanj är rätt distribution av glycosylation reaktioner att bygga oligosackarid kedjan. 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 inte överraskande, det finns ett stort antal metoder för att installera glycosidic obligationer. 13 , 14 the Koenigs-Knorr metod är en av de tidigaste kända förfaranden och innebär koppling en glycosyl klorid eller metylbromid med en alkoholhaltiga komponenten, vanligtvis under tungmetall (kvicksilver eller silver) aktivering. 15 relaterade glycosyl fluorider först introducerades som givare 1981 av gruppen Mukaiyama och har hittat utbredd tillämpning på grund av deras ökade termiska och kemiska stabilitet. 16 på den motsatta änden av reaktivitet spektrumet är glycosyl jodider, som är betydligt mer reaktiv än andra halogenider. Ökad reaktivitet åtföljs av ökad stereocontrol, bestämt när bildar α-länkade oligosackarider. 17 förutom ”haloglycosides”, thioglycosides har hittat brett utility, delvis på grund av sin användarvänlighet bildandet, stabilitet till en mängd reaktion villkor, och aktiveringen med elektrofil reagenser. 18
De metoder som beskrivs ovan fokus på konvertera en anomera alkohol till en ”icke-syre” som innehåller, latent lämnar gruppen som är aktiverad och i slutändan på flykt av en alkohol från en acceptor molekyl. Anomera Syreaktivering fokuserar som beskrivs av Schmidt skolan, på konvertera C1 syre själv, till en lämnar gruppen. 19 denna metod är den mest kraftfulla och används ofta i kemiska glycosylation reaktioner. Trichloroacetimidate givare är lätt beredda från en reducerande socker och trichloroacetonitrile i närvaro av en bas som kaliumkarbonat (K2CO3) eller 1,8-diazabicyklo [5.4.0] undec-7-ene (DBU). Dessa arter är sedan aktiveras med hjälp av Lewis syror. 20
Vi har nyligen rapporterat att 2-azid-1-trichloroacetimidate givare kan framställas direkt från glycals. Processen omfattar en två reaktion, one-pot förfarande från 2-azid-1-nitrat estrar. 21 detta detaljerade protokoll är avsett att hjälpa utövare att framgångsrikt slutföra omvandlingen i hög avkastning. Av särskilt intresse är det första steget i den sekvensen, som fokuserar på termisk spjälkning under mikrovågsugn – assisted värme. Vi hoppas också att ge en visuell handledning om anställa mikrovågsugn reaktorer i organisk syntes.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokollet beskrivs i denna handledning ger en metod för att konvertera nitrat estrar till användbar, reaktiva funktionalitet. I en vidare mening har anställa en mikrovågsugn reaktor att slutföra särskilda manövrer under loppet av en kolhydrat syntes potential att göra svåra transformationer lättköpt och rutin. Vårt mål i denna handledning är att visa hur att hantera kolhydrater i samband med mikrovågsugn bestrålning.
När det gäller den överordnade reaktionen, har tidigare …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill erkänna Vanderbilt University och Institutet för kemisk biologi för ekonomiskt stöd. Mr. Berkley Ellis och Prof. John McLean erkänns för högupplöst massa spektralanalys.
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 |
Riferimenti
- 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).
