Farklı ortamlarda çok bileşenli tek-kap yöntemi ile mannich reaksiyonu
Mannich reaction with multi component one-pot method in different medium
Yazar: S. ARDA ÖZTÜRKCAN
Danışman: PROF. DR. ZUHAL TURGUT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Mannich reaksiyonu = Mannich reaction ; Mikrodalgalar = Microwaves ; Ultrason = Ultrasound ; Yüzey aktif maddeleri = Surfactants

Özet:
Biyolojik önemi olan heterohalkalı bileşiklerin ve çeşitli ß-aminoketonların veya esterlerin sentezleri, ayrıca fazla azot atomu içeren çok fonksiyonlu sentetik yapı bloklarının hazırlanması gibi reaksiyonlarda kullanılan etkin bir yöntem olan Mannich reaksiyonu sürekli olarak gelişme göstermektedir. Son zamanlarda Mannich reaksiyonlarında Lewis asit katalizi yerine, sulu ya da çözücüsüz ortamlarda kullanılan triflatlar oldukça dikkat çekmektedir.Yapılan son çalışmalarda su, yalnızca çevreye duyarlı, bol ve ucuz olmakla kalmamakta, ayrıca eşsiz seçicilik ve reaksiyona girebilme kolaylığı da sağlayabilmektedir. Su içerisinde çözünebilen bizmut(III) triflatlar alternatiflerine göre, düşük toksisiteye sahip ve ucuz olması nedeniyle ilgi çekici katalizörlerdir. İyonik olmayan bir yüzey aktif madde olan Triton X 100 sulu miselli ortamda, organik olan başlangıç maddelerinin çözünürlüğünü arttığından dolayı oldukça iyi sonuçlar vermektedirler.Literatürde, organik reaksiyonların birçoğunda ultrasonik ya da mikrodalga sistemle gerçekleştirilen reaksiyonların, klasik yöntemlerle yapılan reaksiyonlara göre yüksek verim, kısa reaksiyon süresi ve ılımlı reaksiyon koşullarıyla tamamlandığı kanıtlanmıştır.Çalışmamızda, üç bileşenli direkt tip Mannich reaksiyonu için klasik, ultrasound destekli, yüzey aktif madde içeren sulu miselli ortamda klasik ve mikrodalga destekli olmak üzere 4 farklı yöntem denenmiştir. Heterohalkalı ya da substitue aromatik aldehit, substitue aromatik amin ve siklohekzanonun, sulu ortamda Bi(OTf)3.4H2O ile katalizlenmesi sonucu yüksek verimli ve kısa reaksiyon süresinde uygun anti-seçiciliğe sahip yeni ß-aminoketon bileşikleri sentezlenmiştir. Sentezlenen bileşiklerin yapıları FTIR, 1HNMR, 13CNMR, kütle spektroskopisi ve elementel analiz sonuçlarıyla kanıtlanmıştır. Ayrıca biyolojik araştırmalar kapsamında mutajenik, antimutajenik ve antitümör etki çalışmaları yapılmıştır.

Abstract:
Mannich reactions which are used in synthesis of biologically important heterocyclic compounds and various ß-aminoketones and ester and also in preparing multi-functional synthetic building blocks having nitrogen have been continuously showing development. Recently, the usage of triflates in aqueous or solvent-free medium instead of Lewis acid catalyst in Mannich reactions is attracting interest.In recent studies, water is not only environmentally sensitive, inexpensive and abundant material but it also satisfies unique selectivity and easiness of reaction. In comparison to alternatives, bismuth(III) triflates are attractive catalysts with their cost effective property and low toxicity. The aqueous micelle medium of non-ionic surface active agent (surfactant) Triton X 100 gives highly good results due to its capability of increasing solubility of initial materials.In literature, it was well shown that in almost all organic reaction systems, comparing to reactions done in classical methods, the reactions held by ultrasonic or microwave systems are completing with mild reaction conditions and high yields in shorter reaction times.In this study, for three component direct type Mannich reaction, four different methods were tested: classical, ultrasound assisted, classical in aqueous micelle medium of surfactants and microwave assisted. Anti-selective property new ß-aminoketone compounds of heterocyclic or substituted aromatic aldehyde, substituted aromatic amine and cyclohexanone were synthesized with the catalyst of Bi(OTf)3.4H2O in a aqueous medium and short reaction time with high yield. The structures of synthesized compounds were clarified with analysis results of FTIR, 1HNMR, 13CNMR, mass spectroscopy and elemental analysis. In addition, the mutagenic, antimutagenic and antitumor activity studies were performed in the scope of biological investigations.