[go: up one dir, main page]

CZ306100B6 - Bezestopé hydrazinové linkery pro syntézu na pevné fázi - Google Patents

Bezestopé hydrazinové linkery pro syntézu na pevné fázi Download PDF

Info

Publication number
CZ306100B6
CZ306100B6 CZ2014-640A CZ2014640A CZ306100B6 CZ 306100 B6 CZ306100 B6 CZ 306100B6 CZ 2014640 A CZ2014640 A CZ 2014640A CZ 306100 B6 CZ306100 B6 CZ 306100B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
group
solid phase
linker
cleavage
traceless
Prior art date
Application number
CZ2014-640A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2014640A3 (cs
Inventor
Jan Hlaváč
Sergei Okorochenkov
Kristýna Bürglová
Original Assignee
Univerzita Palackého v Olomouci
Miller Jaroslav
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Palackého v Olomouci, Miller Jaroslav filed Critical Univerzita Palackého v Olomouci
Priority to CZ2014-640A priority Critical patent/CZ306100B6/cs
Publication of CZ2014640A3 publication Critical patent/CZ2014640A3/cs
Publication of CZ306100B6 publication Critical patent/CZ306100B6/cs

Links

Abstract

Imobilizované deriváty hydrazonového typu na polymerní matrici polystyren/divinylbenzenového typu jsou rezistentní vůči řadě chemických činidel zahrnující působení běžných kyselin, bází či hydridových činidel. Toho se dá využít k širokému spektru chemických transformací navázaného fragmentu, aniž by došlo k jeho odštěpení. Odštěpení navázaného fragmentu z pryskyřice působením trimethylsilanolátu za mírných podmínek pak předurčuje tyto deriváty hydrazonového typu k využití jako vhodných bezestopových linkerů pro syntézu organických sloučenin na pevné fázi.

Description

Bezestopé hydrazinové linkery pro syntézu na pevné fázi
Oblast techniky
Vynález se týká přípravy a použití derivátů hydrazonu, vzniklých kombinací různých aromatických aldehydů s libovolně substituovanými hydraziny, imobilizovaných na polymemím nosiči. Takto imobilizovaný hydrazon pak slouží jako linker mezi pevnou fází a libovolným organickým fragmentem, který je do systému zaveden v podobě substituovaného hydrazinu. Vzniklý hydrazon je přitom velmi stabilní, nepodléhá reakcím s kyselinami, se zásadami ani s redukčními činidly. To umožňuje široké spektrum chemických transformací navázaného fragmentu, aniž by došlo k odštěpení systému z pevné fáze. Přes tuto odolnost však lze cílovou molekulu zpěvné fáze odštěpit za velmi mírných podmínek působením trimethylsilanolátové soli, aniž by byla do její struktury zavedena nežádoucí funkční skupina.
Dosavadní stav techniky
Pro syntézu na pevné fázi se používá celá řada linkerů. Volba konkrétního linkeru závisí na více faktorech. Jeden z nich je, jakou funkční skupinu chceme do cílové molekuly zavést a druhým, jaké transformace chceme na pevné fázi provádět. S tím souvisí také podmínky štěpení molekuly z pevné fáze. Žádaná látka může být odštěpena za kyselých či bazických podmínek, hydrogenolyticky, enzymaticky, katalyticky, fotochemicky, oxidativně nebo redukčně. Podmínky používané pro štěpení jsou tak nevhodné pro jiné chemické transformace látky imobilizované na pevném nosiči. Volba linkeru rovněž závisí na tom, jaká funkční skupina má být tolerována nebo záměrně zavedená do odštěpené molekuly.
Velmi důležitým typem linkeru jsou v současné době tzv. bezestopé linkery. Bezestopý linker je charakterizován tím, že po odštěpení z pevné fáze zavádí do cílové molekuly alifatický nebo aromatický vodík.1
Prvně vyvinutým a nejvíce používaným bezestopým linkerem je silylový linker.2,3 V tomto případě je vazba křemík - aryl rozštěpena působením kyselého prostředí nebo fluoridovými ionty (Schéma 1). Jeho použití je tedy omezeno zejména na neutrální či bazické podmínky reakce.
R1 = Me, Et
Schéma l: Štěpení ze silylového linkeru
Chemoselektivita štěpícího kroku může být vylepšena využitím linkeru germania, který je vůči kyselému prostředí labilnější než linker s křemíkem (Schéma 2).3 Konečný produkt se tedy lépe odštěpuje z pevné fáze, ale zároveň je celý systém ještě více citlivější na kyselé podmínky reakce.
TFA
Schéma 2: Štěpení cílové molekuly z linkeru germania
Další skupinu bezestopých linkeru tvoří sulfonové linkery.4,5 Tyto linkery jsou velmi odolné a umožňují tak použití řady reakcí s náročnějšími podmínkami na pevné fázi. Poprvé tak mohla být provedena Pummererova cyklizace na pevné fázi.6 Cílová molekula je pak z pevné fáze odštěpena pomocí kuprátů, organomolybdenových nebo organopaladnatých činidel (Schéma 3), což komplikuje použití těchto linkeru z pohledu možné komplexace finálních produktů s iontem kovu a menší dostupnost a zejména cenovou náročnost použitých štěpících činidel.
o o
OH r2
Schéma 3: Štěpení cílové molekuly ze sulfonového linkeru
Oblíbenými bezestopými linkery jsou také azidové linkery.7 V tomto případě jsou imobilizovány alkyny pomocí mědí katalyzované cykloadice. Vzniklý triazol je pak z pevné fáze odštěpen v kyselém prostředí (Schéma 4). Použití takovéhoto linkeru je pak samozřejmě omezeno jen na tvorbu triazolů.
1· Cu (I), =—R
2- H* *
Schéma 4: Štěpení triazenového linkeru
Velmi důležitou skupinu tvoří hydrazonové linkery. První takový linker byl vyvinut výzkumnou skupinou profesora Kamogawy v roce 1983.8 Reakcí aldehydů, popř. ketonů s předem mobilizovaným sulfonylhydrazinem byl připraven sulfonylhydrazonový linker. Volba štěpících podmínek závisí na tom, jaký produkt chceme získat - v případě alkanu je to redukce borohydridem, pro vznik alkenu je nutné použít báze (Schéma 5). V obou případech je však zapotřebí vroucích rozpouštědel, reakce navíc poskytují nízké výtěžky.
Schéma 5: Dva způsoby štěpení hydrazonového linkeru
Další možností je oxidativní štěpení z pevné fáze popsané poprvé v roce 2005.9 Jako štěpící činidlo zde byla použita směs H2O2 a 10 % kyseliny trifluoroctové (TFA). Produkt ve formě karboxylové kyseliny byl získán s nízkými výtěžky 22 až 44 % (Schéma 6).
-2CZ 306100 B6
10% TFA, H2O2, THF 22-40%
R1
Schéma 6: Oxidativní štěpení hydrazonového linkeru
Drastické štěpící podmínky (použití silných oxidačních činidel, dlouhodobé zahřívání) limitují možné aplikace hydrazonových linkerů.
Kromě zmíněných linkerů existuje celá řada dalších jako thioetherové linkery,10 seleniové linkery,1113 linkery obsahující fosfor14 (115) nebo cín (16).15, jejichž použití je omezeno z obdobných důvodu uvedených výše.
Doposud tedy nebyla publikována žádná metoda štěpení hydrazonů za mírných podmínek a nebyl publikován linker, který je stabilní jak za podmínek silně kyselé katalýzy, tak za podmínek silně bazických či za přítomnosti hydridových činidel.
Podstata vynálezu
Předmětem předloženého vynálezu je způsob přípravy organických sloučenin obecného vzorce 3 štěpením sloučenin 2 za pomocí trialkylsilanolátových solí.
(2) ch3
H3C-ŠÍ-0 óh3
R3-H, (3) kde symbol Pol představuje polystyren/divinylbenzenovou matrici standardně používanou pro syntézu na pevné fázi modifikovanou aminoethylenovými nebo hydroxymethylenovými skupinami (tzv. aminomethylenová nebo hydroxymethylenová pryskyřice), R1 představuje alkylový řetězec (CH2)n, kde n=l až 4, skupina R2 představuje fenylovou skupinu vázanou přes polohy 1 a 4, který může být dále substituovaný methoxyskupinou v poloze 2, skupina R3 pak představuje aromatický nebo heteroaromatický cyklus nebo alifatický řetězec, který může být dále substituovaný.
Výchozí hydrazony 2 mohou být připraveny z aldehydu 1 a příslušného derivátu hydrazinu.
Zásadním přínosem tohoto linkeru je jeho velká odolnost vůči řadě činidel. To umožňuje široké spektrum transformací žádaného fragment R3, aniž by došlo k odštěpení systému z pevné fáze. Mohou být prováděny reakce v kyselém prostředí nebo v prostředí alkoholátů za zvýšené teploty, rovněž může být prováděna redukce borohydridovými komplexy. Na druhé straně může být žádaná molekula podle potřeby kdykoli během syntézy odštěpena, a to za velmi mírných podmínek (laboratorní teplota, atmosférický tlak, trimethylsílanolát), čímž může být zamezeno posttransformaci odštěpované molekuly.
Popsaný koncept bezestopého linkeru pro pevnou fázi, který přináší výše uvedené praktické výhody, nebyl dosud v literatuře popsán.
Příklady uskutečnění vynálezu
Podstata přípravy a použití derivátů podle vynálezu je blíže objasněna v následujících příkladech. Tyto příklady mají pouze ilustrativní charakter a v žádném případě neomezují rozsah vynálezu.
Obecný postup:
a) Příprava výchozích hydrazonů vzorce 2:
250 mg amínomethylové pryskyřice vybavené BAL-linkerem vzorce 1,
Pol
(1)
H kde význam jednotlivých symbolů je uveden výše, (loading systému 0.37 mmol/g) bylo suspendováno ve směsi Α,Α-dimethylformamidu (DMF) (1,5 ml) a dimethylsulfoxidu (DMSO) (1,5 ml) obsahujícího 1,5 mmol hydrazinu R3NHNH2. Reakční směs byla třepána 3 h za laboratorní teploty. Poté byla promyta 5 x 4 ml DMF a 3 x 4 ml dichlormethanem (DCM).
b) Prokázání stability hydrazonového linkeru vůči organickým bázím:
Obecný postup pro stanovení množství hydrazonů na pevném nosiči:
mg hydrazonů 2 bylo štěpeno 0,5M roztokem trimethylsilanolátu draselného po dobu 2 hodin za vzniku příslušného derivátu 3, který byl kvantifikován pomocí HPLC/PDA jako molámí množství této látky na 1 g pryskyřice (mmol/g). Tento tzv. loading byl vzat jako referenční neboli maximální a následně srovnán s loadingem stanoveným po působení činidel uvedených ve Schématu 9.
poi
20% KOH v THF/H2O/MeOH (4:1:1); 2 h
DIEA.60 °C, 12 h
Py, 60 °C, 12 h
DBU, 60 °C, 12 h konc. TFA.60 °C, 12 h
TMSOK ___________R3-H (3)
Pol ~Hhl—R3
R1-0 N-MH <2>
Schéma 9: Odolnost hydrazonového linkeru za různých podmínek (TMSOK - trimethylsilanolát draselný)
-4CZ 306100 B6
Působení činidel na hydrazony 2 bylo provedeno následujícím způsobem: Hydrazon 2 (20 mg) byl míchán přes noc v 0,5M roztocích bází (2 ml) - l,8-diazabicykloundec-7-enu (DBU), pyridinu (Py) a Á,A-diisopropylethylaminu (DIEA) nebo po dobu 12 hodin v koncentrované kyselině trifluoroctové (TFA) při 60 °C nebo 20% KOH ve směsi THF, MeOH a H20 (4:1:1) nebo byl míchán 2 h za laboratorní teploty v 0,5M tetrahydridoboritanu sodném (NaBH4) v tetrahydrofuranu (THF). Poté byl imobilizovaný hydrazon promyt 3x DCM, 3x DMF a znovu 3x DCM a stanoven loading výše uvedeným způsobem. Loading pryskyřice zůstal beze změny.
c) Štěpení látek z pryskyřice:
Po působení činidel uvedených ve schématu 9 byl ke sloučenině 2 přidán 0,5M roztok trimethylsilanolátu v tetrahydrofuranu a směs byla míchána po dobu dvou hodin při 50 °C. Směs byla filtrována a tetrahydrofuran odpařen proudem dusíku. Vzniklá sraženina byla rozpuštěna v methanolu a přečištěna na semipreparativním HPLC. Takto byla získána sloučenina 3.
Dle výše uvedeného postupu byly jako příklad připraveny sloučeniny uvedené v tabulce 1.
Příklad látka vzorce 1 R3 Výsledná sloučenina Produkt (výtěžek)
1 O H II 1 H 3a (89%)
2 H ° Pol-^NA^OAJ/ H CH, jQT ^.OCH3 u 3b (77%)
3 O H3C-o η II 1 H H COOH H 3c (41%)
4 H 0 Pol^NA^\oX Γ 0 H & a) Π 3d (24%)
-5CZ 306100 B6
Průmyslová využitelnost
Imobilizované deriváty obecného vzorce 2 jsou vhodné pro efektivní přípravu knihoven látek na pevné fázi za použití nejrůznějších reakčních podmínek, zejména kombinace kysele katalyzovaných a bazicky katalyzovaných reakčních kroků a borohydridových reakčních činidel, aniž by došlo k zavedení nežádoucích funkčních skupin do jejich struktury. To je využitelné zejména ve 10 farmaceutickém výzkumu při rychlém hledání nových aktivních farmaceutických sloučenin.
Seznam odkazů
1. C. W. Phoon; Μ. M. Sim The Scope and Future of Traceless Synthesis in Organic 15 Chemistry. Current Organic Chemistry 2002, 6( 11), 937-964.
2. Plunkett, M. J.; Ellman, J. A. A Silicon-Based Linker for Traceless Solid-Phase Synthesis. J. Org. Chem. 1995, 60 (19), 6006-6007.
3. Plunkett, M. J.; Ellman, J. A. Germanium and Silicon Linking Strategies for Traceless
Solid-Phase Synthesis. J. Org. Chem. 1997, 62 (9), 2885-2893.
4. Cheng, W. C; Halm, C; Evarts, J. B.; Olmstead, Μ. M.; Kurth, M. J. Allylic Sulfones in Solid-Phase Synthesis: Preparation of Cyclobutylidenes. J. Org. Chem. 1999, 64 (23), 25 8557-8562.
5. Cheng, W. C; Olmstead, Μ. M.; Kurth, M. J. Vinyl Sulfones in Solid-Phase Synthesis: Preparation of 4,5,6,7-Tetrahydroisoindole Derivatives. J. Org. Chem. 2001, 66 (16), 55285533.
6. McAllister, L. A.; Brand, S.; de Gentile, R.; Procter, D. J. The first Pummerer cyclisations on solid phase. Convenient construction of oxindoles enabled by a sulfur-link to resin. Chem. Commun. 2003, (18), 2380-2381.
-6CZ 306100 B6
7. Cohrt, A. E.; Jensen, J. F.; Nielsen, T. E. Traceless Azido Linker for the Solid-Phase Synthesis of NH-1,2,3-Triazoles via Cu-Catalyzed AzideTlÍAlkyne Cycloaddition Reactions. Org. Lett. 2010,72 (23), 5414-5417.
8. Kamogawa, H.; Kanzawa, A.; Kadoya, M.; Naito, T.; Nanasawa, M. Conversions of Carbonyl Compounds via Their Polymeric Sulfonylhydrazones into Alkenes, Alkanes, and Nitriles. Bulletin of the Chemical Society of Japan 1983, 56 (3), 762-765.
9. Lazny, R.; Nodzewska, A.; Sienkiewicz, M.; Wolosewicz, K. Strategy for the Synthesis of Polymeric Supports with Hydrazone Linkers for Solid-Phase Alkylation of Ketones and Aldehydes. J. Comb. Chem. 2004, 7(1), 109-116.
10. Sucholeiki, I. Solid-phase photochemical C-S bond cleavage of thioethers-a new approach to the solid-phase production of non-peptide molecules. Tetrahedron Letters 1994, 35 (40), 7307-7310.
11. Michels, R.; Kato, M.; Heitz, W. Polymere Reagenzien, 5. Polymere Selenreagenzien. Makromol. Chem. 1976, 777 (8), 2311-2320.
12. Nicolaou, C; Pastor, J.; Barluenga, S.; Winssinger, N. Polymer-supported selenium reagents for organic synthesis. Chem. Commun. 1998, (18), 1947-1948.
13. Ruhland, T.; Andersen, K.; Pedersen, H. Selenium-Linking Strategy for Traceless SolidPhase Synthesis: Direct Loading, Aliphatic C-H Bond Formation upon Cleavage and Reaction Monitoring by Gradient MAS NMR Spectroscopy. J. Org. Chem. 1998,65(25), 92049211.
14. Hughes, I. Application of polymer-bound phosphonium salts as traceless supports for solid phase synthesis. Tetrahedron Letters 1996, 37 (42), 7595-7598.
15. Nicolaou, K. C.; Winssinger, N.; Pastor, J.; Murphy, F. Solid-Phase Synthesis of Macrocyclic Systems by a Cyclorelease Strategy: Application of the Stille Coupling to a Synthesis of (S)-Zearalenone. Angewandte Chemie International Edition 1998, 37(18), 2534-2537.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    Způsob přípravy derivátů obecného vzorce 3,
    R3-H (3), kde skupina R3 představuje fenylovou skupinu, která může být dále substituována atomem halogenu, alkylovou skupinou, alkoxyskupinou, karboxylovou skupinou, nebo amidovou skupinou, dále představuje 9H-fluorenylovou skupinu nebo purinovou skupinu, vyznačující se tím, že se imobilizovaný derivát hydrazonů obecného vzorce 2
    -7 CZ 306100 B6
    Pol —\
    HN-ÝR3
    R1-0N-NÍH (/ (2),H kde symbol Pol představuje polystyren/divinylbenzenovou matrici standardně používanou pro syntézu na pevné fázi modifikovanou aminoethylenovými nebo hydroxymethylenovými skupina5 mi, tzv. aminomethylenová nebo hydroxymethylenová pryskyřice, R1 představuje alkylový řetězec (CH2)n, kde n nabývá hodnot 1 až 4, R2 představuje fenylovou skupinu vázanou přes polohy 1 a 4, která muže být dále substituovaná methoxyskupinou v poloze 2 a R3 má význam uvedený výše, nechá štěpit.
    10 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se sloučenina vzorce 2 podle nároku 1 nechá bezestopě selektivně štěpit pomocí roztoku trimethylsilanolátu draselného.
CZ2014-640A 2014-09-18 2014-09-18 Bezestopé hydrazinové linkery pro syntézu na pevné fázi CZ306100B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-640A CZ306100B6 (cs) 2014-09-18 2014-09-18 Bezestopé hydrazinové linkery pro syntézu na pevné fázi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-640A CZ306100B6 (cs) 2014-09-18 2014-09-18 Bezestopé hydrazinové linkery pro syntézu na pevné fázi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2014640A3 CZ2014640A3 (cs) 2016-03-30
CZ306100B6 true CZ306100B6 (cs) 2016-08-03

Family

ID=55642980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-640A CZ306100B6 (cs) 2014-09-18 2014-09-18 Bezestopé hydrazinové linkery pro syntézu na pevné fázi

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ306100B6 (cs)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004041310A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-21 Danmarks Fødevareforskning Preparation of chemically well-defined carbohydrate dendrimer conjugates

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004041310A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-21 Danmarks Fødevareforskning Preparation of chemically well-defined carbohydrate dendrimer conjugates

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Protein and Peptide Letters, 2005, Synthesis of Proteins by Native Chemical Ligation Using Fmoc-based Chemistry *
Tetrahedron 55, 1999 *
The 1st Conference of POST UP II, 22.-23.1.2014 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2014640A3 (cs) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Haldón et al. Copper-catalysed azide–alkyne cycloadditions (CuAAC): an update
Hu et al. Organophotocatalytic Generation of N‐and O‐Centred Radicals Enables Aerobic Oxyamination and Dioxygenation of Alkenes
Vijayan et al. Advances in carbon–element bond construction under Chan–Lam cross-coupling conditions: a second decade
Zhang et al. Synthetic diversity from a versatile and radical nitrating reagent
Hosseinian et al. Cross-Dehydrogenative C–H/S–H Coupling Reactions
D'Amaral et al. Efficient and accessible silane-mediated direct amide coupling of carboxylic acids and amines
Simlandy et al. Catalytic asymmetric formal γ-allylation of deconjugated butenolides
Afraj et al. Manganese (II) chloride catalyzed highly efficient one-pot synthesis of propargylamines and fused triazoles via three-component coupling reaction under solvent-free condition
Xu et al. Coordinating Activation Strategy‐Induced Selective C− H Trifluoromethylation of Anilines
Wang et al. Divergent synthesis of unsymmetrical azobenzenes via Cu-catalyzed C–N coupling
González‐Soria et al. Substrate‐Controlled Divergent Synthesis of Enaminones and Pyrroles from Indolizines and Nitroso Compounds
Maiti et al. Photolytic amino etherification reactions of aryl diazoacetates with N-heterocycles and a stoichiometric amount of dioxane/tetrahydropyran in aqueous medium: synthesis of 1, 4-dioxepane/1, 4, 7-dioxazonan-6-one systems
Fustero et al. Tandem Gold Self‐Relay Catalysis for the Synthesis of 2, 3‐Dihydropyridin‐4 (1 H)‐ones: Combination of σ and π Lewis Acid Properties of Gold Salts
Suárez-Pantiga et al. Deoxygenation reactions in organic synthesis catalyzed by dioxomolybdenum (vi) complexes
Zhang et al. Preparation, Characterization, and Reactivity of Aliphatic Amino Iodane (III) Reagents
Moseev et al. Recent advances in the functionalization of polyfluoro (aza) aromatics via C–C coupling strategies
Chen et al. Metal-free intramolecular carbocyanation of activated alkenes: functionalized nitriles bearing β-quaternary carbon centers.
Mao et al. Lewis base mediated halogenation/semipinacol rearrangement of diazo compounds: new access to α-halo-quaternary ketones
Liu et al. Recent Advances on the Construction of Functionalized Indolizine and Imidazo [1, 2‐a] pyridine Derivatives
Brunelli et al. Each Interruption is an Opportunity: Novel Synthetic Strategies Explored Through Interrupted Click Reactions
Purohit et al. C− H Functionalization Reactions of 1‐Aryl‐5‐pyrazolones
Wang et al. DNA-Compatible Photoredox Atom Transfer Radical Addition to Alkynes with Thiosulfonates
Zheng et al. Copper-catalyzed tandem reaction of terminal alkynes and sulfonyl azides for the assembly of substituted aminotriazoles
Ma et al. Iron-catalyzed alkynylation of tertiary aliphatic amines with 1-iodoalkynes to synthesize propargylamines
Layek et al. Alkynylation of N-(3-iodopyridin-2-yl) sulfonamide under Pd/C–Cu catalysis: a direct one pot synthesis of 7-azaindoles and their pharmacological evaluation as potential inhibitors of sirtuins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20190918