Endosiklik ve eksosiklik halkalı enonların karbenler ile reaksiyonları
Reactions of endocyclic and exocyclic enones with carbenes
- Tez No: 98410
- Danışmanlar: DOÇ.DR. ÖZKAN SEZER, PROF.DR. OLCAY ANAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
ENDOSİKLÎK VE EKSOSİKLİK HALKALI ENONLARIN KARBENLER ÎLE REAKSİYONLARI ÖZET Grubumuz, bir önceki çalışmasında“ct,P-konjuge karbonil bileşiklerinin diazo türevleri ile katalitik koşullardaki reaksiyonlarf'nı incelemiştir. Bu son çalışma, karbenik reaksiyonlann genellikle farmakolojik ve kozmetik önemi olabilecek yeni ürünler verdiğini ve birbirini takip eden iki aşamada ilerlediğini göstermiştir. Eğer dikkatimizi özellikle üç tane metil enonun reaksiyonları (Tablo 1, Şema 1) üzerinde yoğunlaştıracak olursak aşağıda açıklanan mekanizma verilerini elde ederiz. İlk aşama reaksiyonlanndaki ürünler başlangıçta oluşan a,P-konjuge karbonil ylidin [l,5]-halka kapanması reaksiyonundan türeyen dihidrofuran bileşikleridir (1', 3' ve 6'). Sonra bu dihidrofuranlar ikinci bir diazo karbonil bileşiği ile reaksiyona girerek ”ikinci katlanma ürünleri“ adı verilen formal [3+2] katılma ürünlerini (2\ 5' ve 8') değişik miktarlarda oluşturmaktadırlar. Bu iki reaksiyonun yarışı hem istenen ürünün miktarım azaltabilir, hem de ayırım ve saflaştırma işlemlerinde zorluklara yol açabilir. Bu problemler yukarıda tanımlanan yeni mekanizmanın genelleştirilmesi ile çözülmelidir. Tablo l'deki reaksiyon süreleri ve ürün dağılımları incelenerek bazı ön ipuçları elde edilebilir. Şöyle ki: Eğer ikinci aşama reaksiyonda sterik engel problemi yoksa, ikinci aşamanın birinci aşamadan daha hızlı olduğu kabul edilebilir: Tablo l'deki 3 no'lu bileşikte görüldüğü gibi ana ürün bir ikinci katlanma ürünüdür ve toplam reaksiyon süresi diğer bileşiklerden daha kısadır. Bu gerçeğin ardındaki sebep; oldukça-cisoid olan benzalasetonda reaksiyonun her iki aşaması için de görünür bir sterik kalabalığın söz konusu olmamasıdır. Ayrıca benzalasetonun P-karbonu birinci aşamadaki [l,5]-halka kapanması reaksiyonu için fenil grupları tarafından yeterince stabilize edilmiştir. Sonuçta hızlı bir birinci aşama reaksiyon ve daha hızlı bir ikinci aşama reaksiyon olacaktır. Bundan başka, 1 ve 2 no'da oldukça-transoid olan a ve P-iononlar, P- karbonda daha az kararlıdırlar ve sterik kalabalıkları vardır. Hem de P-karbonundaki bu kalabalık gruplar ikinci aşama reaksiyonda daha büyük bir negatif etkiye sahiptir. Bu gözlemler şu şekilde açıklanabilir: Birinci aşamada görülen yavaş reaksiyon ikinci aşamada da yavaş bir reaksiyonla devam eder.Tablo 1: Üç Tane Enonun Dmdm ile Katalitik Reaksiyonları * Katalizör: Cu(acac)2 ; katalizör/diazo mol oram: 0.14/30; enon/dmdm mol oranı: 1.5/1; solvent: benzen ”Reaksiyon süreleri İR spektmtmmdaki diazo bandının tamamen yok olması ile belirlenmiştir. ***Ürûn dağılımı glc ile belirlenmiştir. HsOQzCOQzCHa r H3CQ2Cv,002013 o H3CQ2q/CX>jCH3 H3CO2C COzCHj C02CH3 CH3 6' OCH3 5' 8' Şema 1: Üç Tane Metil Enonun Dmdm ile Reaksiyonundaki Ürünler Bu varsayımlar için daha fazla deneysel veriye ihtiyaç duyulduğu açıktır. Bu çalışmanın amacı bu mekanizmaların parametrelerinden bazıları olan sterik ve elektronik etkileri belirlemektir. Bu çalışmada, başlangıç metil enonlar ana reaksiyonu dihidrofuran aşamasına yönlendirecek şekilde seçilmişlerdir. Tablo 1' deki üç tane metil enonun [l,5]-halka kapanma reaksiyonunun mekanizmalarından hatırlanacağı gibi eğer çift bağ ve keto fonksiyonları cisoid (enerji açısından tercih edilen 3 no'lu bileşik gibi) ise halka kapanması reaksiyonu sterik olarak daha kolay oluşabilir. İşaret edilen diğer bir faktör; halka uç karbonunun (P-karbon) sterik ve elektronik özellikleridir. P-karbonun substitüentleri birinci aşama reaksiyonunu zıt yönde etkileyebilir. Substitüsyonun artması kalabalığa yol açabilir, fakat P-karbonun stabilizasyonu için sebep de olabilir. Böylece dihidrofuran türevi oluşması için bu sınırlı sterik dezavantaj, ikinci aşama reaksiyonunu engelleyebilecek bir avantaj haline gelebilir. Bu tezin amacı olan birincil dihidrofuran türevlerini daha iyi verimlerle elde vıedebilmek için Tablo l'deki 1 ve 2 no'lu bileşiklerde görüldüğü gibi daha uzun reaksiyon sürelerine razı olunabilir. Bu çalışmada oldukça-cisoid olan üç tane enon (l-asetil-2-metilsiklopenten (9'), 1-asetil-l-sikloheksen (10') ve 1-asetil-l-siklohepten (11')) Cu(acac)2 katalizörü varlığında dmdm ile reaksiyona sokulmuştur. Sonuçlar ve olası stereoisomerler Şema 2-3 ve Tablo 2'de verilmiştir. ^-NftAa' (ÇH2)n J CHs V_^\" (CH2)n O dmdm/Cu(acac)2 n=3;R=CH3 (?) n=4;R=H (10*) n=5;R=H (11*) (CH2)rf Os H OH R BCB^BlO'.Bir) R [1,5] CO2CH3 © (CH2)n CO2CH3 CO2CH3 (CH2)n CO2CH3 CO2CH3 CH3 (CH2)n [ O dmdn^ V_^f^fc02CH3 R CO2CH3 A(A9',A10,5A11') QCH3 H3CO2C V^O (CH2)n 'CO2CH3 CO2CH3 H(H9,,H10,,H11') Şema 2: Oldukça-Cisoid Üç Tane Enonun Dmdm ile Reaksiyonundaki Ürünler Tablo 2'de görüldüğü gibi bu üç enon, birinci aşama dihidrofuran türevlerini, benzalasetona kıyasla, daha kısa reaksiyon sürelerinde ve daha yüksek verimlerle vermiştir. vuOCH3 3 H3C02C^f ^CH3 H3CO2C CO2CH3 QCH3 CO2CH3 A9' H3C i CO2CH3 CO2CH3 enerji = 146 H9' H'c L
Özet (Çeviri)
REACTIONS OF ENDOCYCLIC- AND EXOCYCLIC- ENONES WITH CARBENES SUMMARY In a previous report, our research group studied“The Cyclization Reactions of a,p-Conjugated Carbonyl Compounds with Diazocarbonyl Derivatives under Catalytic Conditions”. This recent study showed that these carbenic reactions generally proceeded in two subsequent steps in which they all gave the new products having a probable importance in pharmacological and cosmetical industries. If we focus our attention especially on the reactions of the three methyl enones (Table 1, Scheme 1) we can point out same mechanistic data as explained below: In the first-step reactions, the products are dihydrofuran compounds (1', 3',and 6') which are derived from a [l,5]-ring closure reaction of initially formed a,p-conjugated carbonyl ylide. Then these dihydrofurans can react with a second mol of diazobiscarbonyl compound yielding formal [3+2] addition-products called“double-adducts”(2', 5', and 8') in variable amounts. These two competing reactions may decrease the amounts of the desired products and may also create difficulties in separation and purification procedures. These problems must be solved in order to generalize the new mechanism described above. By investigating the reaction time and product distribution data from Table 1, some preh'minary clues can be obtained: If there is no steric hindrance problem at the second-step reaction, a higher reaction rate of the second-step than the first-step reaction may be accepted: As seen in Entry 3 in Table 1, the main product is a double-adduct and the total reaction time is shorter than those of the other entries. The reason behind this fact is the absence of any appearent steric crowding in rather-cisoid benzalacetone for both steps of the reactions. In addition, P-carbon of benzalacetone is sufficiently stabilized by the phenyl group for the [l,5]-cyclization reaction of the first-step. The result would be the rapid reaction at the first-step and a more rapid reaction at the second-step. Moreover, in the entries 1 and 2, a- and p-ionones (rather transoid) are less stabilized at P-carbons and they also have steric crowdings in some extent. These crowdings at P-carbons may have also a greater negative effect in the second-step reactions. The observation can be explained as follows: A slow reaction is seen at the first-step with a slower reaction at the second-step. xTable 1: Catalyzed Reactions* of These Three Enones with Dimethyl Diazomalonate 'Catalyst: Cu(acac)2 ; mol ratio of catalyst / diazo: 0.14/30; mol ratio of enone /dmdm: 1.5/1; solvent: benzene“Reaction time was determined by the observation of the complete disappearance of diazo band by m. ”“Product distribution was based on glc. H3CQ2CCQ2CH3 HsCQzC CQjCHs i, H3CX>2C CQzCHj 4' OCH3 2' HjCX^CQjOIj H3CQ2CwC02CH3 ? O (-CH3 C02CH3 O OCH3 H30P2Ç/CO2CH3 O 5' VCH3 OH H3C02C~^^0 OCH3 8' Scheme 1: Products of the Reactions of Three Methyl Enones with Dmdm It is clear that this postulate needs more experimental data. The aim of this study is to determine some of the steric and electronic parameters of these mechanisms. In this study, the starting methyl-enones were so chosen to enable the direction of the main reaction to the dihydrofuran formation-stage (first stage). As can be remembered from the mechanism of the [l,5]-cyclization process of these above three methyl-enones (Table 1), if the both fimctions (double bond and keto groups) are cisoid in the energetically favoured stage (Entry 3), the ring-closure reaction may occur sterically more easily. Anoher fact to be pointed out is the steric and electronic properties of the ring-terminus carbon (P-carbon). XIThe substituents of the (3-carbon may affect the first-step reaction in opposite directions. The increasing substitution may cause crowding but may also be the reason for stabilization of the |3-carbon (Enone 9'). So this limited steric disadvantage for the formation of dihydrofuran derivative may also be an advantage by inhibiting the probably faster second-step reaction. As the goal of this report is to be able to achieve the first dihydrofuran derivatives in better yields, the longer reaction times may be accepted preferably as seen in Table 1, Entries 1 and 2. In this study three rather-cisoid enones, l-acetyl-2-methylcyclopentene (9'), 1 -acetyl- 1-cyclohexene (10') and 1 -acetyl- 1-cyloheptene (11') were reacted with dmdm in the presence of Cu(acac)2 catalyst. The results and possible stereoisomers are given in Scheme 2-3 and Table 2. (CH2)n £ CH3 n=3;R=CH3 (?) n=4;R=H (10*) n=5;R=H (W) (CH^n O dmdm/ Cu(acac>2 ÇÖ3 (ÇH2)nJI e fr- CO2CH3 II”Taw R C02CH3 OCH3 O *-M_ (CH2)n I ;0 _dmdm^ (£H^ V ^r~-fco2cH3 R COzCHs C02CH3 B(B9f,BW,BlV) ACA^AlO'.Air) C02CH3 HCH^HlO^Hir) Scheme 2: Products of the reactions of three rather-cisoid enones with dmdm xnHsCOîC-^ rrj = CO2CH3 H3C CO2CH3 A9* OCH3 CH3 H3CO2C H3C İ CO2CH3 C02CH3 energy = 146 H91 H3C i CO2CH3 CO2CH3 energy = 154 H91 CO2CH3 CH3 CO2CH3 energy = 84 other probabfiües 86/123/138/176 B9' CH3 CQzCHs \ OOzCHs b02CH3 I A10' OCH3 OCH3 HgCChCHf ^CH3 H3C0^^T H = CO2CH3 CO2CH3 energy = 121 H10* H i“CO2CH3 CO2CH3 energy = 159 H10' CO2CH3 CO2CH3 energy = 72 other probabilities 72/103/130/158 BIO* OCH3,CH3 H3C02(X/^9 T ^C°2{ ^°c CO2CH3 Air H 5 CO2CH3 CO2CH3 energy = 132 mr H = CO2CH3 C02CH3 energy =218 mr H CO2CH3 CO2CH3 energy = 89 Bir Scheme 3 rPossible stereoisomers in the reactions of rather-cisoid enones with dmdm XlllTable 2: Catalyzed Reactions* of Enones with Dmdm * Catalyst: Cu(acac>2; mol catalyst/mol dmdm: 0.14/30; mol ratio of enone/dmdm: 1.5/1. ** Reaction times were observed by the disappearance of N=N peak at IR. ”“Product distribution was based on glc. *”Mol ratio of enone/dmdm: 2/1. As can be seen from Table 2, these three rather-cisoid methyl enones could give the first-step dihydrofuran derivatives in higher yields (rates) at shorter reaction times as compared with benzalaceton (Table 1, Entry 3). xiv
Benzer Tezler
- Synthesis of heterocyclic steroids derivatives with different nitrogen nucleophiles
Farklı azot nükleofilleri ile hetero-halkalı steroid türevlerinin sentezi
ABDULMALIK SHEHU
- Pirazolin halkası içeren farklı steroidlerin hidroksi türevlerinin sentezi
Synthesis of hydroxy derivatives of different steroids containing pyrazoline ring
EBRU CANKARA
- Heteroatom içeren çok halkalı siklik sistemlerin türevlerinin sentezi ve karakterizasyonları
Synthesis and characterizations of derivatives of multi-ring cycle systems containing heteroatoms
SÜMEYYE ÇOL
- Studies towards efficient synthesis with dendralenes
Dendralenlerle verimli senteze yönelik çalışmalar
MEHMET FATİH SAĞLAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
KimyaThe Australian National UniversityOrganik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. MICHAEL S. SHERBURN
- Aktif alifatik C-H bileşiklerinin diazonyum tuzları ile kenetlenme ürünleri, bunlardan türeyen bazı heterosiklik yapıların sentezi ve spektroskopik verileri
Başlık çevirisi yok
BİLGEHAN DURGUN
Doktora
Türkçe
1987
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEDİME ERGENÇ