Aminonitril sentezinde çeşitli organokatalizörlerin etkinliğinin incelenmesi
Investigation of activities of various organocatalysts in aminonitrile synthesis
Yazar: ÖZGE AYDIN
Danışman: PROF. DR. FERAY AYDOĞAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
α-Aminonitriller, yararlı açil anyon ve iminyum ekivalenti olmalarının yanı sıra α-amino asitler, 1,2-diaminler, azot içeren çeşitli heterosiklik bileşikler ve biyolojik aktif bileşiklerin sentezinde önemli ara ürünlerdir. Strecker reaksiyonu olarak bilinen, aldehit, amin ve siyanürün üç bileşenli reaksiyonu α-aminonitrillerin sentezi için geleneksel bir yol sağlamaktadır. Reaksiyonun etkinliğini arttırmak için pek çok modifikasyon ve yeni katalizörler geliştirilmiştir. Aminonitrillerin biyolojik sistemler için önemli olan bileşiklerin elde edilmesinde öncü olmaları nedeniyle özellikle asimetrik sentezleri organik kimyada büyük önem taşımaktadır. Asimetrik aminonitril sentezleri için iki farklı strateji geliştirilmiştir. Bunlardan birincisi kiral öncü veya yardımcı kullanımı, diğeri ise kiral katalizörlerin kullanımıdır. Özellikle son yıllarda metal içeren ya da içermeyen kiral katalizörlerin kullanımı araştırmacıların ilgi odağı olmuş ve bu konuda pek çok çalışma yapılmıştır.
Bu çalışmanın ilk aşamasında, literatürde yer almayan, prolinamid ve üre yapısını bir arada bulunduran, optikçe saf beş adet bifonksiyonel organokatalizörün sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu bileşiklerin üç bileşenli Strecker reaksiyonunda hidrojen bağı etkileşimi ile önemli bir asimetrik indüksiyona yol açacağı düşünülmüştür. Bu amaçla L-prolinin fenilizosiyanat ile reaksiyonundan elde edilen 1-(fenilkarbamoil)pirolidin-2-karboksilik asidin amin, aminoalkol ve amino asit esterleri ile amidleşme reaksiyonundan yararlanılmıştır. Daha sonraki aşamada elde edilen organokatalizörlerin aminonitril sentezindeki etkinlikleri incelenmiştir. Çeşitli sıcaklık, çözücü, katkı maddesi gibi koşullarda yapılan çalışmalarda organokatalizörlerin reaksiyonu iyi verimlerle katalizlemesine rağmen önemli ölçüde bir asimetrik indüksiyona neden olmadıkları belirlenmiştir.

Abstract:
α-Aminonitriles are useful acyl anion and iminium ion equivalents and also very versatile intermediates for the synthesis of α-amino acids, 1,2-diamines, various nitrogen containing heterocycles and several biologically active compounds. Three component reactions of aldehydes, amines and cyanide known as the Strecker reaction provides a traditional way to α-aminonitriles. Many modifications and catalysts have been developed to enhance the efficiency of the reaction. Asymmetric synthesis of α-aminonitriles have great importance in organic chemistry, because they are precursors of important compouns for biological systems. Two different strategies have been developed for their asymmetric synthesis. One of these strategies is using chiral axilary or precursor, the other one is using chiral catalysts. Recently, reserchers have focused on using chiral catalysts with or without metal and many researches have been done on this subject.  
In the first part of this research, optically pure five new bifunctional organocatalysts having urea and prolinamide structure have been synthesized. It was expected that these compounds would show asymmetric induction in tree component Strecker reaction via hidrogen bonding interaction. By this aim, the amidation reaction of 1-(phenylcarbamoyl)pyrrolidin-2-carboxylic acid, which was obtained from the reaction of L-prolin with phenylisocyanate, with amine, aminoalcohol and amino acid esters have been used. In the following part, activities of obtained organocatalysts in the synthesis of aminonitriles have been investigated under several conditions such as temperature, solvent and additive. It has been shown that the organocatalysts catalyzed the reaction with good yields, while they have not showed any significant asymmetric induction.