鈴木-宮浦クロスカップリングによるブロモトリプトファン誘導体の周囲温度での反応

Suzuki-Miyaura Cross-Coupling of Bromotryptophan Derivatives at Ambient Temperature.

• Steffen Dachwitz
• Dario H Duwe
• Yating Hong Wang
• Hendrik Gruß
• Yvonne Hannappel
• Thomas Hellweg
• Norbert Sewald

抄録

アミノ酸、ペプチド、タンパク質などの生体直交側鎖誘導体化は、基質の感度が高いため、反応条件がマイルドであることが非常に好ましいとされています。鈴木-宮浦反応のような遷移金属触媒によるクロスカップリングは汎用性が高いですが、通常、特にアリールブロミドを用いた場合には好ましくない反応条件が必要です。無配位子溶媒安定化パラジウムナノ粒子は、かなり低い温度でクロスカップリングを行うことができるため、従来のホスフィン系触媒に代わる効率的で持続可能な触媒である。本研究では、このような高反応性不均一系触媒を用いた臭素化トリプトファン誘導体の鈴木・宮浦クロスカップリングへの応用について報告する。溶媒安定化されたPdナノ粒子は、文献で知られているADHP-Pd前駆体よりもさらに効率的である。興味深いことに、後者はまた、触媒種として準均質なPd-ナノ粒子の形成につながる。私たちのアプローチの利点の一つは、環境温度に近い温度での水性と好気性条件との適合性とわずか2時間の短い反応時間である。ブロモトリプトファンを含むペプチドの異なるアミノ酸側鎖の影響だけでなく、異なるNα保護基、ボロン酸の影響が研究されています。特筆すべきは、パラジウム配位性側鎖が近位に存在する場合に、触媒反応の驚くべき加速が観察されたことである。

Mild reaction conditions are highly desirable for bio-orthogonal side chain derivatizations of amino acids, peptides or proteins due to the sensitivity of these substrates. Transition metal catalyzed cross-couplings such as Suzuki-Miyaura reactions are highly versatile, but usually require unfavourable reaction conditions, in particular, when applied with aryl bromides. Ligand-free solvent-stabilized Pd-nanoparticles represent an efficient and sustainable alternative to conventional phosphine-based catalysts, because the cross-coupling can be performed at considerably lower temperature. We report on the application of such a highly reactive heterogeneous catalyst for the Suzuki-Miyaura cross-coupling of brominated tryptophan derivatives. The solvent-stabilized Pd-nanoparticles are even more efficient than the literature-known ADHP-Pd precatalyst. Interestingly, the latter also leads to the formation of quasi-homogeneous Pd-nanoparticles as the catalytic species. One advantage of our approach is the compatibility with aqueous and aerobic conditions at near-ambient temperatures and short reaction times of only 2 hours. The influence of different N α -protecting groups, boronic acids as well as the impact of different amino acid side chains in bromotryptophan-containing peptides has been studied. Notably, a surprising acceleration of the catalysis was observed when palladium-coordinating side chains were present in proximal positions.

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