Das B3NO2-Ringsystem dient als vielseitiger Katalysator für die Bildung von Amidbindungen

Der „popo-lärste“ Auftritt beim Supertalent! | Das Supertalent 2018 | Sendung vom 22.09.2018 (April 2019).

Anonim

(Phys.org) -Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Graphen, haben mehrere mögliche Anwendungen, da ihre π-konjugierte Struktur zu hoher Stabilität und Leitfähigkeit führt. Die Forscher sind daran interessiert, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe mit Bor- und Stickstoffatomen zu erforschen, um die Funktionalität und mögliche Anwendungen für polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe zu erforschen.

Ein mehratomiger sechsgliedriger Ring, der nicht isoliert und untersucht wurde, ist 1, 3-Dioxa-5-aza-2, 4, 6-triborin oder DATB. DATB hat einen Kern B 3 NO 2 -Ring, der einen aromatischen Charakter aufweist. Hidetoshi Noda, Makoto Furutachi, Yasuko Asada, Masakatsu Shibasaki und Naoya Kumagai vom Institut für Mikrobielle Chemie in Tokio (Bikaken) isolierten und analysierten DATB unter Verwendung eines m-Terphenyl-Templats. Sie demonstrierten ihre Fähigkeit, die direkte Kupplung mehrerer Carbonsäuren mit einer Vielzahl von Aminen zu katalysieren. Ihr DATB-Katalysator ist thermisch stabil, strukturell planar und hydrolysiert nicht. Ihre Arbeit erscheint in Nature Chemistry.

Das m-Terphenyl-Templat ergab sich aus der Notwendigkeit, das BNB-Fragment mit dem OBO-Fragment zu kombinieren, um den 1, 2-Dioxa-5-aza-2, 4, 6-triborinan-Ring herzustellen. Unter Verwendung einer schrittweisen Synthese hatte die erste von ihnen hergestellte Verbindung das m-Terphenyl-Templat an den BNB-Teil des DATB gebunden und eine Phenylgruppe an das Bor des OBO-Teils gebunden. Die andere Verbindung, die aus ihren anfänglichen Synthesen resultierte, hatte ein anderes m-Terphenyl an das Bor im OBO-Teil von DATB anstelle von Phenyl gebunden.

Die Anwesenheit von DATB wurde mit Mehrkern-NMR, Massenspektrometrie und Einkristall-Röntgenbeugung bestätigt. Bemerkenswerterweise ist der DATB-Abschnitt planar und weist eine versetzte Pi-Stapelung von Fläche zu Fläche auf. Zusätzlich zeigte es eine leichte Aromatizität basierend auf der Bindungslänge und zeigte eine Resistenz gegenüber hydrolytischer Spaltung.

Der nächste Schritt bestand darin, zu bestimmen, ob die DATB-Derivate die Amidbindungsbildung katalysieren konnten. Bor hat eine Affinität für Amine, was diese Verbindung zu einer möglichen Option für die Katalyse der direkten Kupplung von Aminen und Carbonsäuren macht. Noda et al. untersuchten eine Vielzahl von Carbonsäuren, da einer der Hauptrückschläge bei der Kopplung von Aminen und Carbonsäuren darin besteht, daß die derzeitigen Verfahren für eine Vielzahl von Carbonsäuren, insbesondere sperrigen Carbonsäuren, nicht verallgemeinerbar sind.

Sie testeten eine Reihe von Säuren und Aminen, deren Kupplungsreaktionen unter Verwendung von DATB erfolgreich katalysiert wurden. Sie fanden heraus, dass ihr DATB-Derivat die Bildung von Amidbindungen für sterisch anspruchsvolle aliphatische und aromatische Carbonsäuren erfolgreich katalysierte. Sie fanden auch, dass indolhaltige Substrate keine Schutzgruppe benötigten. Und ihre Methode arbeitete mit Benzoesäure und primären Aminen, α-verzweigten Aminen, cyclischen sekundären Aminen. Unter Verwendung höherer Temperaturen koppelten sie erfolgreich α-tertiäre Amine und acyclische sekundäre Amine an Benzoesäure. Außerdem zeigten sie, dass die Stereochemie von α-chiralen Carbonsäuren und α-chiralen Aminen erhalten blieb.

Ihr DATB-Derivat funktionierte auch gut in Gegenwart verschiedener funktioneller Gruppen, was zeigte, dass der Katalysator eine gute Selektivität zeigte. Außerdem haben Noda et al. untersuchten die Fähigkeit des Katalysators, Peptidbindungen mit Aminosäuren und biologisch relevanten Aminen herzustellen, indem Bz-Val-OH mit H-Leu-NH 2 gekuppelt wurde.

Dieser Katalysator ist bemerkenswert vielseitig im Vergleich zu anderen Katalysatoren, die für die Amin-Carbonsäure-Kupplung verwendet werden. Die Autoren behaupten, dass dies auf den unterschiedlichen Mechanismus zurückzuführen ist, in dem die drei Lewis-Säure-Stellen auf dem DATB-Kern verwendet werden, um die Carbonsäure und das Amin zu binden, was den Entropiekosten bei der Bildung der Bindung entgegenwirkt.

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