Reakcja [4+2]cykloaddycji otrzymanego dienofila z cyklopentadienem

1. Wpływ zmiennych środowiskowych na reakcje [4+2]cykloaddycji z użyciem chiralnych pochodnych kwasu akrylowego Karolina Koszewska Kierownik i opiekun pracy: dr Anna Piątek Praca magisterska wykonana w Pracowni Stereokontrolowanej Syntezy Organicznej • Cele pracy • synteza N-akroilo-(2R)-fenchano-8,2-sultamu • wykorzystanie otrzymanego dienofila w reakcji [4+2]cykloaddycji z cyklopentadienem w wybranych rozpuszczalnikach • określenie nadmiarów enancjomerycznych dla przeprowadzonych reakcji Dielsa-Aldera • synteza oraz badania strukturalne trzech pochodnych sultamu Oppolzera • Reakcja [4+2]cykloaddycji od lat jest szeroko stosowana w syntezie organicznej. W reakcji tej w dogodny sposób można wprowadzić nowe centra stereogeniczne oraz podstawniki do cyklicznych sześcioczłonowych produktów. Reakcja [4+2]cykloaddycji jest efektywna pod względem atomowym, co oznacza, że wszystkie atomy występujące w substratach, obecne są również w produktach. Do głównych zalet tego procesu należy zaliczyć generowanie jednorazowo do czterech nowych centrów stereogenicznych, przy wysokiej stereoselektywności reakcji. W literaturze znane są reakcje [4+2]cykloaddycji, na których wydajność jak i stereoselektywność mają wpływ: kataliza za pomocą kwasów Lewisa, temperatura, ciśnienie oraz charakter rozpuszczalnika1. • Synteza N-akroilo-(2R)-fenchano-8,2-sultamu • Fenchon 1 poddałam reakcji ze stężonym roztworem kwasu siarkowego w obecności bezwodnika octowego2 (Schemat 1). Kwas sulfonowy 2 przeprowadziłam w chlorek kwasowy 3, a następnie w sulfonamid 4. Związek 4 poddałam reakcji cyklizacji w środowisku kwasu solnego otrzymując iminę 5.Na drodze reakcji redukcji z użyciem NaBH4 iminę 5 przekształciłam w sultam 6, który wykorzystałam do reakcji z chlorkiem akroilu w celu uzyskania pożądanego dienofila 7. Synteza oraz badania strukturalne trzech pochodnych sultamu Oppolzera Reakcja [4+2]cykloaddycji otrzymanego dienofila z cyklopentadienem Uzyskaną pochodną akrylową 7 wykorzystałam w reakcji Dielsa-Aldera z użyciem cyklopentadienu (Schemat 2). Reakcje prowadziłam w temperaturze 400C w różnych rozpuszczalnikach w celu zbadania ich wpływu na nadmiary enancjomeryczne otrzymanych produktów. Na drodze jednoetapowej syntezy sultamu Oppolzera z odpowiednim chlorkiem kwasowym otrzymałam pochodne 10a-c (Schemat 4), które następnie wykorzystałam do badań strukturalnych. Schemat 4 Schemat 2 Dla produktu 10c uzyskano strukturę rentgenograficzną, która pozwoliła na określenie wzajemnego usytuowania grup SO2/C=O jako anti. Sposób określania konwersji oraz nadmiarów enancjomerycznych reakcji Z otrzymanej mieszaniny produktów endo 8a-bi egzo8c-d wykonano widmo 1H NMR, co pozwoliło na określenie konwersji procesu. Po wydzieleniu produktu endo, zredukowałam go do mieszaniny alkoholi, które poddałam reakcji z chlorkiem benzoilu3 (Schemat 3). Otrzymane estry 9a-b oczyściłam na kolumnie chromatograficznej, a następnie za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej określiłam nadmiar enancjomeryczny. Proces ten powtórzyłam dla każdej przeprowadzonej reakcji, a otrzymane wyniki umieściłam w tabeli 1. Schemat 3 Struktura rentgenograficzna związku 10c. Wnioski Przeprowadzone przeze mnie badania pozwoliły na opracowanie dogodnej drogi określania nadmiaru enancjomerycznego reakcji [4+2]cykloaddycji z wykorzystaniem techniki wysokosprawnej chromatografii cieczowej i pozwolą w przyszłości zastosować ją w szerszym spektrum badań. Uzyskana zaś struktura rentgenograficzna pochodnej 10c, pozwoliła na ocenę jej konformacji w reakcji Dielsa-Aldera. Schemat 1 Przykładowy chromatogram HPLC Tabela 1 Literatura 1.a) A. Kucharska, Praca Magisterska, Wydział Chemii UW, 1998;b) Ch. Chapuis, A. Kucharska, P. Rzepecki, J. Jurczak , Helv. Chim. Acta,1998,81,324; c) Ch. Chapuis, A. Kucharska, P. Rzepecki, J. Jurczak , Helv. Chim. Acta,1998,81,2314; W. Oppolzer, Ch. Chapuis, G. Bernardinelli, Helv. Chim. Acta,1984, 67,1397. 2. A. Chojnacka, Praca Doktorska, Wydział Chemii UW, 2006. 3. M. J. Diego-Castro, H. C. Hailes, Chem. Commun., 1998, 1549.