Transfer RNAs (tRNAs) are key molecules needed for the decoding of the genetic information at the ribosome.[1] The tRNAs contain the four canonical RNA bases plus a large set of modified nucleotides whose function in the tRNA charging and decoding process is largely unknown.[2] Queuosine (Q; 1) [3] and its galactosylated, mannosylated, or amino acid modified derivatives [4] (Scheme 1) are important hypermodified RNA bases present in the anticodon stem loop of various tRNAs. It is currently hypothesized that these base derivatives are needed to fine-regulate the translational process.[5]To enable investigation of the role that these hypermodified bases play during the translational process and to study their largely unknown biosynthesis, [6] efficient synthetic procedures for the modified bases and ultimately of tRNA containing such modified bases are a prerequisite.Herein we describe an efficient stereoselective synthesis of the hypermodified tRNA nucleoside queuosine [7] using a reductive amination of 7-deazaguanosine-aldehyde 3 with the cyclopentenylamine 2, [8] which is prepared from an allyl azide precursor (Scheme 1).The short synthesis of the allyl amine 2 from the allyl azide precursor 4, however, requires that the Mitsunobu reaction (Scheme 2, step e) [9] proceeds with a defined regio-(S N 2 vs. S N 2') and stereochemistry (inversion of configuration). In addition, the [3.3] sigmatropic rearrangement, which allyl azides such as 4 are prone to undergo, has to be controlled.[10] Indeed, owing to the efficient [3.3] sigmatropic rearrangement of allylic azides and the reported lack of regiocontrol of Mitsunobu aminations of allylic alcohols, [19] such a synthetic approach looks, at first, rather unattractive.The cyclopentenyl building block 2 was synthesized starting from d-(À)-ribose 5. Protection of the 2' and 3' hydroxy groups as an acetonide, conversion into the monoScheme 1. Chemical structures of queuosine (1), its derivatives, and key synthetic intermediates. Bz = benzoyl.Scheme 2. Synthesis of the cyclopentenylamine 2: a) 2,2-dimethoxypropane, MeOH, HClO 4 , acetone, 94 %; b) PCC (4.0 equiv), benzene, reflux, 46 %; c) (MeO) 2 P(O)CH 3 , nBuLi, THF, 0 8C, 56 %; d) NaBH 4 , CeCl 3 , MeOH, 0 8C, 95 %; e) DIAD, PPh 3 , HN 3 (1.3 m in toluene), THF, 0 8C; f) PPh 3 , THF, 0 8C, 72 % (65 % from 11) in two steps; g) toluoyl chloride, NEt 3 , CH 2 Cl 2 , 60 %. PCC = pyridinium chlorochromate, DIA-D = diisopropylazodicarboxylate.

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Transfer-RNAs (tRNAs) sind Schlüsselmoleküle für den Prozess der Dekodierung genetischer Information im Ribosom.[1] Sie enthalten die vier kanonischen RNA-Basen und eine große Zahl an modifizierten Nucleotiden, deren Funktion im Prozess der tRNA-Beladung und -Dekodierung größtenteils unbekannt ist.[2] Queuosin (Q) 1 [3] und seine galactosylierten, mannosylierten und Aminosäure-modifizierten Derivate [4] (Schema 1) sind wichtige hypermodifizierte RNA-Basen, die in der Antikodonschleife verschiedener tRNAs vorliegen. Es wird derzeit vermutet, dass sie für die Feinregulierung des Translationsprozesses benötigt werden. [5] Will man die Aufgabe der hypermodifizierten Basen bei der Translation besser verstehen und ihre größtenteils unbekannte Biosynthese untersuchen, [6] benötigt man effiziente Syntheserouten zu diesen Basen und letztlich zur tRNA, in der sie enthalten sind.Wir beschreiben hier eine effiziente, stereoselektive Synthese des hypermodifizierten tRNA-Nucleosids Queuosin.[7] Dabei wird als Schlüsselschritt eine reduktive Aminierung des 7-Desazaguanosinaldehyds 3 mit dem Cyclopentenylamin 2, [8] das aus der Allylazid-Zwischenstufe 4 hervorgeht, durchgeführt (Schema 1).Die vorgestellte kurze Synthese des Allylamins 2 ausgehend von der Vorstufe 4 setzt jedoch voraus, dass die Mitsunobu-Reaktion (Schema 2, Stufe e) [9] nach einer definierten Regio-(S N 2 gegenüber S N 2') und Stereochemie (Umkehr der Konfiguration) abläuft. Zusätzlich muss die [3.3]-sigmatrope Umlagerung kontrolliert werden, der Allylazide wie 4 unterliegen.[10] Ein derartiger Ansatz scheint zunächst -bedingt durch die effiziente [3.3]-sigmatrope Umlagerung der Allylazide und die bekannte [19] fehlende Regiokontrolle der

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