Katalizör olarak oksazolin yapısı içeren kiral ligandların sentezi ve asimetrik sentezlerde uygulamaları
Synthesis of chiral ligands containing oxazoline as catalyts and their applications in asymmetric synthesis
Yazar: SEDA YÜKSEKDANACI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİME EBRU AYDIN
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Asimetrik sentez = Asymetric synthesis ; Oksazolin = Oxazoline

Özet:
Kiralite kimyasal, biyolojik, farmasötik ve materal bilimlerinde önemli bir roloynar. Enantiyomerik bileşikler farklı koku ve tatlara sahiptirler. Şüphesiz kifarmakolojik aktiviteleri tarandığı zaman iki enantiyomer farklı bileşik olarakdüşünülür. Bir çok çalışma kiral ilacın iki enantiyomerinin genellikle farklı biyolojikaktiviteye sahip olduğunu ve enantiyomerlerden birinin oldukça etkili tedavi edici ilaçolarak rol oynayabilirken diğer enantiyomerin oldukça toksik olduğunu göstermiştir.Enantiyomerlerin aktivitelerindeki dramatik farklılığın en iyi bilinen örneği talidomittir.Sadece bir enatiyomer yararlı tedavi edici etki verirken diğer enantiyomer bir çokdoğum kusuruna neden olur.Karbon-karbon bağ oluşum tepkimeleri özellikle katalitik asimetrik karbon-karbon bağ oluşumları organik sentezde önemli bir bölümü kapsar. Son zamanlardadiaminler, dioller, aminosülfürler ve amino alkolller gibi yeni kiral ligandlarıngeliştirilmesi son derece önem kazanmıştır. Bu maddeler içinde, amino alkol temellikiral ligandlar en umut verenlerdir.Asimetrik karbon-karbon bağ oluşumunda enantiyoseçimli nitro aldol (Henryreaksiyon) reaksiyonu en yaygın olarak uygulanan metodolojidir. Bu reaksiyon ürünüsentetik organik kimyada çok yönlü ara ürün olan ß-nitroalkoldür. Bu reaksiyondaBINOL, amino alkol, alkoloitler, amino asitler, Schiff-baz ligandları gibi farklı kiralligandlar katalizör olarak uygulanmıştır.Bu çalışmada pirol ve aril grubu içeren kiral oksazolin türevlerinin sentezi vebunların katalizör olarak Henry reaksiyonunda kullanılması amaçlanmıştır.Çalışmanın ilk bölümünde, pirolden pirol-2-karbaldehit ve pirol-2-karbonitrilsentezlenmiştir. Sentezlenen bu organik bileşikler NMR teknikleriyle karakterizeedilmiştir.Kiral oksazolinler norefedrinin her iki enantiyomeri ile pirol-2-karbonitril vesalisilik asitten hazırlanan açil klorürün tepkimesiyle elde edildi. Sentezlenen 4 kiraloksazolin ligandları NMR teknikleriyle karakterize edildi.Çalışmanın ikinci bölümünde, sentezlenen iki stereojenik merkeze sahip kiraloksazolin ligandları Henry reaksiyonda katalizör olarak kullanılmıştır.p-Nitrobenzaldehide nitrometanın enantiyoseçimli katılması, kiral ligandlarınaktivitelerinin belirlenmesi için model reaksiyon olarak seçildi. Bu enantiyoseçimlireaksiyon için en iyi enantiyomerik fazlalık (4R, 5S)-124 ve (4S, 5R)-125 ile eldeedilmiştir.Henry reaksiyonunda optimum reaksiyon koşullarını belirlemek için metaltuzları, çözücü, ligand miktarı, sıcaklık etkileri araştırıldı. Optimum reaksiyon koşullarıçözücü i-PrOH, metal tuzu Cu(OAc)2.H2O, sıcaklık 0 ? C, % 20 mol ligand olarakbelirlenmiştir.Substitüent etkilerini belirlemek için orto ve para-substitüye aromatikaldehitlere nitrometanın enantiyoseçimli katılması (4R, 5S)-124 ve (4S, 5R)-125 ilegerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Chirality plays an important role in chemical, biological, pharmaceutical, andmaterial sciences. Enantiomeric compounds have different odors and tastes. It is obviousthat two enantiomers should be considered different compunds when screened forpharmacological activity. Many studies have shown that two enantiomers of a chiral drugusually have different biological activity and one enantiomer may act as a very effectivetherapeutic drug whereas the other enantiomer is highly toxic. A well known example ofthe dramatic difference in activity of enantiomers is thalidoimide. Onyl one enantiomergives desired therepeutic effect whereas the other enantiomer causes several fetal damage.The carbon-carbon bond formation reactions, especially the catalytic asymmetriccarbon-carbon bond formations, constitute an important part of organic synthesis.Developing new chiral ligands such as diamines, diols, aminosulfides and amino alcohols,to be used in asymmetric catalysis has attracted considerable attention in the last decades.Amino alcohol based chiral ligands are the most promising substances among them.The enantioselective the nitro aldol (Henry reaction) reaction is one of the mostwidely used methodologies in asymmetric carbon-carbon bond formation. The resultingproduct of this reaction is ß-nitroalcohol, which is a versatile intermediate in syntheticorganic chemistry. In this reaction, different chiral ligand such as BINOL, amino alcohol,alkoloids, amino acids, Schiff-base ligands were applied as catalysts.In this study, it was aimed to synthesize pyrrole and aryl group containingderivatives of oxazoline and to be used as chiral catalysts in the enantioselective Henryreaction reaction.In the first part of the study, pyrrole-2-carbaldehyde and pyrrole-2-carbonitrile weresynthesized from pyrrole. The products were characterized by NMR techniques.Chiral oxazolines were obtained in high yields from both of enantiyomers ofnorephedrine with pyrrole-2-carbonitrile and also 2-hydroxy benzoyl chloride preparedfrom salicylic acid. The synthesized cliral lidands were characterized by NMR techniques.In the second part of the study, the synthesized novel chiral ligands with multiplestereogenic centers will be used as catalysts in the enantioselective Henry reaction.The enantioselective nitro aldol reaction was chosen as a model reaction for the activityinvestigation of chiral ligands. The best enantiomeric excesses were obtainden with (4R,5S)-124 ve (4S, 5R)-125.In order to determine the optimum reaction conditions of enantioselective additionreactions, effects of solvent, amount of ligand, temperature will be investigated by usingthe most efficient ligands. Optimum condition which is solvent i-PrOH, metal saltCu(OAc)2.H2O, temperature 0 C, % 20 mol ligand was obtained.The enantioselective addition o-nitrometane to ortho-, para-substituted aromaticaldeyhdes with (4R, 5S)-124 ve (4S, 5R)-125 were performed to examine the substituenteffect.