Yeni trisiklik bileşiklerin sentezlenmesi
The synthesis of new tricyclic compounds
Yazar: MELEK GÜL
Danışman: PROF. DR. NÜKET ÖCAL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: 1,3-dipolar siklokatılma = 1,3-dipolar cycloaddition

Özet:
Günümüzde yapılmakta olan kimyasal araştırmaların birçoğu, biyolojik aktivite gösterebilecek yeni bileşiklerin sentezlenmesi ve aktivitelerinin saptanarak ölçülmesine yöneliktir.Norbornen ve norbornan moleküllerinin özellikle bisiklik kısmında azot atomu içeren türevleri yeni biyolojik aktif moleküller olarak önem kazanmaktadır. Hidrazin türevlerinin de tüberküloz, anti-tümör, antideprasyon gibi çeşitli biyolojik aktiviteler gösterdiği belirtilmiştir. Aynı zamanda, tarımda bitki gelişimi, simülasyon ve herbisit gibi de kullanım özellikleri vardır. Bu bilgiler doğrultusunda kaynaklara baktığımızda bisiklik ve trisiklik hidrazon türevleri ve yapı tayini çalışmalarının sınırlı olduğu görülmektedir.Bunun yanı sıra, Heck reaksiyonu olarak bilinen alkenlerin paladyum katalizörlü arilasyonu ve alkenizasyonu organik sentezlerde yeni bir karbon-karbon bağ oluşumu ile sonuçlandığı için çok etkili katalitik yöntemlerden biri olarak güncelliğini korumaktadır. Son yıllarda ise alkenlerin özellikle bisiklik halka sistemlerinin asimetrik Heck-tipi hidroarilasyonları, hem reaksiyon kolaylığı ve hem de stereoselektif sonuçlar vermesi nedeniyle yoğun bir şekilde Prof.Dr. Dieter Kaufmann ve grubumuz tarafından incelenmektedir (Namyslo ve Kaufmann, 1997, 1999; Ocal 2005, 2006, 2008).Diğer taraftan dipolar siklokatılma reaksiyonları yeni kiral merkez içeren bileşiklerin hazırlanmasında önemlidir. Bu asimetrik sentez yöntemi hem farmosötik ve hem de tarım endüstrisi alanlarında büyük öneme sahiptir. Nitril oksidin olefin ile verdiği siklokatılma reaksiyonlarında beş üyeli hetero halkalı sistem olan ve önemli özelliklere sahip izoksazolin türevleri elde edilir. Bisiklik sistemler üzerinde yüksek regio- ve stereoselektif özellikler gösterdiği bilinmektedir ( Padwa, A vd., 1989). Bu bilgilerden faydalanarak, trisiklik hidrazon bileşiklerinin nitril oksit ile 1,3-dipolar siklo katılma reaksiyonlarıyla türevlendirilmesi yoluyla yeni farmakolojik bileşiklerin hazırlanması planlanmıştır.Bu çalışma, başlıca altı aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşama, başlangıç maddesi olarak kullanılacak 4-oksatrisiklo[5.2.1.02,6]dek-8-en-endo-3,endo-5-dion ve 4-oksatrisiklo[5.2.1.02,6] dek-8-en-ekzo-3,ekzo-5-dion bileşiklerinin hazırlanmasını, ikinci aşama, bu bileşiklerin hidrazinli türevlerinin sentezlerini, üçüncü aşama da ise trisiklik hidrazon moleküllerinin sentezini, dördüncü aşamada alkenik yapı taşıyan trisiklik hidrazonların aril- ve hetaril iyodürlerle Heck-tipi hidroarilasyon reaksiyonlarını içermektedir. Beşinci aşama ise trisiklik hidrazon bileşiklerinin yeni izoksazolin türevleri elde etmek için nitril oksit ile 1,3-dipolar siklokatılma reaksiyonlarının incelenmesidir. Son aşamada sentezlenen tüm yeni bileşiklerin yapıları sırasıyla FTIR, 1H NMR, 13C NMR, DEPT, H-H COSY, HMBC, HSQC, 2D-NOESY ve LC-MS spektrofotometrik yöntemleriyle aydınlatılmıştır.Anahtar Kelimeler: Trisiklik hidrazonlar, Heck tipi hidroarilasyon reaksiyonları, 1,3-dipolar siklokatılma reaksiyonları, izoksazolin türevleri.

Abstract:
Nowadays, most of the chemical researches are focused on the synthesizing of the new compounds possibly having biological activities, and determining and measuring of these activities.Especially norbornen and norbornan systems that contain nitrogen in the particularly bicyclic new derivatives are getting more important as new biologically active compounds. Hydrazine derivatives which also exhibit biological and pharmacological activities such as tuberculoz, anti-tumor and antidepressant, anticancer, antibacterial and fungicidal properties (Brana vd., 2001; Zentz vd., 2002). At the same time, it is well known that the important commercial application of hydrazines are their use as good plant growth regulating simulation and herbisides properties. There are a few reports in literature of the synthesis of tricyclic hydrazones and practically no information on their structure analyses.Furthermore, the arylation and alkenization of alkenes in the presence of palladium catalyst in organic synthesis named as Heck reaction, keep their currency as very effective catalyzing method in forming carbon-carbon bonds. Recently, the asymmetric Heck-type hydroarylation of specific bicyclic ring systems of alkenes have been examined intensively from Prof.Dr.Kaufmann and our group, because of the easily obtained stereoselective results (Namyslo and Kaufmann, 1997, 1999; Ocal 2005, 2006, 2008).Dipolar cycloaddition chemistry has found many useful synthetic applications, particularly with respect to the preparation of compounds with new chiral centers. This approach toward asymmetric syntheses is of major importance in both the pharmaceutical and agricultural industries. Cycloaddition of nitrile oxide and olefin produces isoxazoline derivatives, which has played an important role for the consruction of five membered heterocycles (Padwa, A vd., 1989). We planned the [3+2] cycloaddition of tricyclic hydrazones with 4-chlorophenyl nitrile oxide (generated in situ from 4-chloro-benzaldehyde with NaOCl), to prepare the new pharmacological compounds.This study planned as six steps. The first step is the synthesizing of the starting materials 4-oxotricyclo[5.2.1.02,6]dek-8-ene-endo-3,endo-5-dion and 4-oxotricyclo[5.2.1.02,6]dek-8-ene-exo-3,exo-5-dione, the second one is including the synthesis of these hydrazine derivatives. Third step is consist of synthesizing triciyclic hydrazone derivatives from carbaldehydes. Next step is Heck-type hydroarylation reactions of alkenic tricylic hydrazones with aryl (hetaryl) halides. Next one is investigation of cycloaddition reaction of nitrile oxides with olefin to obtain the new isoxazoline derivatives. In the last step, the structure determination of all new compounds by FTIR, 1H NMR, 13C NMR, DEPT, HETCOR, H-H COSY and MS spectroscopic data, respectively.Keywords: Tricyclic hydrazones, Heck type of hydroarylation reactions, 1,3-dipolar cycloaddition reactions, isoxazoline derivatives.