Preparación de iones Aziridinium bicíclica estable y su apertura para la síntesis de Azaheterocycles

Entre tres membered compuestos cíclicos, aziridine cuenta con similar energía de tensión de anillo ciclopropano y oxirano a compuestos acíclicos y cíclicos nitrogenados varios via^1,2,3la abertura del anillo. Sin embargo, las características y la reactividad del aziridine dependen el sustituto de nitrógeno del anillo. Aziridine con un grupo electrón-retirando en el nitrógeno del anillo⁴, se llama “aziridine activada”, que se activa reacciona con el nucleófilo entrante sin ningún reactivo activador adicional. Por el contrario, “no activado aziridine” con electrón-donar sustituyente en el nitrógeno es muy estable e inerte a los nucleófilos, a menos que se activa como un ión aziridinium como I_un (Figura 1a)^{5, 6 , 7}. la apertura del anillo de un aziridine desactivado depende de diversos factores como los sustituyentes en el carbono C2 y C3 del aziridine, el electrófilo para activar el anillo aziridine y el nucleófilo entrante. El aislamiento y la caracterización de un ion de aziridinium no es posible debido a su alta reactividad hacia la reacción de la anillo-abertura por nucleófilos, pero su formación y sus características se observaron espectroscópico con un anión no nucleofílica contador ^{5 , 8 , 9 , 10}. el regio – y estereoselectiva reacción de apertura de aziridinium ion por un nucleófilo adecuado rinde nitrogenados acíclicas valiosas moléculas de (P y P_ii)^{5, 6,7,8,9,10}.

Del mismo modo, un ion de aziridinium bicíclica (_b) posiblemente se genera a través de la eliminación del grupo dejando por el ataque nucleofílico del nitrógeno del anillo del aziridine de manera intramolecular (Figura 1b). Entonces, este intermedio sufre dilatación de anillo con el nucleófilo entrante a través de la liberación de tensión del anillo. La formación y estabilidad del ion aziridinium bicíclica dependen de muchos factores tales como los sustitutos, el tamaño del anillo y solvente medio⁹. La regio y estereoselectividad de la expansión de anillo de aziridine es un aspecto fundamental de su utilidad sintética, que depende de la naturaleza de los sustituyentes en el sustrato partido y las características del nucleófilo aplicada.

En nuestros estudios anteriores, hemos conseguido para preparar 1-azoniabicyclo [3.1.0]hexane tosylate _b (n = 1) cuya expansión de anillo posterior dio lugar a la formación de una pirrolidina y una piperidina (P_iii y P_iv, n = 1, figura 1)⁸. Como parte de nuestro estudio continua en la química de ion aziridinium bicíclica, describe aquí la formación de 1-azoniabicyclo [4.1.0]heptane tosylate _b (n = 2) como un ejemplo representativo. Esto fue preparado de 2-(4-toluensulfonyloxybutyl) aziridine y su anillo de expansión se trigged por un nucleófilo costear valioso piperidina y Azepan (P y P_ii, n = 2, figura 1) con diversos sustituyentes en el anillo¹¹. La expansión de anillo de carbonil aziridine 4-[(R) -1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (1) dio lugar a la síntesis asimétrica de substituido azaheterocycles aplicables a construir biológicamente moléculas activas con piperidina y Azepan esqueleto. Este protocolo sintético se ha aplicado para varios compuestos que van desde simple 2-cyanomethylpiperidine 5f, 2-acetyloxymethylpiperidine h 5 y 3-hydroxyazepane 6j a moléculas más complejas como natural productos como fagomina (9), análogo de la febrifugine (12) y balanol (15) en formas ópticamente puro¹¹.