C2-simetrik bazı kiral taç eterlerin sentezi ve uygulamaları
The synthesis of some C2-symmetric chiral crown ethers and their applications
Yazar: DEVRAN AK
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KARAKAPLAN
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Kiral makrosiklik bileşikler moleküler tanımada, çeşitli kiral dolgu maddelerinin hazırlanmasında ve katalizör olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu nedenle, kiral makrosiklik bileşiklerin sentezi, kimyacılar için ilgi çekici bir konumda yer almaktadır. Özellikle C2-simetrik makrosikliklerin yapısal mimarileriyle metal ve organik konukçu molekülleriyle kompleks oluşturmalarına ilişkin son yıllarda yoğun bir şekilde çalışılmaktadır.Bu çalışmada, üç adet yeni kiral diaza-18-taç-6 eter türevi makrosiklik sentezlenerek; ?-amino asit ester tuzlarına karşı moleküler tanıma özellikleri incelenmiştir. Kiralite kaynağı olarak trans-(1R,2R)-1,2-diaminosikloheksan, (S)-propilen oksit ve (R)-stiren oksit kullanılmıştır. Kiral sikloheksadiamin klasik rezolüsyon yöntemi ile izomerik karışımından izole edilerek; benzillenmesi ile yüksek bir verimle N,N'-dibenzilheksadiamin 2 türevine dönüştürülmüştür. İkincil amin yapılı bu türevin (S)-propilen oksit ve (R)-stiren oksit ile yer seçici epoksit halka açılması tepkimesi neticesinde yüksek verimlerle kiral amino alkoller 2, 3 sentezlendi. Kiral amino alkoller 2, 3 seyreltik ortamda trietilen glikol ditosilat ile haklaşma tepkimlerinden diaza-18-taç-6 eter türevi makrosiklik bileşikler 4, 5 sırasıyla % 31.6, 45.5 verimlerle elde edildi. Kiral amino alkol 3 ile nafto ünitesi taşıyan ditosilat ile halkalaşma tepkimesinden makrosiklik 6 % 32.65 verimle elde edildi. Sentezlenen C2-simetrik kiral amino alkoller ve diaza-18-taç-6 eter türevi makrosiklik bileşiklerin yapıları spektral verileriyle karakterize edildi.Çalışmanın ikinci aşamasında sentezlenen diaza-18-taç-6 eter türevi bileşikler 4-6; alaninin, fenilalanin ve valin metil esteri hidroklorürlerinin enantiomerlerine karşı moleküler tanıma yetenekleri 1H NMR titrasyon yöntemi ile araştırıldı. Konukçu makrosiklik 4'ün konuk L enantiomerleriyle daha kararlı kompleksleştiği; özellikle fenilalanin örneğinde oldukça yüksek bir enantioselektivite (KL/KD= 8.64) tespit edilmiştir. Makrosiklik 5 ise, konuk moleküllerin D enantiomerleriyle daha kararlı kompleksleştiği tespit edilmiştir. Makrosiklik 5, alanin ve fenilalanin konukçularının ikisine karşı yüksek bir enantioseçimlilik ((KL/KD) = 0,24, 0,22) sergilemiştir. Bununla birlikte, konukçu 6 molekülünün ise benzer şekilde fenil alanine karşı daha iyi moleküler tanıma (KD/KL= 6.75) gösterdiği gözlenmiştir. Kullanılan makrosiklik konukçuların fenil alanine karşı gözlenen yüksek enantioseçicilik, konuk?konukçunun aromatik sübstituentleri arasındaki etkin ? - ? etkileşiminin tercihli distereomerik kompleksleşme nedeni olarak değerlendirildi.Anahtar Kelimeler : 1,2-diaminosikloheksan, kiral diaza-taç eterler, moleküler tanıma, enantioselektif kompleksleşme, 1H NMR titrasyon.

Abstract:
Chiral macrocycles have a wide range of applications in enantiomeric recognition, for use in the preparation of chiral stationary phases and in catalysis. As a result, the synthesis of chiral macromolecules has attracted considerable attention of chemists. In particular, C2- symmetric macrocycles have been extensively studied because of their structural architecture, which is suitable for complex formation both with metals and host molecules.In this study, three novel diza-18-crown-6 derivative macrocycles have been synthesized in order to investigate their molecular recognition properties towards ?-amino acid ester salts. Trans-(1R,2R)-1,2-diaminocyclohexane, (S)- propylene oxide and (R)-stiren oxide were used as chiral source. N,N?-Dibenzyl-trans-(1R,2R)-1,2-diamnocyclohexane 1 was prepared by using chiral diaminocyclohexane isolated by classical resolution method. Chiral amino alcohols 2, 3 were synthesized by regioselective ring opening reaction of cyclohexadiamine with (S)-propylene oxide and (R)-stiren oxide in high yields respectively. Diaza-18-crown-6 derivatives 4, 5 were synthesized under high dilution conditions by cylization reaction of chiral amino alcohols 2, 3 and triethylenglycol ditosylate in 31.6, 45.5 % yields respectively. Macrocyclic 6 compund was also obtained by chiral amino alcohols 3 and ditoylate bearing naphto unit as usual manner in a 32,65 % yield. Synthesized chiral amino alcohols precurcars and diaza-18-crown-6 derivative were characterized by their spectral data.Molecular recognition properties of synthesized macrocyclics 4-6 towards alanine, phenylalanine and valine methyl esters hiydrochlorides were investigated by 1H NMR titration method. Host 4 molecule exhibited more stable complexes towards L enantiomers of investigated guests. The highest enetioselectivity was obtained in the case of phenyl alanine guest by a KL/KD = 8.64. However, host molecule 5 exhibited more stable complexes towards D enantiomers of guests, in which high enantiselectivity were obtained towards both alanine and phenylalanine by a KL/KD = 0,24, 0,22 respectively. Additionally, it was also obtained that phenyl alanine enantiomers has the better enantioselectivity by using host 6 by a KD/KL= 6.75. As a result, the obtained high enantioselectivity of hosts toward phenyl alanine is attributed to the more effective ? - ? interaction between aromatic residue of hosts and guest leading favourable diastereomeric complexation.Key Words: 1,2-diaminocyclohexane, chiral crown ethers, molecular recognition, enantioselective complexation, 1H NMR titration.