O O I I N-BOC-cytyzyna 0.58 g (2 mmol)
N-jodoimid kwasu bursztynowego (NIS) (2 mmol, 1 equiv)
CH2Cl2 30 ml
N-BOC-cytyzynę (0.58 g, 2 mmol) i NIS (2 mmol, 1 equiv) mieszać w 30 ml CH2Cl2 w temperaturze 60oC przez 1-2 godziny. Po tym czasie sprawdzić wynik reakcji za pomocą TLC. Jeśli N-BOC-cytyzyna całkowicie przereaguje, ochłodzić roztwór do temperatury pokojowej, a następnie odparować na wyparce pod zmniejszonym ciśnieniem.
Olej rozpuścić w roztworze 10% Na2CO3 i ekstrahować CH2Cl2. Roztwór organiczny osuszyć nad bezwodnym MgSO4 i rozpuszczalnik odparować na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem.
Otrzymaną mieszaninę oczyścić na kolumnie chromatograficznej z tlenkiem glinu, wymywając najpierw mieszaniną eter dietylowy:CH2Cl2 (1:1), a następnie CH2Cl2.
Otrzymuje się dwa izomery: 3-I-N-BOC-cytyzynę i 5-I-N-BOC-cytyzynę, odpowiednio, w stosunku 2:1.
Analiza TLC. Eluent: CH2Cl2-MeOH-NH4OH 10:1:0.1
13 C-NMR 3-I-N-BOC-cytyzyny (CDCl3,300 MHz) δ (ppm): 159.4; 154.4; 148.5; 140.8; 112.5; 105.7; 80.6; 51.4; 50.2; 49.2; 34.7; 28.0; 27.4; 26.0. 13 C-NMR 5-I-N-BOC-cytyzyny (CDCl3,300 MHz) δ (ppm): 162.3; 154.4; 145.9; 142.4; 118.2; 99.3; 80.5; 50.2; 48.9; 47.2; 34.2; 28.0; 27.4; 26.3.
3.3.2.7. Synteza N-metylocytyzyny (metoda I)
N O NH CH3I aceton/KOH N O N cytyzyna 0.38 g (2 mmol) CH3I 0.25 ml (4 mmol) aceton 16 ml KOH 1 pastylkaCytyzynę rozpuścić w acetonie, dodać KOH i wolno wkraplać jodek metylu, cały czas mieszając. Mieszaninę ogrzewać przez 3 godz. do wrzenia pod chłodnicą zwrotną, kontrolując przebieg reakcji za pomocą TLC. Jeśli po 2 godzinach substrat nie przereaguje całkowicie wkroplić dodatkowo 2 mmol CH3I i kontynuować ogrzewanie.
Po zakończeniu reakcji odparować aceton oraz nadmiar jodku metylu pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymany osad rozpuścić w wodzie i zalkalizować Na2CO3, następnie produkt ekstrahować CH2Cl2, aż do zaniku reakcji barwnej z odczynnikiem Dragendorffa.
N-Metylocytyzynę krystalizować z mieszaniny CH2Cl2 : eter naftowy, 4:1. T.t. 135-136 oC
Analiza TLC. Eluent: CH2Cl2-MeOH-NH4OH 10:1:0.1
MS m/z (%): 204 (M+ ); 146 (12); 118 (6), 117 (8), 58 (100).
13
C-NMR (CDCl3,300 MHz)
3.3.2.8. Synteza N-metylocytyzyny (metoda II)
N O NH(CH
3)
2SO
4aceton/KOH
N O N cytyzyna 0.38 g (2 mmol) (CH3)2SO4 4 mmol 10% KOH 10 ml CH2Cl2W dwuszyjnej kolbie o poj. 50 ml, wyposażonej w chłodnicę zwrotną, rozpuszcza się cytyzynę w wodzie i dodaje 10 ml 10% roztworu wodorotlenku potasu. Do tej mieszaniny wkroplić siarczanu dimetylu (UWAGA!!! Związek silnie trujący! Praca w rękawicach ochronnych i pod wyciągiem). Mieszaninę miesza się przez 20 minut w temperaturze pokojowej, kontrolując przebieg reakcji za pomocą TLC. Jeśli po tym czasie substrat nie przereaguje mieszaninę ogrzewa się przez 30 min do wrzenia.
Po zakończeniu reakcji i ochłodzeniu dodaje się 20 ml chlorku metylenu i miesza ok. 10 min i przelewa do rozdzielacza. Zaalkalizowany roztwór wodny ekstrahować CH2Cl2, aż do zaniku reakcji barwnej z odczynnikiem Dragendorffa.
Otrzymane frakcje łączy się w Erlenmayerce i suszy nad bezwodnym siarczanem magnezu. Roztwór odsączony od środka suszącego zatężyć na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem.
Obliczyć wydajność. Krystalizować z mieszaniny CH2Cl2:eter naftowy, 4:1. T.t. 135-136 oC
Analiza TLC. Eluent: CH2Cl2-MeOH-NH4OH 10:1:0.1 MS m/z (%): 204 (M+ ); 146 (12); 118 (6), 117 (8), 58 (100).
13
C-NMR (CDCl3,300 MHz)
δ (ppm): 163.48; 151.30; 138.47; 116.51; 104.57; 62.46; 62.13; 49.97; 46.16; 35.44; 35.44; 27.96; 25.42.
3.3.2.9. Synteza N-propionylocytyzyny
N O NH N O N O Cl O KOH / CH2Cl2 cytyzyna 1.90 g (0,01 mol)chlorek propionylu 1.11 g (0.012 mol, d = 1.06g/cm3)
KOH 1 pastylka
CH2Cl2 20 ml
MeOH 1 ml
W kolbie rozpuścić 1.90 g (10 mmol) cytyzyny w 20 ml CH2Cl2 i mieszać na mieszadle magnetycznym. Do roztworu dodać 1 ml MeOH oraz 1 pastylkę KOH. Ochłodzić mieszaninę reakcyjną do temperatury 0C i wkroplić 12 mmol chlorku propionylu. Reakcja zachodzi w ciągu 12 godzin (kontrola TLC). Odparować rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem i pozostałość zadać wodą. Sprawdzić czy roztwór ma odczyn alkaliczny i ekstrahować produkt CH2Cl2. Ekstrakt osuszyć nad bezwodnym MgSO4 i odsączyć środek suszący. Rozpuszczalnik odparować pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymany olej oczyścić na kolumnie chromatograficznej z tlenkiem glinu, wymywając kolejno następującymi eluentami: eterem dietylowym (400 ml), CH2Cl2 (350 ml) oraz MeOH (200 ml), aż do zaniku reakcji barwnej z odczynnikiem Dragendorffa .
Otrzymuje się N-propionylocytyzynę (C14H18N2O2, m.cz. 246 g/mol) w postaci białego osadu (2 g) o temperaturze topnienia: 140C.
Analiza TLC. Eluent: CH2Cl2-MeOH-NH4OH 10:1:0.1
MS m/z (%): 246 (M+, 58), 190 (30), 148 (24), 147 (100), 146 (71), 82 (23%).
IR: pasmo przy 1624 cm-1, odpowiadające absorpcji grupy amidowej z pierścienia C oraz pasmo przy 1647 cm-1,odpowiadające absorpcji grupy amidowej z pierścienia A.
13
C NMR (CDCl3,300 MHz)
δ (ppm): 173.1; 173.1; 163.4; 163.2; 148.6; 148.5; 138.6; 138.4; 117.7; 117.2; 105.9; 104.9; 52.7; 51.5; 48.9; 48.6; 47.6 (2 at. C); 34.9; 34.3; 27.5; 27.3; 26.2;, 26.1; 26.0; 25.8; 9.12;
3.3.2.10. Synteza N-tiopropionylocytyzyny
N O N O odczynnik Lawesson'a N O N S N-propionylocytyzyna 50 mg (0.2 mmol)odczynnik Lawesson’a 0.8 g (0.2 mmol)
toluen 2 mL
piasek
W kolbie okrągłodennej umieścić 50 mg (0.2 mmol) N-propionylocytyzyny, 0.8 g (0.2 mmol) odczynnika Lawesson’a oraz 2 ml toluenu, a następnie poddać ją działaniu promieni mikrofalowych (850W) przez 21 minut (7 razy po 3 minuty). Całość wymieszać z 30 ml chloroformu i nanieść na kolumnę z tlenkiem glinu. Kolumnę wymywać kolejno: eterem naftowym (300 ml), eterem dietylowym (300 ml), chlorkiem metylenu (350 ml) oraz metanolem (200 ml). W celu dokładnego oczyszczenia związku, do frakcji metanolowej dodać piasku i odparować do sucha. Taką mieszaninę nanieść na kolumnę z SiO2 i wymywać chlorkiem metylenu (300 ml). N-Tiopropionylocytyzyna nie daje reakcji barwnej z odczynnikiem Dragendorffa, stąd konieczność sprawdzania zawartości alkaloidu w roztworze w świetle UV (nanieść kroplę na fragment płytki TLC i włożyć pod lampę UV i odczytać wynik). Otrzymuje się N-tiopropionylocytyzynę w postaci żółtego osadu (14 mg – 27% wydajności). C14H18N2OS, m.cz. 262 g/mol. T.t. 216C
Analiza TLC. Eluent: CH2Cl2-MeOH-NH4OH 10:1:0.1
MS m/z (%): 263 (M+1, 21), 262 (M+, 100), 221 (19), 189 (30), 146 (28), ), 73 (18). 13 C NMR (CDCl3,300 MHz) δ (ppm): 207.7; 163.2; 163.1; 147.4; 147.0; 139.0; 138.3; 118.5; 117.8; 106.3; 104.9; 55.7; 55.5; 55.0; 54.6; 48.9; 48.3; 36.7; 36.5; 35.5; 35.1; 28.6; 28.4; 26.1; 13.6; 13.20; 9.19. 1 H NMR (CDCl3,300 MHz) δ (ppm): 7.26, 6.16, 6.13, 4.26, 3.93, 3.82, 3.28, 3.16, 2.80, 2.73, 2.12, 2.06, 2.02, 1.65, 0.97.
3.3.2.11. Synteza N-benzylocytyzyny
N O NH CH2Cl2/KOH N O N PhCH2Brcytyzyna 0.38 g (2 mmol, 1 equiv)
bromek benzylu 0.357 g (2.1 mmol, d=1.43 g/cm3) 10% KOH w MeOH 1 ml
CH2Cl2 10 ml
W kolbie na mieszadle magnetycznym rozpuścić cytyzynę w 10 ml chlorku metylenu i dodać 10% KOH w metanolu (1 ml). Ochłodzić mieszaninę reakcyjną do temperatury 0C i wkroplić bromek benzylu. Następnie stopniowo podnieść temperaturę mieszaniny reakcyjnej i po 20 minutach ogrzewać do wrzenia. Reakcja zachodzi przez 1-2 godzin (kontrola TLC). Następnie odparować roztwór pod zmniejszonym ciśnieniem, a zawartość kolby reakcyjnej rozpuścić w wodzie. Zaalkalizować KOH do pH~14. Ekstrahować produkt chlorkiem metylenu. Osuszyć ekstrakt nad bezwodnym siarczanem magnezu i odsączyć środek suszący. Przesącz odparować pod zmniejszonym ciśnieniem.
N-Benzylocytyzyna krystalizuje w postaci kremowych kryształów, t. t.: 133C
C18H20N2O, m.cz. 280 g/mol
Analiza TLC. Eluent: CH2Cl2-MeOH-NH4OH 10:1:0.1
MS m/z (%); 280 (M+, 47), 147 (13), 146 (39), 134 (89), 91 (100), 65 (15).
13
C NMR (CDCl3 300 MHz)
δ (ppm): 163.59, 151.37, 138.52, 128.19, 126.89, 116.53, 104.59, 77.42, 77.00, 76.57, 61.97, 60.00, 59.94, 49.94, 49.94, 35.48, 28.10, 25.92.
3.3.3. Literatura
Bhat S. V., Nagsampagi B. A., Sivakumar M., “Chemistry of Natural Products”, Springer, 2005, 237-315.
Dewick P. M., “Medicinal Natural Producs: a Biosynthetic approach”, Wiley, 2nd ed., 2002, 291-398.
Berger S., Sicker D., “Classics in Spectroscopy. Isolation and structure elucidation of natural products”, Wiley-VCH, 2009, 65-82.
Przybył A. K., Prukała W., Kikut-Ligaj D., Rapid Commun. Mass Spectrom. 2007, 21, 1409-1413.
Tutka P., Zatoński W., Pharmacol. Rep., 2005, 58, 777-798.
Houllier N., Gouault S., Lasne M-C., Rouden J., Tetrahedron, 2006, 62, 11679-11686.
Imming P., Klaperski P., Stubbs M. T., Seitz G., Gundisch D.; Eur. J. Med. Chem. 2001, 36, 375-388.
Marriere E., Rouden J., Tadino V., Lasne M-C., Org. Lett., 2000, 2, 1121-1124 with supporting information.
Rouden J., Ragot A., Gouault S., Cahard D., Plaquevent J.-Ch., Lasne M.-C.; Tetrahedron:
Asymmetry 2002, 13, 1299-1305.
Dearden M. J., McGrath M. J., O'Brien P., J. Org. Chem. 2004, 69, 5789-5792. Przybył A. K., Kubicki M., J. Mol. Struct. 2011, 985, 157–166.