8 Experimentalteil
8.2 Synthesen
8.2.1 Allgemeine Arbeitsvorschriften (AAV):
8.2.1.1 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Durchführung der DCC-Kupplung (AAV 1):
OH O n
ROH, DCC, DMAP
DCM, Rt, 12 h O
O n
R
In einer Stickstoffatmosphäre wurden 1.0 Äquivalente Dicyclohexylcarbodiimid und 0.1 Äquivalente 4-(N,N-Dimethylamino)-pyridin in abs. Dichlormethan gelöst. Zu dieser Lösung wurden bei Raumtemperatur unter Rühren 1.0 Äquivalente der jeweiligen Säure und 1.0 Äquivalente des abs. Alkohols getropft. Das Reaktionsgemisch wurd anschließend über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Am nächsten Tag wurd die Lösung am Rotationsverdampfer vorsichtig auf die Hälfte des Volumens eingeengt und vom Dicyclohexylharnstoff filtriert (gegebenenfalls wird der Vorgang wiederholt). Das Filtrat wurd 5x mit ges. Natriumcarbonatlösung gewaschen und anschließend über Natriumsulfat getrocknet.
Die Reinigung der Rohprodukte wird bei den jeweiligen Verbindungen beschrieben.
8.2.1.2 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Veresterung einer primären Hydroxyl-Funktion (AAV 2):
OH HO
OH RO
Ethylalkanoat n-Hexan SiO2*NaHSO4
67 °C, 12-72 h
Zu einem Gemisch von 1 mmol des entsprechenden Diols in 15 mL einer 30%-igen Lösung des Ethylalkanoats in n-Hexan wurden 100 mg des NaHSO4•SiO2 -Katalysators gegeben. Danach wurde unter Rühren die Temperatur auf 67 °C erhöht und in regelmäßigen Abständen der Reaktionsverlauf verfolgt. Sobald das Edukt vollständig umgesetzt war, wurde die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt und
anschließend filtriert. Das Lösungsmittel wurde destillativ entfernt und das erhaltene ölige Rohprodukt chromtographisch gereinigt (Dichlormethan mit einem Methanol-Gradienten von 0 - 20 %).
Darstellung des NaHSO4•SiO2-Katalysators:
In einem Becherglas wurden 4.14 g (0.03 mol) NaHSO4•H2O in 20 mL Wasser gelöst und mit 10 g SiO2 (säulenchromatographische Qualität, 60 Å, 200-400 mesh) vermischt. Das Gemisch wurde zu Beginn 15 Minuten gerührt und anschließend unter leichtem Erwärmen so lange fortgesetzt, bis ein trockenes Pulver entstanden war. Der Katalysator wurde zum weiteren Trocknen 48 Stunden bei 120 °C im Trockenschrank gelagert und war danach fertig zum Gebrauch.
8.2.1.3 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Durchführung der Hydroxymethylierung (AAV 3):
OH O
O
X X B
(HCHO)n, PhB(OH)2, C2H5COOH Toluol, Rückfluß,
12-18 h OH
X OH H2O2
THF, 0°C, 30 min
Es wurden 1.0 Äquivalente des entsprechenden Phenol-Derivats, 1.2 Äquivalente Phenylboronsäure, 2.0 Äquivalente para-Formaldehyd und 0.5 Äquivalente Propionsäure in Toluol unter Rückfluss erhitzt. Das bei der Reaktion entstandene Wasser wurde mit Hilfe einer Dean-Stark-Apperatur azeotrop entfernt. Nach zwei Stunden versetzte man den Ansatz erneut mit 2.0 Äquivalenten para-Formaldehyd und refluxierte. Diesen Vorgang wiederholte man in Regel 3-4 Mal, so dass insgesamt 8-12 Äquivalente para-Formaldehyd eingesetzt wurden. Nach beendeter para-Formaldehyd-Zugabe entfernte man das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer und nahm den Rückstand in Dichlormethan und Wasser auf.
Die Phasen wurden getrennt, die wässrigen zweimal mit Dichlormethan extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit Wasser gewaschen. Nach Trocknung über Natriumsulfat wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert.
Die Reinheit der Verbindungen war häufig ausreichend, so dass nur die Levulinylsäureester X-X chromatographisch vor der Oxidation gereinigt wurden.
auf 0 °C gekühlt und mit einer 30%-igen Wasserstoffperoxid-Lösung (1 mL pro mmol Dioxaborin) versetzt. Man ließ die Lösung ca. 30 min bei 0 °C rühren und verdünnte anschließend mit Wasser (ca. 9 mL pro mmol Dioxaborin). Die wässrige Phase wurde fünfmal Diethylether und anschließend mit einer Natriumhydrogensulfit peroxidfrei gewaschen. Nach Waschen mit einer ges. Natriumchlorid-Lösung und Trocknung über Natriumsulfat, entfernte man die Lösungsmittel am Rotationsverdampfer. Die erhaltenen Rohprodukte wurden durch Chromatographie und Umkristallisieren gereinigt.
Variante I:
Für reaktionsträge Aromaten, wie z.B. ortho-Bromphenol X, wurde die Reaktionszeit zwischen den para-Formaldehyd Zugaben auf drei Stunden verlängert. Es wurden insgesamt 12 Äquivalente para-Formaldehyd eingesetzt.
8.2.1.4 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Synthese Isopropylideacetale (AAV 4):
OH OH
O O Dimethoxypropan, p-TsOH,
Na2SO4
X X
Aceton, 40°C, 2-4 d
Es wurden 1.0 Äquivalente des jeweiligen Salicylalkohols in Aceton (etwa 4 mL pro mmol Salicylalkohol) gelöst und mit 5 Äquivalenten 2,2-Dimethoxypropan, 0.1 Äquivalente para-Toluolsulfonsäure-Monohydrat sowie wasserfreiem Natriumsulfat (0.4 g pro mmol Salicylalkohol) versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 4 d bei 40°C gerührt. Anschließend wurde das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer abkondensiert und der Rückstand in Ethylacetat und Wasser aufgenommen. Die Phasen wurden getrennt und die wäßrige zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wusch man zweimal mit 1 M Natronlauge und anschließend einmal mit Wasser. Nach Trocknung über Natriumsulfat wurde das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt. Die so erhaltenen Verbindungen waren in der Regel rein genug. In seltenen Fällen wurde eine Kieselgelfiltration mit Dichlormethan als Eluenten durchgeführt, um die gewünschte Reinheit zu erreichen.
8.2.1.5 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Durchführung der Suzuki-Miyaura-Kreuzkupplungsreaktion (AAV 5):
O X O
n = 1, 2, 3 X = COOR, NHCOOR
X n
n X
n 9-BBN B
THF, 0 °C -> 50°C, 16 h
O Br O
Pd(dppf)Cl2 K2CO3 DMF, 50°C, 5-7 d
Die gesamte Reaktion wurde unter Stickstoff als Inertgas durchgeführt, um Sauerstoff und Feuchtigkeit zu vermeiden.
Zu 1.0 Äquivalenten des ω-ungesättigen Ester wurden bei 0 °C unter Rühren 1.1 Äquivalente einer 9-BBN-Lösung (0.5 M, in THF) gegeben. Man entfernte die Kühlung und ließ die Lösung 20 min bei Raumtemperatur und anschließend über Nacht bei 50 °C rühren. Nun wurde das Reaktionsgemisch mit 0.8 Äquivalenten des geschützten Bromsalicylalkohols, 1.8 Äquivalenten Kaliumcarbonat, 0.03 Äquivalenten Pd(dppf)Cl2 und abs. DMF versetzt und erneut bei 50 °C gerührt. Die Reaktion wurde dünnschichtchromatographisch verfolgt, nach vollständigem Umsatz wurde der Ansatz in einen 1 M Acetat-Puffer (pH = 5) gegossen und 10 min gerührt.
Die wässrige Phase wurde viermal mit Diethylether extrahiert, die vereinigten organischen Phasen über Natriumsulfat getrocknet und die Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Der erhaltene braune Rückstand wurde säulenchromatographisch gereinigt. Die Reinigung wird bei den jeweiligen Verbindungen beschrieben. In einigen Fällen war es nicht möglich, die erhaltenen Verbindungen vollständig zu reinigen, in solchen Fällen wurde mit der Spaltung des Acetals fortgefahren.
Variante I:
Zu einer Lösung von 1.0 Äquivalenten des jeweiligen Vinylcarbamats in abs. THF wurden bei 0 °C unter Rühren 1.0 Äquivalente einer 9-BBN-Lösung (0.5 M, in THF) gegeben. Man entfernte die Kühlung und ließ die Lösung 4 h bei Raumtemperatur rühren. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch mit 3.0 Äquivalente einer
Raumtemperatur gerührt. Anschließend überführte man das Gemisch in eine Suspension von 0.5 Äquivalenten des jeweiligen geschützen Salicylalkoholderivat und 0.15 Äquivalenten des Katalysators Pd(dppf)Cl2 in THF und ließ das Reaktionsgemisch bei 50 °C rühren. Die Reaktion wurde dünnschichtchromatographisch verfolgt. Nach vollständigem Umsatz wurde der Ansatz mit Petrolether verdünnt, auf 0 °C heruntergekühlt und vorsichtig mit einer Lösung, bestehend aus einem 0.5 M Kaliumdihydrogenphosphat-Puffer (pH = 7) und Perhydrol in einem Verhältnis von 2:1 (v/v), versetzt. Nach 10 min Rühren bei 0 °C bildete sich ein Palladiumniederschlag. Die organische Phase wurde abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet und die Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Der erhaltene braune Rückstand wurde säulenchromatographisch gereinigt. Die Reinigung wird bei den jeweiligen Verbindungen beschrieben. In einigen Fällen war es nicht möglich, die erhaltenen Verbindungen vollständig aufzureinigen. In solchen Fällen wurde mit der Spaltung des Acetals fortgefahren.
8.2.1.6 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Spaltung der Isopropylidenacetale (AAV 6):
OH OH O
O X
X konz. HCl
MeCN/H2O, Δ, 1-5 min
Es wurde das jeweilige Acetal in einer Mischung aus Acetonitril und Wasser (7/3 v/v) gelöst, mit 2-5 Tropfen konz. Salzsäure versetzt und mit einem Fön vorsichtig zum Sieden erhitzt. Nach 1-5 min ließ man die Lösung abkühlen und verdünnte mit Wasser und Dichlormethan. Die organische Phase wurde nacheinander mit ges.
Ammoniomchlorid und Wasser gewaschen. Die wässrigen Phasen extrahierte man einmal mit Dichlormethan. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Natriumsulfat getrocknet und die Lösungsmittel anschließend unter vermindertem Druck abdestilliert. Die Reinigung wird bei den jeweiligen Verbindungen beschrieben.
8.2.1.7 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Synthese der Saligenylchlorphosphite (AAV 7):
OH
X OH X
PCl3, Pyridin Et2O, -20 °C -> Rt,
3 h O P
O Cl
Die gesamte Reaktion wurde unter Stickstoff als Inertgas durchgeführt, um Sauerstoff und Feuchtigkeit zu vermeiden.
Es wurde 1.0 Äquivalente des jeweiligen Salicylalkoholderivats in abs. Diethylether gelöst, auf -20 °C abgekühlt und mit 1.2 Äquivalenten frisch destilliertem Phosphor(III)-chlorid versetzt. Nach 10 min. Rühren bei -20 °C wurden 2.3 Äquivalente abs. Pyridin , gelöst in dem fünffachen Volumen abs. Diethylether, über einen Zeitraum von 2-3 h bei -20°C langsam zugetropft. Nach beendeter Zugabe entfernte man die Kühlung und ließ das Reaktionsgemisch noch für 1-2 h bei Raumtemperatur rühren. Zur Vervollständigung der Pyridiumchlorid-Ausfällung, lagerte man das Reaktionsgemisch über Nacht bei -20 °C. Am nächsten Tag filtrierte man den Niederschlag unter Inertgas ab und entfernte das Lösungsmittel unter vermindertem Druck. Die so erhaltenen Öle oder Feststoffe wurden in der Regel umgehend als Rohprodukte zur Synthese der cycloSal-d4T-Monophosphate eingesetzt.
Variante I:
Bei schlecht löslichen Salicylalkoholderivaten wurde abs. Tetrahydrofuran anstelle des abs. Diethylether als Lösungsmittel verwendet. Das Nachspülen des Pyridiumchlorids erfolgte wie gewohnt mit abs. Diethylether.
Monophosphate (AAV 8):
X
O P O
Cl O
O
O
O N
P
HN O
O O
X 1.) d4T, DIPEA
2.) t-BuOOH MeCN, -20 °C- Rt
2-6 h
Die gesamte Reaktion wurde unter Stickstoff als Inertgas durchgeführt, um Sauerstoff und Feuchtigkeit zu vermeiden.
Es wurden 1.0 Äquivalente 2',3'-Didesoxy-2',3'-didehydro-thymidin (d4T) 2 in abs.
Acetonitril (2.2 mL pro 0.1 mmol d4T) gelöst und auf -20°C abgekühlt. Zu dieser Lösung wurden bei -20 °C und unter Rühren 2.0 Äquivalente Diisopropylethylamin sowie vorsichtig das jeweilige Saligenylchlorphosphit (verunreinigtes Rohprodukt, entsprechend 2.0 Äquivalente bei hypothetischer Reinheit), gelöst in einer definierten Menge abs. Acetonitril, gegeben. Man ließ die Reaktionslösung auf Raumtemperatur erwärmen und noch 1 h bei Raumtemperatur rühren. Die Reaktion wird dabei dünnschichtchromatographisch verfolgt (Dichlormethan / Methanol 9 : 1 v/v, Detektion per UV und Zuckerfärbereagenz). Im Falle unvollständiger Umsetzung wurde erneut auf -20°C abgekühlt, weiteres Saligenylchlorphosphit zugegeben, auf Raumtemperatur erwärmt und 1 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurden bei -20°C und unter Rühren 3.4 Äquivalente tert-Butylhydroperoxid in Form einer Lösung in n-Decan (5-6 M) zugetropft. Die Reaktionsmischung wurde erneut auf Raumtemperatur erwärmt und nochmals 1 h gerührt (DC-Kontrolle). Es wurden nun die Lösungsmittel im Ölpumpenvakuum abkondensiert. Aus dem so erhaltenen Rohprodukt wurden in einer ersten Trennung am Chromatotron Salze entfernt (Ethylacetat/Methanol [angesäuert mit 0.1 % Essigsäure] 9 : 1 v/v). Durch weitere Reinigung am Chromatotron (Dichlormethan mit Methanol-Gradienten, Methanol angesäuert mit 0.1 % Essigsäure) konnte das Produkt zunächst in Form eines farblosen Öls isoliert werden. Anschließende Gefriertrocknung ergab dann farblose Watten.
Variante I:
Die Synthese erfolgte analog, allerdings mit weniger Saligenylchlorphosphit (1.5 Äquivalente bei hypothetischer Reinheit).
Variante II:
Die Synthese erfolgte analog, aber mit weniger Saligenylchlorphosphit (1.2 Äquivalente bei hypothetischer Reinheit), 1.5 Äquivalente DIPEA und 3.0 Äquivalente tert-Butylhydroperoxid.
Variante III:
Die Synthese erfolgte analog, aber mit weniger Saligenylchlorphosphit (1.2 Äquivalente bei hypothetischer Reinheit), 1.5 Äquivalente DIPEA und 1.8 Äquivalente tert-Butylhydroperoxid.
8.2.1.9 Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Spaltung der tert-Butylester (AAV 9):
O O
O O
N P
HN O
O O
TFA DCM, Rt 30 - 60 min.
O
O n = 2, 3
O O
O O
N P
HN O
O O O
HO n = 2, 3
Es wurde 1.0 Äquivalente des entsprechenden t-Butylester in Dichlormethan gelöst (10 μmol Substanz in 5 ml Lösungsmittel) und anschließend langsam bei Raumtemperatur mit 1000 Äquivalenten Trifluoressigsäure versetzt. Man ließ das Reaktionsgemisch für 30-60 min bei dieser Temperatur rühren, wobei der Reaktionsverlauf dünnschichtchromatographisch verfolgt wurde (Dichlormethan / Methanol 9 : 1 v/v, Detektion per UV und Zuckerfärbereagenz). Nach vollständigem Umsatz wurden das Lösungsmittel und die überschüssige Trifluoressigesäure unter vermindertem Druck am Rotationsverdampfer entfernt. Der ölige, braune Rückstand wurde mit Hilfe des Chromatotrons gereinigt (Dichlormethan mit einem Methanol-Gradienten (angesäuert mit 0.1% Essigsäure)). Danach wurden die Produkte als
feste Schäume überführt werden konnten.