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Nucleophile Substitution und deren 3D-Visualisierung

Literaturbeispiel [2] von Gyóllai et al.: Darstellung von acetylierten 1-Fluoroglucopyranosyl-cyaniden.

Gyóllai et al. haben die Fluorierung verschiedener 1-Chlor- bzw. 1-Bromglucopyranosyl-cyanide untersucht.

Abb.1
Reaktion [2.1]
Ausbeuten der Reaktion
R1 R2 Ausbeute II
a-O-Ac-H21 %
b-H-O-Ac90 %
Abb.2
Reaktion [2.2]

Die Reaktion der acetylierten 1-Brom-1-deoxy-glucopyranosyl-cyanide der β-D-Galacto- und α-D-Arabino-Konfiguration Ib bzw. IV mit Silberfluorid in Acetonitril bei Raumtemperatur ergibt die korrespondierenden 1-Deoxy-1-fluorglucopyranosyl-cyanide IIb und V mit Inversion des anomeren Zentrums. Unter ähnlichen Bedingungen führt die β-D-Gluco-Verbindung Ia zu dem korrespondierenden invertierten 1-Fluorglycosyl-cyanid IIa, wobei zusätzlich signifikante Mengen des 1-Cyano-2-hydroxy-glycols III entstehen.

Einfluss des Fluorierungsmittels

Das eingesetzte Fluorierungsmittel beeinflusst die Konfiguration am anomeren C-Atom, wie die nachfolgenden Reaktionsbeispiele zeigen:

Abb.3
Fluorierung mit Silbertetrafluoroborat - Reaktion [2.3]

- Retention der Konfiguration am Reaktionszentrum- Ausbeute an (+)-VI: 36 %

Abb.4
Fluorierung mit Silberfluorid - Reaktion [2.4]

- Inversion der Konfiguration am Reaktionszentrum- Ausbeute an (+)-VI: 85 %

Silbertetrafluorborat in Toluol bei Raumtemperatur konvertiert Ib in das 1-Fluoroglycosyl-cyanid VI unter Erhalt der Konfiguration des anomeren Zentrums. Ebenfalls zu VI führt die Reaktion von 1-Chlor-1-deoxy-α-D-galactopyranosyl-cyanid VII mit Silberfluorid in Acetonitril bei Raumtemperatur unter Rückfluss, in diesem Fall unter Inversion am anomeren Zentrum.

Informationen zur Literaturreaktion [2]:

Titel:
Darstellung von acetylierten 1-Fluoroglucopyranosyl-cyaniden.
Abstract:
Die Reaktion von 1-Chlor- bzw. 1-Bromglucopyranosyl-cyaniden, wie z. B. I und V, mit Siberfluorid oder Silbertetrafluoroborat stellt eine gebräuchliche Methode zur Synthese von 1-Fluoroglucopyranosyl-cyaniden dar. Es konnte gezeigt werden, dass die Umsetzungen der 1-Halogenoglucopyranosyl-cyanide mit AgF nach dem Mechanismus einer SN2-Reaktion ablaufen und die Silber-Ionen als Elektrophile den Prozess der Konfigurationsumkehr am anomeren C-Atom unterstützen. Im Gegensatz dazu verläuft die Reaktion mit Silbertetrafluoroborat unter Bewahrung der anomeren Konfiguration
Literatur:
Gyóllai, V.; Somsák, L.; Györgydeák, Z. (1998): Preparation of Acetylated 1-Fluoroglycopyranosyl Cyanides. . In: Tetrahedron . 54 (43) , 13267-13276
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