Asimetrik organokatalizörlerin çeşitli organik reaksiyonlardaki etkinliğinin incelenmesi

Abstract

Yapısal çeşitliliğe sahip fonksiyonel optikçe aktif bileşiklerin eldesi, moleküler iskeletlerin üç boyutlu yapısına hükmedebilme becerisiyle bağlantılıdır. Bu noktada asimetrik dönüşümler, ilaç endüstrisinde ve kimyasal sentezlerde yaygın olarak kullanılan enantiyomerik olarak zengin ve enantiyosaf bileşiklerin üretimine dair çeşitli yollar sunmaktadır. Enzimatik, metal-kataliz ve organokataliz yöntemlerini kapsayan katalitik metot uygulamaları, kiral ürünlerin yüksek selektivite ve atom verimliliği ile elde edilmesini sağlayan oldukça ilgi çekici stratejiler olarak düşünülmektedir. Geçen yüzyılın sonlarına kadar metal- ve biyokatalizörler egemen konumdayken, son yıllarda bu tür katalizörlere kıyasla daha uygulanabilir ve etkin araçlar olan organokatalizörler, sentetik bakış açısında değişiklik meydana getirmiştir. Çevresel ve ekonomik açıdan enzimlere ve metal katalizörlere çeşitli üstünlükler taşıyan organokatalizörler, metal içermeyen küçük organik moleküllerdir. Bu yapılar, oksijene ve neme karşı duyarlı olmamalarından, inert gaz atmosfer ve susuz solvent gibi zorlu reaksiyon koşullarını gerektirmez. Buna ek olarak ucuz, kolay bulunabilen, geri kazanılabilen ve toksik olmayan bileşiklerdir. Bahsi geçen avantajlar nedeniyle, karbon-karbon bağ oluşum reaksiyonları gibi enantiyoselektif organokatalitik prosesler son zamanlarda önemli bir gelişim kaydetmiştir. Doğal ürünlerin ve biyolojik aktif maddelerin sentezinde kilit bir nokta teşkil eden ve β-hidroksi karbonillerin eldesinde atom-ekonomik bir yaklaşım sağlayan aldol reaksiyonu, modern organik sentezde en önemli karbon-karbon bağ oluşum reaksiyonlarından biridir. Bu yararlı dönüşüm, küçük moleküllerden başlayarak yeni stereojenik merkez taşıyan daha büyük kompleks moleküllerin inşasına olanak tanımaktadır. Prolin bileşiğinin intermoleküler aldol reaksiyonunda katalizör olarak kullanımını takiben, prolinin bazı dezavantajlarını (çözünürlük problemi, fazlasını kullanma, orta ölçüde enantiyoselektiviteler vb.) elimine eden prolinamitler, hidrojen bağ donörleri olarak işlev yeteneğine sahip olmasından ötürü asimetrik aldol reaksiyonlarında sık sık kullanılmıştır. Böylece, asimetrik aldol reaksiyonlarındaki araştırmalar yüksek aktivite ve selektivite gösterebilecek yeni katalizörlerin tasarımına odaklanmıştır. Araştırmamız, çeşitli reaksiyon koşullarında asimetrik direkt aldol reaksiyonunu katalizleyebilecek yapısal çeşitliliğe sahip yeni kiral organokatalizörlerin dizaynı fikrine dayanmaktadır. Bu amaçla (S)-1,2,3,4-tetrahidroizokinolin-3-karboksilik asit ((S)-THIQA) ve L-Prolin temelli mono- ve dipeptit yapılı yeni kiral organokatalizörler sentezlenmiştir. Bu katalizörlerin yapıları FTIR, 1H NMR, 13C NMR, LC-MS ve GC-MS spektral verilerine dayanılarak belirlenmiştir. Son aşamada ise, sentezlenen organokatalizörlerin enantiyoselektif direkt aldol reaksiyonundaki katalitik atkisi incelenmiştir. Özellikle, bu alanda fazla incelenmemiş olan (S)-THIQA-temelli organokatalizörler ile elde edilen olumlu sonuçlar literatüre katkı sağlamıştır.