Aufgrund der inhärenten physiologischen Eigenschaften stickstoffhaltiger heterocyclischer Einheiten hat sich der Aufbau stickstoffhaltiger Verbindungen in den letzten Jahrzehnten zu einem der zentralen Themen der modernen Synthesechemie entwickelt. Unter diesen stickstoffhaltigen Verbindungen zeigten Aziridine unterschiedliche biologische Aktivitäten.
Als Analoga von Epoxid, den Metaboliten von Olefinen, können Aziridine, die von bioaktiven Molekülen abgeleitet sind, pharmakologische Aktivitäten zeigen. Infolgedessen besteht ein erhöhtes Interesse an der Entwicklung innovativer Synthesemethoden für die Herstellung von Aziridinen aus bioaktiven Naturstoffen.
Derzeit sind vier kanonische Strategien für die Olefinaziridierung etabliert: Nitren-, stickstoffzentrierte Radikal-, Haloniumionen- und Oxaziridin-Methoden. Diese Reaktionen erfordern häufig vorfunktionalisierte Aminierungsreagenzien, stöchiometrische Oxidationsmittel und Übergangsmetallkatalysatoren, was ihre Atomökonomie und potenzielle weitere Anwendungen beeinträchtigt.
In den letzten zwei Jahrzehnten hat das Wiederaufleben der Elektrochemie umweltfreundliche und nachhaltige Ansätze für die Olefinaziridierung hervorgebracht. Diese elektrochemischen Methoden zur Olefinaziridierung waren jedoch auf bestimmte Substrate, vorwiegend elektronenreiche Olefine, beschränkt, was bei der Modifizierung von Naturstoffen eine Herausforderung darstellt. Die größte Hürde besteht darin, die inkompatible Reaktivität von nicht aktivierten Olefinen und Aminierungsreagenzien in Einklang zu bringen.
Basierend auf früheren Forschungsergebnissen stellten Aiwen Lei (Institute of Advanced Studies, Wuhan University) und Mitarbeiter die Hypothese auf, dass die gleichzeitige Oxidation von Alkenen und Aminierungsreagenzien einen Weg zur Olefinaziridierung durch Radikal-/Radikalkationen-Kreuzkupplung bieten könnte.
Die Radikal-/Radikalkationenspezies kreuzen mit einer anderen Spezies, da sie in der Nähe der Anode erzeugt werden, wodurch der Bedarf an Katalysatoren und zusätzlichen Oxidationsmitteln umgangen wird. Darüber hinaus könnte der Einsatz einer elektrochemischen Durchflusszelle den Weg für einen skalierbaren Ansatz zur Olefinaziridierung ebnen.
Diese Methode zeigt eine beeindruckende Kompatibilität mit einer Vielzahl bioaktiver Moleküle mit mehr als 15 Arten von Naturprodukten und Arzneimittelderivaten. Die Untersuchung der Antikrebsaktivität und der synthetischen Umwandlung von Aziridinen stärkt das Potenzial dieser elektrooxidativen Reaktion in der organischen Synthese und medizinischen Forschung und bietet so eine neuartige Synthesestrategie für die Olefin-Aziridinierung und einen alternativen Ansatz zur Entdeckung neuer Arzneimittelkandidaten.
Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht National Science Review.
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Shengchun Wang et al., Elektrochemische Flussaziridierung nicht aktivierter Alkene, National Science Review (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad187