Organokatalitik asimetrik epoksit halka açılması reaksiyonaları
Organocatalytic asymmetric ring opening reactions of epoxide
Yazar: TARIK ARAL
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KARAKAPLAN
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Son yıllardaki asimetrik organokatalizörlerin büyüleyici gelişmelerine paralel olarak, yeni organokatalizörlerin tasarlanması, sentezi, yeni uygulama alanlarının belirlenmesi veya mevcut sonuçların daha çok geliştirilmesi günümüz araştırmacılarının en önemli uğraş alanlarından bir tanesidir. Organokatalizörlerin uygun pratik uygulamaları için, basit yollardan ve kolay ulaşılabilir başlangıç materyallerden hazırlanabilmeleri önemlidir. C2-simetrik bu tür moleküllerin sentezi, enantiyoseçici reaksiyonlarda olası geçiş durumu sayısını azalttıklarından ve bu tür simetrinin avantajlarından dolayı, bu moleküllere özel bir ilgi gösterilmektedir.Bu çalışma kapsamında toplam onbeş adet kiral amino alkol; fenol, p-metoksifenol ve p-metilfenolün nükleofilik olarak kullanıldığı glisidolün epoksit halka açılması tepkimesinde asimetrik organokatalizör olarak denenmiştir.Sentezlenen kiral amino alkollerden 1-9 no'lu olanlar C2-simetrisine sahipken 10-14 bileşikleri simetrik olmayan bir yapıya sahiptir. 1-6 no'lu amino alkoller bu çalışma kapsamında sentezlenmemiş olup sadece organokatalitik etkileri araştırılmıştır. C2-simetrik 7 ve 8 no'lu bileşikler kiral balangıç maddeleri olarak, (S)-1,2-propandiol, (S)-3-(fenoksi)-1,2-propandiol ve (S)-feniletil amin'den yola çıkılarak sırasıyla % 46 ve % 49 verimlerle sentezlenmiştir. Kiral amino alko l9-10, (R,R)-1,2-diaminosikloheksanın dibenzillenmesini takiben sırasıyla (S)-propilenoksit ve (R)-glisidol ile tepkimesinden sırasıyla % 99 ve % 33 verimerle sentezlenmiştir. Simetrik yapıda olmayan 11-13 no'lu kiral amino alkoller, (R)-sikloheksizetil aminin benzillenmesini takiben sırasıyla (S)-glisidol, rasemik fenil glisidil eter ve (R)-stirenoksitin tepkimesinden yüksek verimlerle sentezlenmiştir. (R)-sikloheksizletil amin'in iki ekivalent miktarda (R)-stiren oksit ile reaksiyonundan amino alkol 14, % 69 verimle sentezlenmiştir.Sentezlenen kiral amino alkoller, fenol, p-metoksifenol ve p-metilfenol ile rasemik glisidolun asimetrik epoksit halka açılma tepkimesinde organokatalizör olarak kullanıldı. Enantiyomerik fazlalık oranları HPLC sistemi ile Chiralcell-OD kolon kullanılarak belirlendi. Sentezlenen kiral amino alkoller arasında, fenol ve fenol türevi nükleofillerle iyi enantiyoseçiciliği katalizör 8 fenol ile % 96 ef, p-metoksifenol ile % 77 ef, katalizör 3 de fenol ile % 97 ef enantiyoseçicilik gösterdi.

Abstract:
In paralel with fascinating developments of asymmetric organocatalysts in recent years, design and synthesis of new organocatalysts, finding new application fields or improving available results are one of the most important targets of the researchers. It is important to prepare organocatalysts on of the essential requirement in development of these kinds of catalysts is to avoid the number of competing diastereomeric processes. This can be achieved by designing molecules with C2-symmetry.This work involves the synthesis of chiral catalysts derived from amino alcohols and their effect on asymmetric ring opening of glycidol with phenol, p-methoxyphenol and p-methylphenol as nucleophiles. The synthesis of some of catalysts (1-6) we previously reported.7 and 8 with C2-simetry were synthesized from the reactions of (S)-phenylethyl amine, (S)-1,2-propane diol and (S)-3-(phenoxy)-1,2-propane diol with 46 % and 49 % yields respectively. The synthesis of compunds 9 and 10 were achieved by dibenzylation of (R,R)-1,2-diaminocyclohexane followed by reacted with (S)-propyleneoxide and (R)-glycidol with 99 % and 33 % yields respectively. Non-symmetrical amino alcohols 10-13 were synthesized by the reactions of (R)-N-benzyl-cyclohexylethyl amine with (S)-glycidol, racemic phenyl glycidil ether and (R)-styreneoxide in high yields. Compund 14 were synthesized by the reaction of (R)-cyclohexylethyl amine with two eqivalent amount of (R)-styrene oxide in 69 % yield.Chiral amino alcohols were used as organocatalysts in the asymmetric ring opening of racemic glycidol with phenol, p-methoxyphenol and p-methylphenol as nucleophiles. Enantioselectivity was determined by HPLC using Chiralcell-OD column. Calayst 8 showed best selectivity with phenol (ee 96 %) and (ee 77 %) for p-methoxyphenol while catalyst 3 and 13 produced a selectivity of 97 % ee and % 64 ee with phenol.