Halka yapıda komşu 3-okso ve 4-karbalkoksi fonksiyonlarını içeren bileşiklerin sentezi ve diazo türevleri üzerinden olası reaksiyonları
Synthesis of cyclic compounds with neighboring 3-oxo and 4-carbalkoxy functions and their possible reactions via diazo fucntions
- Tez No: 127102
- Danışmanlar: PROF. DR. OLCAY ANAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Aldehitler, Diazo bileşikleri, Karben kompleksleri, Karbenoid, Keton, Aldehydes, Diazo compounds, Carbene complexes, Carbenoid, Ketone
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimyagerlik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
HALKA YAPIDA KOMŞU 3-OKSO ve 4-KARBALKOKSİ FONKSİYONLARINI İÇEREN BİLEŞİKLERİN SENTEZİ ve DİAZO TÜREVLERİ ÜZERİNDEN OLASI REAKSİYONLARI ÖZET <x,p-Konjuge keton ve aldehitlerin bazı diazobiskarbonil bileşikleriyle (dimetildiazomalonat : dmdm ve etilasetodiazoasetat : eada) olan reaksiyonları bir karbonil-ylid üzerinden yürür ve çoğu kez çeşitli halka kapanma ürünleri verir. Araştırma grubumuz yakın zamanlarda a,B-konjuge ketonların çeşitli diazobiskarbonil türevleriyle olan reaksiyonlarını incelemektedir ve bu genel kapsamda çeşitli tezler ve projeler gerçekleştirilmektedir. a,B-Konjuge aldehitler, ağırlıklı olarak sadece aldehit fonksiyonu üzerinden yürüyen yani konjuge çift bağın reaksiyonda aktif rol oynamadığı ürünlere neden olmaktadır. Bu reaksiyonlarda ilk aşamada oluşan karbonil-ylidi farklı şekillerde aldehit karbonuna yönlenmekte ve epoksit (3) ve dioksol (4) türevi bileşikler oluşturmaktadır (Şema 1). Karbonil-ylidin sadece aldehit karbonuna yönlenmesinde aldehit karbonunun güçlü elektrofilliği ve a,P-konjuge aldehitlerin ağırlıklı transoid yapıda olması etken rol oynamaktadır. r- ( fi r- ( H f°*CÜ3 R- R' O R- O (s-transoid) (1) (2) (3) Şema 1 a,p-Konjuge ketonlar ise sterik yapıları uygunsa bir karbonil-ylidi üzerinden perisiklik 1,5-kapanması reaksiyonu ile dihidrofuran türevlerini (6) oluştururlar. Perisiklik reaksiyonun bilinen gereksinimleri nedeniyle a,P-konjuge ketonun ağırlıklı s-cisoid (tek bağa göre alken ve karbonil fonksiyonlarının cis konumda bulunması) olması ayrıca 1,5-kapanmasına sterik olarak engel olmaması için alken ucunda cisoid konumdaki sübstitüentin hidrojen olması gerekmektedir (Şema 2).(s-cisoid) (5) N2C(C02CH3)2 (2) Cu(acac)2 benzen, A 02CH3 CO2CH3 Geçiş aşaması Şema 2 Bu dihidrofuran türevleri (6) çift bağın yeni bir karben/karbenoidle reaksiyonuna engel olabilecek sterik hacimlerdeki R, R1, R2 grupları içeriyorlarsa yüksek verimlerle ve tek cins ürün olarak elde edilebilir. Fakat çift bağ etrafındaki öncelikle R1 ve R2, ikincil önemde olarak R yeterince hacimli gruplar değilse bu kez oluşmuş dihidrofuran türevinin alken fonksiyonuna yeni bir karben/karbenoidin 1,3- dipolar yapısı şekilsel bir [3+2] ürünü verecek şekilde katılır. Bu ikinci aşama reaksiyonda bir furanofuran türevi oluşacaktır (8) (Şema 3). Diğer taraftan dihidrofuran türevi (6) çok kolaylıkla nem kapabilir ve tekabül eden (7) izomerlerim verebilir. H3C02C^.,.C02CH3 H3C02C^.,>C02CH3 P+2^ H3C02C Şema 3 Araştırma grubumuz mevcut bulgularım genel kurallara dönüştürebilmek ve bir yandan da yeni a,p-konjuge olan veya olmayan karbonil türevleriyle benzeri reaksiyonları inceleyebilmek amacıyla çeşitli çalışmalar yürütmektedir. Bu bağlamda bu yüksek lisans tezi çerçevesinde aşağıda belirtilen analog reaksiyon modellerin üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmiştir. i) Enon türevi olarak sabit-cisoid yapıda olan ve bir ölçüde engelli R1 ve R2 gruplan içeren konjuge bir keton (3-metiliden-2-norbornanon) (9) seçilmiştir. Bu enonun hacimli bir karben/karbenoidle (dimetildiazomalonat) (2) moleküller arası katılma reaksiyonu incelenmiştir (Şema 4): vıOCH3 C02CH3 CO2CH3 OCH3 (9) CH2 (en: 75 kj/mol) (10) CO2CH3 CO2CH3 CO2CH3 (en: 487/ 555 kj/mol) (12 b) H3C02C-\02CH3 (en: 1032 kj/mol) (13 a) (en: 1055 kj/mol) (13 b) Şema 4 Sabit cisoid yapıdaki 3-metiIiden-2-norbornanonun oksonyum ylidi oluşturabildiği fakat oluşan bu oksonyum ylidin siklik 1,5 kapanma reaksiyonunu veremediği düşünülmektedir. Yakın zamanda Birney ve grubunun yaptığı bir çalışmada da benzer bir keten bileşiğinin [4+2] perisiklik reaksiyonunu veremediği gösterilmiştir. Bizim çalışmamızda da aynı nedenden dolayı dihidrofuran türevlerinin oluşmadığı fakat dioksol türevlerinin yeni ve fonksiyonel bileşikler olarak oluştuğu gözlenmiştir. ii) L. Benati ve grubunun ve bir ölçüde Padwa ve grubunun çalışmalarına (Şema 5) analog bir şekilde diğer ucunda amido grubu olan diazoesterlerin molekül-içi karben/karbenoid reaksiyonlarının çeşitlendirilmesi gerçekleştirilmiştir. (Böylelikle daha sonraki amaca da -iii şıkkı- temel oluşturulmaya çalışılmıştır.) Bu bağlamda bu çalışmada daha önce Benati grubu tarafından yapılmış olan etil-2-diazo-6-(N-tosilkarbamoil)heksanoat bileşiğiyle (16) ve yeni bir analog bileşiği olan etil-2-diazo-12-(N-tosilkarbamoil)dodekanoat (19) bileşiklerinin sentezleri ^g^ vııgerçekleştirilmiştir. Ham reaksiyon karışımlarının GC-MS ile ön incelemeleri yapılmıştır (Şema 6, Şema 7). P VH (CH^n J ^X^CH,,0 T0SN3 -NHTos (CBı)n A.N2 ^C^CHs Şema 5 o o 1) OOÇOC^ ^ A^COA». TreN? _ 2)NaH **kJ Ma=98 Ma=170 (14) (15) 25 °C O TosNH pOaQft o MA=367 (16) Jî J ^ok >^1 CHfiOfoKs Olasılıklar MA=339 GC-MS'de gözlenen 2 ürün Şema 6 X o. \)<XKOC#l5)2 ¦- i r- ' 2)NaH MA=182 (17) O OTfift ^^ 25 °C * *-? <^UC°2C2H5 MA=254 (18) MA=**51 (19) O ı J-NHTos TosHN Ç Ç^COAHs O o Gft Tos O, N OOîCifc TOS 19' +19" (Gözlenen 2 ürün) MA=*»23 Şema 7 vıııiii) Literatürde a,|3-konjuge ketonlarla ve a,B-konjuge aldehitlerle ilgili çalışmaların bulunmasına rağmen <x,p-konjuge amidlerin diazo bileşikleriyle reaksiyonlarına ait çalışmalar yoktur. Eğer bu model için öncelikle molekül-içi reaksiyonlar denenirse basan olasılığı daha kuvvetli olabilir. Bu yaklaşımla L. Benati ve grubunun öncülük ettiği amido grubu içeren diazoester oluşturma modelinin yeni bir uyarlamasının denenmesi amaçlanmıştır. Benzeri bir sentez planıyla uygun halkalı doymamış ketonlardan (sikloheksen-1-on, siklohepten-1-on, siklodesen-1-on) çıkılarak aşağıda özetlenen reaksiyon aşamalarıyla konjuge çift bağlı amido grubu içeren diazoesterlere varılması amaçlanmıştır (Şema 8). Aşağıda sikloheksen-1-on bileşiğine ait ilgili çok aşamalı sentezler geliştirdiğimiz özgün reçetelerle gerçekleştirilmiştir. Bunlardan 6-karbetoksisikloheksen-l-on'un tosüazidle reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Ham reaksiyon karışımına ait GC-MS, 'H-NMR analizleri deneysel bölümde verilmiştir. O NHTos O N2^c- 7/ OEt (20) (21) (22) (23) Şema 8 Ön denemelerin verilerine göre : 15 ve 18 nolu bileşiklerin tosil azidle reaksiyonunda hedeflenen diazo türevlerinin bazılarına ait verileri ham ürünün GC-MS analizinde gözlemlemek mümkündür. 23 nolu a,P-konjuge amido içeren diazo esterin sentezinin bir ölçüde başarılabildiği GC-MS analizleri ile gözlenebilmiştir. Yine bu 23 nolu diazo türevinin ısısal dekompozisyon ürünlerine de (23') rastlanmıştır. Qv NHTos (y^ı A bozunma ürün/ürünleri xco2a 23' Ma= 365 (23) ıx
Özet (Çeviri)
SYNTHESIS OF CYCLIC COMPOUNDS WITH NEIGHBORING 3-OXO and 4-CARBALKOXY FUNCTIONS and THEIR POSSIBLE REACTIONS VIA DIAZO FUNCTIONS SUMMARY When treated with cc-diazo-P-dicarbonyl compounds (e.g. dimethyl diazo malonate, ethyl acetodiazoacetate, etc.), a,P-unsaturated ketones/aldehydes react via carbonyl ylide intermediates yielding ring closure products most times. Our research group has been investigating the reactions of a,p-unsaturated ketones with several diazo-biscarbonyl compounds and many projects and dissertations had been realized on the aforementioned topic. oc,P-Unsaturated aldehydes mainly yields products which forms via incorporation of the aldehyde function only, i.e. the unsaturation not taking place in the ring closure. In these reactions, the ylide intermediate binds itself to the carbonyl carbon in two different ways to produce epoxyde (3) and dioxole (4) derivatives (figure 1). Carbonyl-ylide only go to the aldehyde carbon, because of the strong electro negative effect of aldehyde carbon and transoid forms of a,P-Conjugate aldehydes are effective. H ? *****. ^R~H^ *“hv^ R' (2) (3) (4) CQ2CH3 Figure 1 On the other hand, the ylides from a,p-unsaturated ketones with appropriate sterical demands usually realize a pericyclic 1,5-closure to yield dihydrofuran derivatives (6). For the reaction to be geometrically allowed, it is necessary that the a,p-unsaturated ketone to be mainly in cisoid conformation without a substituent on the cisoid position of the olefinic terminus (figure 2). xR R (s-cisoid) (5) Cu(acac)i (2) £*H,C02CH3 ? IC-CO2CH3 Transition State Figure 2 These dihydrofuran derivatives (6) can be obtained in high yields as the only (major) products provided that they possess sterically hindering R, R1 and R2 groups which can prevent a second molecule of a carbene/carbenoid's approach. If the R1 and R2 groups (and the R group with secondary importance) are not of enough hindrance, than the olefinic site of the newly formed dihydrofuran yields a formal [3+2] adduct with the carbenic species, thus giving rises in the formation of second step furanofuran derivatives (8). On the other hand, the dihydrofuran 6 can easily react with traces of moisture to produce isomeric mixtures of (7). 0 JR* H3CO2C û 0CH3 Figure 3 In order to extract general rules from the currently available data, our research group is currently performing several studies including the similar reactions of new carbonyl derivatives. Being a part of these studies, this M.Sc. work focused on the analogous reaction models outlined below: i) 3-Methylene-2-norbornanone was chosen as a fixed-cisoid enone, which also possess R!/R2 groups of slight sterical hindrance. The reaction of this enone with a crowded carbene/carbenoid (from dimethyl diazomalonate) was investigated (figure 4): XIdmdm (2) CO2CH3 CO2CH3 OCH3 CO2CH3 CO2CH3 CO2CH3 (en:487/5551g/mol) (12 b) H20 After OCH3 OH O CH2 H CO2CH3 H3C02C/ \ CO2CH5 (en: 10321g7mol) (13 a) (en: 1055 kj/mol) (13 b) Figure 4 With fixed cisoid structure, 3-methylene-2-norbornanone could form oxonium ylide but this ylide couldn't yield 1,5 ring closure reaction in accordance with a very recent research of Birney et al. In their report Birney and co-workers explained the extra angle strain that inhibited the pericyclic pathways. So our reaction couldn't yield dihydrofuran derivatives but instead yielded dioxol derivatives as a new functional compounds. ii) As an analogy to the works of Benati (and also to those of Padwa), intramolecular carbenic reactions of several a-diazo-ro-carboxamido esters were realized (figure 5). This also served as a basis for the next (iii) part. This part of this work consists the syntheses of ethyl 2-diazo-6-(N- tosylcarbamoyl)hexanoate (15) and ethyl 2-diazo-12-(N-tosylcarbamoyl)dodecanoate (18). Preliminary investigations of the crude mixtures were realized using GC-MS (figure 6 ; figure 7 ). xuTosN, -NHTos (CH2)n C02CH3 (CH2)n /2 CO2CH3 Figure 5 o 61)0X00^)2 ^ JL^OA^ 2)NaH k^ MA=197 TosN3 25 °C O MA=98 (14) MA=170 (15) j^^ TosNH COAHi o MA=367 - /”“TOTTus r^-N-Tos Probabilities MA-339 According to GC-MS 2 yields C> pJ 1-, l)CO(OC2H5)2 C02C2H5 Figure 6 o. ”V-NHTos 1 - i r- J 2)NaH MA=182 (17) n_r 25C t^v“0* MA=254 (18) MA=451 0 0 (19> °v u u I _J”NHr°“H TosHN-^QcOaC^ OvNv,co”cili Tos 19' + 19" (seed 2 products) MA=423 Figure 7 iii) Despite the feet that the reactions of a,p-unsaturated ketones/aldehydes with diazo-originated carbene/carbenoids exist in the literature, those of a,P-unsaturated amides are not known. This model can especially be successful if would be tried intramolecularly. For this approach (figure 8), an extension of Benati's pioneering work was planned and the syntheses of a-diazo-ro-carboxamido esters with unsaturations in conjugation to the carbamoyl group (20: fig. 20, 21 : fig. 8, and fig. 6) are tried using a similar synthetic approach. & $$ Xlll +y*H O O OEt (20) (21) O -NHTos N, (23) O OEt In the reactions of 15 and 18 with tosylazide some decomposition peaks of expected diazo derivatives could be observed in GC-MS. On the other hand a,(3-conjugated diazo amido ester (23) could be achieved, some decomposition peaks related could be seen in GC-MS analyses. 0, NHTos C^N2 XC02Et Ma= 365 (23) A decomposition product /products 23' XIV
Benzer Tezler
- Sübstitüe kinazolinonilmerkaptoasetik asid hidrazidlerinden kazanılan tiyosemikarbazidler ve tiyazolidonlar
Başlık çevirisi yok
NİLGÜN KARALI
Doktora
Türkçe
1993
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYSEL GÜRSOY
- Bazı skuarik asit komplekslerinin spektroskopik ve kristalografik yöntemlerle incelenmesi
Spectroscopic and crystallographic investigation of some squaric acid compounds
OKTAY OZAN YILAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. HÜMEYRA PAŞAOĞLU
- Konya Beyşehir Gölkaya köyünde aile-evlilik ve kız kaçırma konularının sosyal antropolojik açıdan değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
AYŞE KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Halk Bilimi (Folklor)Ankara ÜniversitesiSosyal Antropoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER İLBARS
- Modifiye vinil prolidon kopolimerinin kontrollü salınımda kullanımı
Using of modified vinyl pyrrolidone copolymer in controlled release
MÜFİDE KARAHASANOĞLU
- Çok ölçütlü sorun çözümüne yönelik bir bütünleşik karar destek modeli
Integrated decision aid model for multiattribute problem solving
YUSUF İLKER TOPÇU
Doktora
Türkçe
2000
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. FÜSUN ÜLENGİN