Yeni nesil kiral yükseltgeyiciler: Kiral asetal hidroperoksitlerin sentezi ve asimetrik oksidasyonda 
uygulamaları
New generation of chiral oxidants: Synthesis and 
evaluation of chiral acetal hydroperoxides in 
asymmetric oxidation
Yazar: ERBAY KALAY
Danışman: PROF. DR. HAMDULLAH KILIÇ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Hem akademi hem de endüstride yüksek sentetik öneme sahip epoksi alkol, epoksi keton ve sülfoksit gibi bileşiklerin enantiyomerik zenginlikte hazırlanması için genel olarak kiral bir yardımcı eşliğinde tert-butil hidroperoksit ve kümen hidroperoksit gibi akiral organik yükseltgeyiciler kullanılmıştır. Bu geleneksel yöntemlere alternatif olarak son zamanlarda kiral organik hidroperoksitler kullanarak gerçekleştirilen asimetrik oksidasyon önemli araştırma konusu olmuştur. Bu çalışmada, yeni nesil kiral asetal hidroperoksitlerin enantiyomerik saflıkta sentezi gerçekleştirildi ve prokiral allilik alkollerin, enonların ve sülfürlerin asimetrik oksidasyonunda etkinlikleri incelendi. Çalışmanın ilk kısmında rasemik asetal hidroperoksitler, ticari olarak satın alınan uygun aldehitin metanolle asetallenmesi ve akabinde asetallerin asidik ortamda hidrojen peroksitle perasetallenmesi ile iki kademede sentezlendi. Daha sonra rasemik asetal hidroperoksitler Horseradish peroxidase (HRP) enzimi ile kinetik ayrıma tabi tutularak S enantiyomer %99,9 enantiyomerik fazlalıkla hazırlandı. Çalışmanın ikinci kısmında prokiral allilik alkollerin, enonların ve sülfürlerin asimetrik oksidasyonu gibi üç model tepkime için çözücü, sıcaklık, katalizör miktarı ve konsantrasyon gibi parametreler araştırılarak tepkime için en ideal şartlar belirlendi. İdeal tepkime şartları altında, allilik alkollerin titanyum ve vanadyum katalizli epoksidasyonunda epoksi alkoller %52'ye varan enantiyoseçicilikle elde edildi. Enonların epoksidasyonunda epoksi ketonlar %85'e varan enantiyoseçicilikle izole edildi. Sülfürlerin asimetrik oksidasyonunda kayda değer bir seçicilik görülmemiştir.

Abstract:
In order to prepare enantiomerically enriched epoxy alcohols, epoxy ketones and sulfoxides, which are of great synthetic value, both in academia and industry, achiral organic hydroperoxides (ROOH) such as tert-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide are generally used in the presence of a chiral auxiliary. Asymmetric oxidations by using chiral organic hydroperoxides, an alternative to traditional methodologies, have become an important topic of research in recent years. In this study, synthesis of a new generation of enantiomerically pure chiral acetal hydroperoxides was developed and examined their efficacy in the asymmetric oxidation of prochiral allylic alcohols, enones and sulfides. In the first part of study, racemic acetal hydroperoxides were prepared via a two-step reaction sequence of acetalization of commercially available appropriate aldehyde with methanol followed by peracetalization with hydrogen peroxide in acidic medium. Then, the racemic acetal hydroperoxides were subjected to (HRP) catalyzed kinetic resolution to yield (S)-acetal hydroperoxide with 99.9% ee. In the second part of study, reaction conditions such as solvent, temperature, catalyst loading, and concentration were optimized for the three model reactions such as asymmetric oxidation of prochiral allylic alcohols, enones, and sulfides. Under optimized conditions, epoxy alcohols were obtained with enantioselectivities up to 52% ee in the titanium or vanadium catalyzed-epoxidation of allylic alcohols. Epoxy ketones were isolated with enantioselectivities up to 85% ee in the epoxidation of enones. Insignificant enantioselectivities were obtained with asymmetric oxidation prochiral sulfides.