Synthesis 2010(18): 3131-3137  
DOI: 10.1055/s-0030-1258188
PAPER
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

Straightforward Method for the Synthesis of Selenocysteine and Selenocystine Derivatives from l-Serine Methyl Ester

Antonio L. Braga*a, Ludger A. Wessjohannb, Paulo S. Taubea, Fábio Z. Galettoa,c, Fabiano M. de Andradec
a Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, 88040-970, Brazil
b Leibniz Institute of Plant Biochemistry, Bioorganic Chemistry, Weinberg 3, 06120 Halle, Germany
c Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 97105-900, Brazil
Fax: +55(48)37216850; e-Mail: albraga@qmc.ufsc.br;
Further Information

Publication History

Received 8 March 2010
Publication Date:
22 July 2010 (online)

Abstract

A set of selenoamino acids has been efficiently synthesized under smooth conditions by a simple, flexible and modular strategy. In this method, O-mesylated l-serine methyl ester is generated in situ and directly substituted with various selenolate anions to afford selenocysteine, selenolanthionine, and selenocystine derivatives in good yields. Also, a tellurocysteine derivative can be obtained by this method.

    References

  • For organoselenium compounds, see:
  • 1a Nicolaou KC. Petasis NA. Selenium in Natural Products Synthesis   CIS Inc.; Pennsylvania: 1984. and references therein
  • 1b Klayman DL. Günter WHH. Organoselenium Compounds: Their Chemistry and Biology   Wiley; New York: 1973. 
  • 1c Diana M. Freudendahl DM. Sohail A. Shahzad SA. Wirth T. Eur. J. Org. Chem.  2009,  1649 
  • For selenium-containing chiral ligands, see:
  • 2a Wirth T. Angew. Chem. Int. Ed.  2000,  39:  3740 
  • 2b Braga AL. Lüdtke DS. Vargas F. Curr. Org. Chem.  2006,  10:  1921 
  • 2c Braga AL. Lüdtke DS. Vargas F. Braga RC. Synlett  2006,  1453 
  • 3a Mugesh G. du Mont W.-W. Sies H. Chem. Rev.  2001,  101:  2125 
  • 3b Nogueira CW. Zeni G. Rocha JBT. Chem. Rev.  2004,  104:  6255 
  • 3c Wessjohann LA. Schneider A. Abbas M. Brandt W. Biol. Chem.  2007,  388:  997 
  • 4a Xiong S. Markesbery WR. Shao C. Lovell MA. Antioxid. Redox Signal.  2007,  9:  457 
  • 4b Pearse Lyons T, and Power R. inventors; EP  1779858.  ; Chem. Abstr. 2007, 146, 428741
  • 4c Battin EE. Brumaghim JL. Cell. Biochem. Biophys.  2009,  55:  1 
  • 5a Stadtman TC. Annu. Rev. Biochem.  1996,  65:  83 ; and references therein
  • 5b Iwaoka M. Ooka R. Nakazato T. Yoshida S. Oishi S. Chemistry & Biodiversity  2008,  5:  359 
  • 6a Flohé L. Günzler EA. Schock HH. FEBS Lett.  1973,  32:  132 
  • 6b Rotruck JT. Pope AL. Ganther HE. Swanson AB. Hafeman DG. Hoekstra WG. Science  1973,  179:  588 
  • 7a Leonard JL. Visser TJ. Biochemistry of Deiodination, In Thyroid Hormone Metabolism   Hennemann G. Marcel Dekker; New York: 1986.  p.189 
  • 7b Berry MJ. Banu L. Larsen PR. Nature  1991,  349:  438 
  • 7c Leonard JL. Köhrle J. Intracellular Pathways of Iodothyronine Metabolism, In The Thyroid   Braverman LE. Utiger RD. Lippincott-Raven; Philadelphia: 1996.  p.144 
  • 8a Köhrle J. Brigelius-Flohé R. Böck A. Gartner R. Meyer O. Flohé L. Biol. Chem.  2000,  381:  849 
  • 8b Arnér ESJ. Holmgren A. Eur. J. Biochem.  2000,  267:  6102 
  • 8c Arteel GE. Briviba K. Sies H. Chem. Res. Toxicol.  1999,  12:  264 
  • 8d Mustacich D. Powis G. Biochem. J.  2000,  346:  1 
  • 8e Schneider A. Brandt W. Wessjohann LA. Biol. Chem. Commun.  2007,  388:  1099 
  • 9a Moroder L. J. Pept. Sci.  2005,  11:  187 
  • 9b Caputo R. Capone S. Greca MD. Longobardo L. Pinto G. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  1425 
  • 9c Wessjohann LA. Schneider A. Chem. Biodivers.  2008,  5:  375 
  • 9d Liu H. Dömling A. Chem. Biol. Drug Des.  2009,  74:  302 
  • 10a Okeley NM. Zhu Y. van der Donk WA. Org. Lett.  2000,  2:  3603 
  • 10b Hashimoto K. Sakai M. Okuno T. Shirahama H. Chem. Commun.  1996,  1139 
  • For an application see:
  • 10c Nicolaou KC. Safina BS. Zak M. Lee SH. Nevalainen M. Bella M. Estrada AA. Funke C. Zecri FJ. Bulat S. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  11159 
  • 11a Besse D. Siedler F. Diercks T. Kessler H. Moroder L. Angew. Chem. Int. Ed.  1997,  36:  883 
  • 11b Zhu Y. van der Donk WA. Org. Lett.  2001,  3:  1189 
  • 12a Silks PLA. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem.  1998,  136:  611 
  • 12b Baig RBN. Sudhir VS. Chandrasekaran S. Tetrahedron: Asymmetry  2008,  19:  1425 
  • 13a Chocat P. Easaki N. Tanaka H. Soda K. Anal. Biochem.  1985,  148:  485 
  • 13b Roy J. Gordon W. Schwartz IL. Walter R. J. Org. Chem.  1970,  35:  510 
  • 13c Stocking EM. Schwarz JN. Senn H. Salzmann M. Silks LA. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1997,  2443 
  • 13d Mugesh G. Phadnis PP. Org. Biomol. Chem.  2005,  3:  2476 
  • 14a Braga AL. Lüdtke DS. Paixão MW. Rodrigues OED. Org. Lett.  2003,  5:  2635 
  • 14b Braga AL. Schneider PH. Paixão MW. Deobald AM. Peppe C. Bottega DP. J. Org. Chem.  2006,  71:  4305 
  • 15a Sakai M. Hashimoto K. Shirahama H. Heterocycles  1997,  44:  319 
  • 15b Schneider A. Rodrigues OED. Paixão MW. Appelt HR. Braga AL. Wessjohann LA. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  1019 
  • 16a Braga AL. Vargas F. Sehnem JA. Braga RC.
    J. Org. Chem.  2005,  70:  9021 
  • 16b Braga AL. Vargas F. Galetto FZ. Paixão MW. Schwab RS. Taube PS. Eur. J. Org. Chem.  2007,  5327 
  • 16c Vargas F. Sehnem JA. Galetto FZ. Braga AL. Tetrahedron  2008,  64:  392 
  • 17 Sehnem JA. Vargas F. Milani P. Nascimento V. Braga AL. Synthesis  2008,  1262 
  • 18 For orthogonally protected selenocysteine derivatives see ref. 10b and: Haris KM. Flermer S. Hondal RJ.
    J. Pept. Sci.  2006,  13:  81 
  • 19a Braga AL. Lüdtke DS. Paixão MW. Alberto EE. Stefani H. Juliano L. Eur. J. Org. Chem.  2005,  4260 
  • 19b Alberto EE. Soares LC. Sudati JH. Borges ACA. Rocha JBT. Braga AL. Eur. J. Org. Chem.  2009,  4211 
  • 20 Cohen RJ. Fox DL. Salvatore RN. J. Org. Chem.  2004,  69:  4265 
  • 21 Kawai Y. Ando H. Ozeki H. Koketsu M. Ishihara H. Org. Lett.  2005,  7:  4653 
  • 22a Koide T. Itoh H. Otaka A. Yasui H. Kuroda M. Chem. Pharm. Bull.  1993,  41:  502 
  • 22b Moroder L. Besse D. Musiol H.-J. Rudolph-Bohner S. Siedler F. Biopolymers  1996,  40:  207 
  • 23 Gladysz JA. Hornby JL. Garbe JE. J. Org. Chem.  1978,  43:  1204 
  • 24 Schwab RS. Galetto FZ. Azeredo JB. Braga AL. Lüdtke DS. Paixão MW. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  5094 
  • 25 Still WC. Kahn M. Mitra A. J. Org. Chem.  1978,  43:  2923 
  • 26 Paulmier C. In Selenium Reagents and Intermediates in Organic Synthesis   Pergamon; Oxford: 1986.