Künstliche molekulare Anion‐Wirte. Die Synthese eines chiralen bicyclischen Guanidinium‐Salzes als funktionalisierte Ankergruppe für Oxo‐Anionen

Abstract

Starting from L-asparagine, the synthesis of the S,S-bis(hydroxy-excess de > 98%. The guanidinium compound 3 may serve as methyl)-substituted bicyclic guanidinium salt 3 is described, a binding module in the enantioselective recognition of 0x0 which is obtained in 20% overall yield with a diastereomeric anions in polytopic abiotic receptors.Spezifitat in Wirt-Gast-Systemen beruht auf der korrekten Priorganisation von Haftgruppen im Wirt, die gemll3 ihrer Natur und Positionen strukturellen Determinanten des Gastes komplementar sind2). Abweichend von der bisher dominierenden Strategic, in kunstlichen molekularen Wirten die Erkennungsfunktionen auf makro(poly)cyclischen Geriisten anzuordnen 2b), verfolgen wir das Konzept der linear verkniipften polytopen Rezeptoren3). Dabei werden Ankergruppen, die fur sich a k i n nur Substrukturen des Gastsubstrates erkennen konnen, in hearer Weise kovalent miteinander verbunden. Die Selektivitat der Gastbindung beruht hierbei auf der kooperativen Wechselwirkung mit dem Substrat, das dem Wirt eine Raumstruktur nach MaDgabe seiner Struktur aufzwingt. Obwohl in diesem Ansatz die Praorganisation der Bindungsstellen wenigcr ausgcpragt und demzufolge auch die Gastselektivitat geringer sein wird als bei starren Systcmen, bietet diese Niherung bedeutende Vortcile hinsichtlich Herstellbarkeit und Modifizierbarkeit der synthetischen Wirte. AuDerdem darf man erwarten, da13 wegen der hoheren Flexibilitat das Risiko eines langsamen Wirt-Gast-Austausches, das praktische Anwendungen behindern wiirde, stark vermindert ist.Allerdings miissen die Ankergruppen, aus denen ein polytoper abiotischer Rezeptor aufgebaut wird, einige Auflagen erfiillen: In erster Linie sollen die Rezeptorfunktionen starke enthalpische Wechselwirkungen mit den Gastepitopen eingehen, die zu einer eindeutigen Komplexstruktur fiihren. Nur so lassen sich im Zusammenwirken einer begrenzten Zahl von Ankergruppen geniigend hohe Energiebarrieren aufbauen, die zur Diskriminierung zwischen strukturell ahnlichen Substraten unabdingbar sind. Dariiber hinaus sollten die Haftgruppen iiber Substituenten verfiigen, die eine leichte und eindeutige Verknupfung untereinander oder mit Verbindungselementen (Spacern) bzw. mit festen Tragern erlauben. Wiinschenswert sind weiterhin chirale Bindungsgruppen, die zur enantioselektiven molekularen Erkennung hcrangezogen werden konnten.Inspiriert durch die Anionen-Bindung in Proteinen4' haben wir bicyclische Guanidinc vom Typ I konstruiert 5', die als Ankergruppcn fur 0x0-Anionen (2) taugen 5, 'I. Diese Guanidine sind hochsymmetrisch, und sie sind nicht leicht in eindeutiger Weise mit weiteren molekularen Bausteinen zu verkniipfen. Hier beschreiben wir nun die in priparativem MaDstab durchgefiihrte Synthese des chiralen, funktionalisierten Guanidins 3, das alle genannten Forderungen an einen Rezeptormodul erfullt.Kiirzlich wurde von de Mendoza und Lehn eine Synthese derselben Verbindung publiziert *I, allerdings entgegen anderen Be-hauptungen9) ohne Charakterisierung der stereochemischen Integritat. ...

Artificial Organic Host Molecules for Anions

“…255 The X-ray structure of 65 revealed formation of the expected host-guest geometry embedded in a larger array of hydrogen bonds. 255 When the first chiral analogues became available 277,278 and the synthesis was improved to give a more reliable and efficient procedure [279][280][281][282][283][284] (Figure 7), extensive use of these anchor groups could be made for enantioselective recognition, catalysis, and specific transport of substrates across membranes. Recently, further progress was made in the derivatization of the parent bicyclic guanidines (cf.…”

Molecular recognition of organic acids and anions — Receptor models for carboxylates, amino acids, and nucleotides

“…12-14, S,S-configuration shown) have been developed in our group from aminoadd precursors [16]. Improved synthetic procedures for such compounds were later reported by Schmidtchen [ 17] (who in 1980 presented a first type of achiral bicycloguanidinium hosts [18] that form complexes with several oxoanions [19]). Most derivatives are highly lipophilic despite their ionic structure and freely soluble in common organic solvents but not in water.…”

Enantiospecific Synthesis of Heterocycles from α-Amino Acids

“…Bicyclic guanidine 358 is a chiral, enantioselective anion receptor used in molecular recognition studies. Two closely related approaches to this molecule have been published. , Schmidtchen and co-workers have derived the left part of 358 from N -tosylasparagine ( 355 ) by reduction to an amino alcohol and coupling to the synthon for the right portion, 356 (derived from methionine), to give thiourea 357 . Isothiuronium ion formation with methyl triflate triggered a double cyclization to yield 358 after deprotection 88 (Scheme ).…”