Unexpected reactions and novel glycosylations with benzotriazole and nitrophenyl derivatives

Abstract

1. Glycosyl sulfonates have been somewhat neglected in recent years, despite of their considerable potential in stereoselective glycosylation. For this reason, the generation of glycosyl donors with nonafluorobutanesulfonyl derivatives has been studied. Using the commercially available nonafluorobutane sulfonyl fluoride, it was found that either trehalose or the glycosylated product could be formed depending on the order in which the reagents were added. The use of 1H-benzotriazole for the transfer of the nonafluorobutane sulfonyl group to glucose and the generation of the glycosyl donor was studied. By studying how to cleave the nonafluorobutane sulfonyl group from thebenzotriazole moiety with phenol, the heterocyclic ring was opened between positions N1 and N2, resulting in a new methodology for the formation of azobenzenes. This reaction was exploited in phthalocyanine chemistry in case of benzotriazole-substituted phthalocyanines. The sulphonated benzotriazole ring could also be opened with phosphor ylides, giving new phosphoranylidenes. When mesyl and tosyl benzotriazoles were used, these groups were transferred to phenol giving the corresponding esters. Triflyl benzotriazole gave first the azo compound and then formed ester. When sugars were used as nucleophiles, 1H and 2H-benzotriazole substituted sugars were obtained, in the case of tosyl and tryflyl and nonaflyl 1H-benzotriazoles. 1-hydroxybenzotriazole was also used for this purpose. In theses cases substraction of the sulphonate group occurred, giving a sulphonate substituted 1H-1,2,3-benzotriazoles that could not further be used for glycosilation. The mechanisms of all new reactions were investigated.

2. Carbohydrates attached to porphyrin-like compounds have been previously considered for the treatment of cancer with visible light (photodynamic therapy). Since phthalocyanines are effective substances in photodynamic therapy, as well, the attachment of one carbohydrate to the phthalocyanine ring at the anomeric carbon was considered. The tested glycosilation reactions were not successful when 3,4-dicyanophenol was the substrate. But the substitution of the nitro group in 4-Nitrophthalonitrile was successful. Mainly alpha-linked phenyl glucosides were obtained in good yields. More compounds were synthesised with this method and several phthalocyanines were formed. This reaction was also studied with dinitro or nitrocyano phenyls that need particular conditions for the formation of phenyl glycoside.

1. Glycosylsulfonate haben, trotz ihres Potentials für die stereoselektive Synthese, in den letzten Jahren wenig Beachtung gefunden. Aus diesem Grunde wurde die Synthese von Glycosyldonoren mit Nonafluorbutansulfonyl-Derivaten untersucht. Dabei wurde gefunden, dass man unter Verwendung des handelsüblichen Nonafluorbutansulfonsäurefluorids entweder Trehalose oder aber das glykosylierte Produkt erhalten konnte, abhängig von der Reihenfolge, in der die Reagenzien zugegeben wurden. Die Verwendung von 1H-Benzotriazol als Überträger der Nonafluorbutansulfonyl- Gruppe auf Glucose wurde untersucht. Während der Untersuchungen zur Abspaltung der Nonafluorbutansulfonyl-Gruppe vom Benzotriazolrest mittels Phenol, wurde der Heterozyklus zwischen den Positionen N1 und N2 geöffnet, woraus sich eine neue Synthesemethode für Azobenzole ergab. Diese Methode wurde in der Phthalocyaninchemie speziell für die Synthese von Benzotriazol-substituierten Phthalocyaninen angewandt. Der Nonafluorbutansulfonyl-substituierte Benzotriazolring konnte ebenfalls mit Phosphoryliden geöffnet werden, wobei neue Phosphoranylide entstanden. Verwendete man Mesyl- oder Tosyl-Gruppen, wurden diese Gruppen auf Phenol übertragen und bildeten die korrespondierenden Ester. Triflylbenzotriazole bildeten zuerst die Azokomponente und anschließend die Ester. Wenn Zuckerderivate als Nukleophile eingesetzt wurden, erhielt man im Fall von Tosyl-, Triflyl- und Nonaflylbenzotriazolen die 1H- und 2H-Benzotriazol-substituierten Zuckerderivate. Zum gleichen Zweck wurde 1-Hydroxybenzotriazol eingesetzt. Dabei fand eine Abspaltung des Sulfonates und das entstandene Sufonat-substituierte 1H-Benzotriazol konnte nicht weiter zur Glykosylierung verwendet werden. Die Mechanismen aller neuen Reaktionen wurden untersucht.

2. An porphyrinähnliche Substanzen gekoppelte Kohlenhydrate wurden schon früher für die Krebstherapie mit sichtbarem Licht (Photodynamiktherapie) in Betracht gezogen. Da Phthalocyanine ebenfalls als effektive Wirkstoffe in der Photodynamiktherapie eingesetzt werden, wurde geplant, ein Kohlenhydrat mit dem anomeren Zentrum an einen Phthalocyaninring anzubinden. Direkte Glykosylierungsreaktionen waren nicht erfolgreich, wenn 3,4-Dicyanophenol als Gykosylakzeptor verwendet wurde. Allerdings verlief die Substitution der Nitrogruppe in 4-Nitrophthalonitril erfolgreich. Als Hauptprodukt wurden alpha-substituierte Glycoside in sehr guter Ausbeute erhalten. Mehrere ähnliche Substanzen wurden mit dieser Methode synthetisiert und einige Phthalocyanine gebildet. Diese Reaktion wurde auch mit 1,2-Dinitrobenzol und 4-Nitrobenzoesäurenitril untersucht, die spezielle Bedingungen für die Bildung von Phenylglykosiden benötigen.