Yerseçimli 1,4,5-trisübstitüe-1,2,3-triazollerin ve 1,2,3-triazol halkasına kaynaşık yeni heterohalkalı yapıların sentezi
Regioselective synthesis of 1,4,5-trisubstituted-1,2,3-triazoles and new heterocyclic structures fused to 1,2,3-triazole ring
Yazar: GÜLER YAĞIZ ERDEMİR
Danışman: PROF. DR. ALİYE ALTUNDAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışma, yeni bir yöntem geliştirilerek bir seri metil 1-aril-4-karboksilat-5-formil-1,4,5-trisübstitüe-1,2,3-triazol türevlerinin yüksek verimle yerseçimli sentezini ve bu yerseçimli türevlerin farklı reaktiflerle etkileştirilmesi sonucu 1,2,3-triazol-benzimidazol, 1,2,3-triazol-piridazinon ve 1,2,3-triazol-piridazintiyon halkalaşma ürünlerinin oluşumunu kapsamaktadır. Metil 1-aril-4-karboksilat-5-formil-1,4,5-trisübstitüe-1,2,3-triazol türevlerinin yerseçimli sentezi için geliştirilen yöntemde, simetrik dimetil N-benzil-1H-1,2,3-triazol-4,5-dikarboksilat bileşiklerindeki ester işlevsel gruplarından birinin hacimli lityum tri-ter-bütoksialüminyum hidrür (LTBA) ile seçimli mono indirgenmesi sonucu aldehit işlevsel grubuna dönüştürülmesini içerir. Bu amaca yönelik olarak, çalışmanın ilk adımında arilazürlerin ariladehitlerden sentezi üç adımda gerçekleştirilmiştir. Ardından ilgili azürlerin dimetil asetilendikarboksilat (DMAD) ile çözücüsüz ortamda metal katalizörü olmaksızın 2-3 dakika gibi çok kısa bir süre etkileştirilmesi ile çok yüksek verimle simetrik dimetil 1-aril-1H-1,2,3-triazol-4,5-dikarboksilatlar sentezlenmiştir. Sonra elde edilen simetrik dimetil 1-aril-1H-1,2,3-triazol-4,5-dikarboksilat türevlerinin LTBA ile etkileştirilerek yerseçimli aldehit oluşumu için indirgen türün eşdeğer molü, sıcaklık, çözücü parametreleri değiştirilerek en uygun şartlar belirlenmiştir. Belirlenen optimizasyon şartlarında benzen halkasının farklı konumlarında elektron çekici/sağlayıcı grupların tepkime üzerine etkisi incelenmiştir. Sentezlenen tüm yeni metil 1-benzil-4-karboksilat-5-formil-1,4,5-trisübstitüe-1,2,3-triazol türevlerin fiziksel özellikleri belirlenmiş ve yapıları FTIR, 1H, 13C-APT NMR, HRMS teknikleri ile aydınlatılmıştır. Ester grubunun yerseçimli indirgenmesi sonucu oluşan formil grubunun konumunu belirlemek için 2B NMR tekniklerinden olan HSQC, HMBC ile X-ışını kristallografisi kullanılmıştır. Halkalaşma türevleri için; yerseçimli 1-aril-4-karboksilat-5-formil-1,4,5-trisübstitüe-1,2,3-triazol molekülleri sırasıyla o-fenilendiamin, p-sübstitüefenilhidrazinler ve Lawesson reaktifi ile etkileştirilerek 1,2,3-triazol-benzimidazol, 1,2,3-triazol-piridazinon ve 1,2,3-triazol-piridazintiyon ürünleri sentezlenmiş ve yapıları FTIR, 1H, 13C-APT NMR, HRMS teknikleri ile aydınlatılmıştır.

Abstract:
In this study, a new regioselective method was developed for synthesizing a series of methyl 1-aryl-4-carboxylate-5-formyl-1,4,5-trisubstituted-1,2,3-triazole derivatives with a high yield. Subsequently, these regioselective derivatives were reacted with different reagents to synthesize cyclization products, namely, 1,2,3-triazole-benzimidazole, 1,2,3-triazole-pyridazinone, and 1,2,3-triazole-pyridazinthione. The developed method for the regioselective synthesis of methyl 1-aryl-4-carboxylate-5-formyl-1,4,5-trisubstituted-1,2,3-triazole derivatives involves the selective monoreduction of one of the ester functional groups in symmetrical dimethyl 1-aryl-1H-1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylate compounds to aldehyde functional groups. This reduction is achieved using the bulky lithium tri-tert-butoxyaluminum hydride (LTBA) reagent. To achieve this, the first stage of this study involved a three-step synthesis of benzylazides from benzaldehydes. Then, the resulting azides were reacted with dimethyl acetylene dicarboxylate under solvent-free and metal catalyst-free conditions for 2-3 minutes. As a result, symmetrical dimethyl 1-aryl-1H-1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylates were obtained in high yield. Furthermore, the optimal conditions for the reduction reaction of the symmetrical dimethyl 1-benzyl-1H-1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylate derivatives with LTBA to yield regioselective aldehyde products were determined by varying the equivalent mole of reducing species, temperature, and solvent parameters. The effect of electron-withdrawing/donor groups at different positions on the benzene ring on the reaction was also investigated under optimized conditions. Additionally, the physical properties of all newly synthesized methyl 1-benzyl-4-carboxylate-5-formyl-1,4,5-trisubstituted-1,2,3-triazole compounds were determined, and their chemical structures were elucidated using FTIR, 1H, 13C-APT NMR, and HRMS techniques. In addition, X-ray crystallography and 2D NMR techniques such as HSQC and HMBC were employed to determine the position of the formyl group resulting from the regioselective reduction of the ester group. For the cyclization derivatives, namely 1,2,3-triazole-benzimidazole, 1,2,3-triazole-pyridazinone, and 1,2,3-triazole-pyridazinethione, they were synthesized by reacting the regioselective derivatives with o-phenylenediamine, p-substituted phenylhydrazines, and Lawesson's reagent, respectively. The chemical structures of these derivatives were elucidated using FTIR, 1H, 13C-APT NMR, and HRMS techniques