Este protocolo pode ser usado para a biossíntese de cercosporinas através da fermentação microbiana, que por sua vez pode ser usada para sintetizar heterociclos contendo nitrogênio em condições verdes e leves. Uma vantagem dessa técnica é que ela pode ser usada como uma ponte entre os métodos de fermentação microbiana e os processos sintetizados orgânicos. Heterociclos contendo nitrogênio não são apenas esqueletos importantes para muitos produtos naturais com bioatividades, mas são precursores sintéticos para muitos agrotóxicos e drogas.
Demonstrando o procedimento com Philippe Icyishaka estará Yan Zhang, um técnico do meu laboratório. Para a preparação alfa-Halo-N-acyl-hydrazone, pese 10 milimonas de cetona e 10 milimilas de hidrazina benzoila em um frasco. Adicione 20 mililitros de metanol ao frasco, e equipe o frasco com uma barra de mexida e uma rolha de borracha.
Injete lentamente 250 microliters de ácido clorídrico na mistura, e incubar o frasco no ar à temperatura ambiente. Após uma hora, colete o precipitado após a reação por filtragem e lave o produto com acetona. Em seguida, seque o precipitado por vácuo e identifique o produto por NMR.
Para preparar a cercosporina, carregue um frasco de shake de três litros com um litro de meio S-7 e inocula a tensão produtora de cercosporin no frasco de shake. Cultue a mistura em condições leves a 135 revoluções por minuto e 25 graus Celsius por duas semanas. No final da incubação, use uma bomba de vácuo para submeter o caldo de fermentação à filtragem de vácuo, e extrair a pelota e o supernatante separadamente com três volumes de 50 mililitros de diclorometano.
Colete a pelota para secar em um secador de congelador e misture as fases orgânicas. Lave as fases orgânicas com água duas a três vezes, e concentre a solução sob vácuo. Redissolve o resíduo com metanol analítico, e filtre o produto através de uma membrana de microfiltração orgânica de 18 micrômetros.
Em seguida, purifique a cercosporina com uma coluna Sephadex LH-20, e identifique o produto pelo HPLC de acordo com os protocolos padrão. Para preparar 1, 2, 3-thiadiazole, adicione todo o volume do alfa-Halo-N-acyl-hydrazone, um miligrama de cercosporina, 27 miligramas de tert-butoxida de potássio, e 39 miligramas de tiocianato de potássio em um tubo Schlenk de 10 milímetros equipado com uma rolha de borracha e uma barra de agitação. Purgue o tubo Schlenk com oxigênio três vezes antes de injetar dois mililitros de acetonitrilo seco no tubo.
Submeta o tubo a um LED azul de cinco watts da parte inferior por 16 horas antes de lavar quatro vezes com 15 mililitros de solução de cloreto de sódio saturado. Após a última lavagem, misture a fase aquosa e re-extraia a fase aquosa com quatro volumes de 15 mililitros de acetato etílico. Misture a fase orgânica e seque com sulfato de sódio anidro.
Remova o solvente com um evaporador a vácuo. Para purificar o produto com cromatografia de camada fina, desenhe uma linha reta na placa de sílica e adicione o produto dissolvido à linha. Coloque a placa de sílica no cilindro de cromatografia com 10 a 1 PE para EA. Depois, dissolva a sílica em DCM.
Retire a sílica do produto por filtragem e seque o DCM com um evaporador rotativo. Em seguida, identifique o composto por NMR de acordo com o protocolo padrão. Para preparar 1, 4, 5, 6-tetrahydropyridazine, adicione todo o volume da alfa-Halo-N-acyl-hydrazone, 2,7 miligramas de cercosporina e 195 miligramas de carbonato de césio em um tubo Schlenk de 10 mililitros equipado com uma rolha de borracha e uma barra de agitação.
Purgue o tubo schlenk três vezes com nitrogênio, e injete dois mililitros de acetonitrilo na água no tubo. Sujeito o tubo Schlenk a um LED azul de cinco watts da parte inferior por 16 horas seguido por quatro lavagens com 15 mililitros de cloreto de sódio saturado por lavagem. Combine a fase aquosa e re-extraia a fase aquosa com quatro volumes de 15 mililitros de acetato etílico.
Misture a fase orgânica e seque com sulfato de sódio anidro. Remova o solvente com um evaporador a vácuo. Para purificar o produto com cromatografia de camada fina, desenhe uma linha reta na placa de sílica e adicione o produto dissolvido à linha.
Coloque a placa de sílica no cilindro de cromatografia com 10 a 1 PE para EA. Depois, dissolva a sílica em DCM. Retire a sílica do produto com filtragem e seque o DCM com um evaporador rotativo. Em seguida, identifique o composto por NMR de acordo com o protocolo padrão.
Esses resultados representativos demonstram como 4-aryl-1, 2, 3-thiadiazoles e 1, 4, 5, 6-tetrahydropyridazinas podem ser convenientemente sintetizadas por reações fotocatálicas catalisadas de cercosporina de alfa-Halo-N-acyl-hydrazone. O procedimento de aquisição de 4-aryl-1, 2, 3 thiadiazoles é adequado para substratos que possuem grupos que doam elétrons e aceitam elétrons no anel fenil, fornecendo os produtos desejados com rendimentos moderados a bons. Lembre-se sempre de usar nitrogênio e oxigênio para duas categorias diferentes das reações.
