Подготовка стабильной бициклических Aziridinium ионов и их кольцо открытие для синтеза Azaheterocycles

Среди трех membered циклических соединений азиридин имеет аналогичные энергия деформации кольцо как циклопропан и оксиран позволить различных азотсодержащие циклических и ациклические соединения через кольцо открытия^1,2,3. Однако характеристики и реактивности азиридин зависит замещающий атом азота кольцо. Азиридин с электрон снятия группой на азот кольцо⁴, называется «активированные азиридин», который активируется реагировать с входящих нуклеофил без каких-либо дополнительных Активация реагентов. С другой стороны «неактивированные азиридин» с электрон donating заместителем на азот довольно стабильной и инертным с нуклеофилами, если он активирован как ионом aziridinium, как я (рис. 1a)^{5, 6 , 7}. Открытие кольцо неактивированные азиридин зависит от различных факторов, таких как фторсодержащими заместителями в C2 и C3 углерода азиридин, электрофил для того чтобы активировать азиридин кольцо и входящие нуклеофил. Изоляции и характеристика ионом aziridinium не возможна из-за его высокую реакционную способность к кольцо открытие реакции с нуклеофилами, но ее формирования и характеристики были замечены спектроскопически с не нуклеофильного счетчика анион ^{5 , 8 , 9 , 10}. regio – и стереоселективный кольцо открытие реакция aziridinium иона с подходящей нуклеофил дает азотсодержащих ациклические ценные молекул (P,_я и P_ii)^{5, 6,,78,9,10}.

Аналогично бициклических aziridinium Ион (я_б) возможно генерируется через удаление оставляя группы нуклеофильного нападения кольцо азота азиридин в внутримолекулярной моды (рис. 1b). Затем это промежуточное проходит кольцо расширение с входящих нуклеофил через релиза штамм кольцо. Формирование и стабильность бициклических aziridinium иона зависит от многих факторов таких как фторсодержащими заместителями, размер кольца, и растворителей средних⁹. Regio – и стереоселективность азиридин кольцо-расширения является ключевой аспект его синтетические утилиты, которая зависит от характера фторсодержащими заместителями в начальный субстрата и характеристики прикладной нуклеофил.

В нашем раннем исследовании, нам удалось подготовить 1-azoniabicyclo [3.1.0]hexane tosylate я_б (n = 1) которых последующие кольцо расширение привело к формированию пирролидин и пиперидина (P_iii и_iv P, n = 1, рис. 1)⁸. Как часть нашего продолжающегося исследования по химии Ион бициклических aziridinium, мы здесь описывает образование 1-azoniabicyclo [4.1.0]heptane tosylate я_б (n = 2) как репрезентативного примера. Это был подготовлен от 2-(4-toluensulfonyloxybutyl) азиридин и его кольцо расширение было trigged по нуклеофил позволить себе ценные пиперидина и azepane (P,_я и P_ii, n = 2, рис. 1) с разнообразными фторсодержащими заместителями вокруг кольцо¹¹. Кольцо расширение enantiopure азиридин 4-[(R) -1–1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (R) (1) привело к асимметричной синтезе замещенных azaheterocycles, которые применимы к строить биологически активные молекулы с пиперидина и azepane скелета. Это синтетические протокол применялся для различных соединений, начиная от простой 2-cyanomethylpiperidine 5f, 2-acetyloxymethylpiperidine 5 h и 3-hydroxyazepane 6j до более сложных молекул, включая природные продукты, такие как fagomine (9), аналог febrifugine (12) и balanol (15) в оптически чистые формы¹¹.