Yeni bir yaklaşımla bromokinolinlerin seçici sentezi ve yeni kinolin türevlerinin eldesi
Selective synthesis of bromoquinolines with new approach and preparation of new quinoline derivatives
Yazar: SALİH ÖKTEN
Danışman: PROF. DR. OSMAN ÇAKMAK
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, 1,2,3,4-tetrahidrokinolinin (1,2,3,4-THQ, 3) CHCl3'deki çözeltisi sırasıyla 1, 1.5, 2 ve 5 eşdeğer mol brom molekülü (Br2) ile oda sıcaklığında ve düşük sıcaklıklarda reaksiyonları incelendi. 1,2,3,4-THQ (3), 1 eq Br2 ile reaksiyonlarında, 6-bromo-1,2,3,4-THQ (43) ve 6,8-dibromo-1,2,3,4-THQ (44) sırasıyla 51:37 oranlarında (dönüşüm: %88) oluşurken, 2 eq Br2 ile reaksiyonunda saf olarak 6,8-dibromo-1,2,3,4-THQ (44) (%92) elde edildi. 6,8-dibromoTHQ (44)'in oda sıcaklığında 3 eq Br2 ile reaksiyonundan 4,6,8-tribromokinolin (42) elde edildi (verim: %92). 1,2,3,4-THQ (3)'in 5 eq brom ile reaksiyonu tek ürün halinde ve %82 verimle 4,6,8-tribromokinolin (42) bileşiğini verdi.6-bromTHQ (43) ve 6,8-diBrTHQ (44) ürünleri benzen içinde kaynama sıcaklığında DDQ ile aromatlaştırıldı. 6-bromkinolin (36) ve 6,8-dibromkinolin (39) %77 ve %84 verimlerle elde edildi.4,6,8-Tribromokinolin (42) DMF içinde CuCN ile etkileştirilmesiyle 4,6,8-trisiyanokinoline (118) (%20) dönüştürüldü.6,8-Dibromokinolin (39) n-BuLi ile muamele edildikten sonra oluşan dilityumkinolin (S2(CH3)2 ve Si(CH3)3Cl) ayrı ayrı etkileştirildi. 6,8-bis(tiyometil)kinolin (110) %78 ve 6,8-bis(trimetilsilil)kinolin (111) %76 verimlerle elde edildi.6,8-Dibromokinolin'in (39) DMF içinde CuI katalizörlüğünde NaOCH3 ile reaksiyonu tek 6,8-dimetoksikinolin'i (112) (verim: %84) verdi. 6,8-Dibromkinolin'in (39) DMF içinde kaynama sıcaklığında CuCN ile reaksiyonu ise 6-brom-8-siyanokinolin (119), 8-bromo-6-siyanokinolin (120) ve 6,8-disiyanokinolin (121) karışımını verdi. Bu ürünler, kolon kromotografisi yöntemi ile sırasıyla%9, %43 ve %20 izole verimlerle ayrıldı.6,8-DiBrTHQ (44)'in CuI katalizörlüğünde NaOCH3 ile reaksiyonları neticesinde 6-bromo-8-metoksiTHQ (119) (izole verim: %14), 8-bromo-6-metoksiTHQ (120), 6,8-dimetoksiTHQ (121) (izole verim: %40) oluştu. Kolon kromotografisi ile izole edildi. DDQ ile muamele edilerek aromatlaştırıldı ve ürünler kolon kromotografisi ile ayrıldı.Sonuç olarak bu çalışmada, bromlamaya aktif olmayan kinolin yerine çok daha aktif özellik gösteren 1,2,3,4-THQ kullanıldı ve etkin bir şekilde bromlandı. Böylece 1,2,3,4-tetrahidrokinolin ve kinolin molekülünün 6 ve 8 konumlarına çeşitli grupların bağlanmasını sağlayan etkin ve seçici sentez yöntemleri geliştirildi. 1,2,3,4-tetrahidrokinolin molekül yapısında benzen ve azotlu halkaların ayrı ayrı bromlanması ile 4, 6, 8 konumlarına seçici olarak farklı grupların bağlanabileceği gösterdi. Bu tez çalışması çerçevesinde elde edilen bileşikler, biyo-aktif ya da doğal bileşikler için potansiyel anahtar bileşikleridir.

Abstract:
In this study, in room temperature and lower temperatures, reactions of 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (1,2,3,4-THQ, 3) in CHCl3 with 1, 1.5, 2, 5 mole Br2, were examined. While the reactions of 1,2,3,4-THQ (3) with 1 mole Br2 gave 6-bromo-1,2,3,4-THQ (43) and 6,8-dibromo-1,2,3,4-THQ (44) in different ratios (51:37 respectively), 6,8-dibromo-1,2,3,4-THQ (44) (yield: 92%) was obtained with 2 moles Br2 as a pure product. 4,6,8-Tribromoquinoline (42) was yielded (92%) by bromination of 6,8-dibromoTHQ (44). 1,2,3,4-THQ (3) treated with 5 moles of molecular bromine so 4,6,8-tribromoquinoline (42) was synthesized as a single product of 82% yield in one step.6-Bromo- (43) and 6,8-dibromo-1,2,3,4-THQs (47) were converted to 6-bromo- (36) and 6,8-dibromoquinolines (39), respectively, by aromatization with DDQ in 84% and 77% yields, respectively4,6,8-Tribromoquinoline (42) in DMF was treated with CuCN and converted to 4,6,8-tricyanoquinoline (118) in (20%) yield.Dilityumquinoline prepared by the treatment of 6,8-dibromoquinoline (39) with n-BuLi was treated with [Si(CH3)3Cl, S2(CH3)2] seperately. 6,8-bis(methylthio)quinoline (110) 78% and 6,8-bis(trimetylsilyl)quinoline (111) 76% were obtained.Copper-induced nucleophilic substitution of 6,8-dibromoquinolines (39) with NaOMe in DMF afforded 6,8-dimethoxyquinoline (112) in 84% yield. Also, the reactions of 6,8-dibromoquinoline (39) with CuCN at boiling point gave the mixture of 6-Bromo-8-cyanoquinoline (119), 8-bromo-6-cyanoquinoline (120) and 6,8-dicyanoquinoline (121) as new products. These products were seprated with silica gel column chromatography eluting with hexane?ethylacetate in 9%, 43% and 20% yield respectivelyCopper-induced nucleofilic substitution reactions of 6,8-dibromo-1,2,3,4-tetrahydroquinoline (44) with NaOMe in DMF yielded to 6-bromo-8-methoxyTHQ (114), 8-bromo-6-methoxyTHQ (113), 6,8-dimethoxyTHQ (115), as mixture. These molecules were isolated by silica gel column chromatography eluting with hexane/ethylacetate, and then, treated with DDQ for aromatization.As a consequence, in this study, instead of quinoline, inactive for bromination, 1,2,3,4-THQ, active for bromination, was used and brominated effectively. Thus, effective and selective synthesis methods were developed to exchange with different groups for 6 and 8 positions of quinoline and tetrahydroquinoline. Benzenoid cycle of quinoline is brominated firstly, and then, prenoid cycle is brominated. This event show that different groups can be substituted 4, 6, and 8 positions of quinoline. Molecules obtained in this thesis study are potential key molecules for bio-active or naturel products.