Asimetrik nikotin ve prolin temelli organokatalizörlerin sentezi ve uygulamaları

Abstract

Çevre dostu, ekonomik ve zaman kazandıracak sentetik metotların gelişiminin araştırmacılar tarafından yoğun ilgi görmesi, asimetrik katalizörler alanında çok büyük gelişmelere yol açmıştır. Milenyumun başından beri, çok çeşitli enantiyoselektif dönüşümlerde organokatalizör olarak adlandırılan küçük, kiral moleküllerin katalizör amaçlı kullanımı büyük önem arz etmektedir. Ayrıca, bu bileşikler asimetrik sentezde kullanılan klasik yaklaşımları tamamlayıcı bir yöntem haline gelmişlerdir. Organokatalizörlerin, geçiş metal katalizörlerine ve enzim katalizörlere göre bir takım avantajları bulunmaktadır. Genellikle, dayanıklı, ucuz, kolay elde edilebilir ve non-toksiktirler. Kararlılıkları nedeniyle inert atmosfer ve susuz çözücü gibi zorlu koşullar gerektirmezler. Organokatalizörler, enantiyomerik açıdan zengin bileşiklerin dizaynı ve tasarımında önemli bir rol oynamaktadır. Son yıllarda, çeşitli asimetrik dönüşümler için pekçok kiral organokatalizör geliştirilmiştir. Bunlar arasında, kiral sekonder aminler organokatalizör olarak yoğun bir şekilde kullanılmaktadırlar. Özellikle, bir asimetrik katalizör olarak prolinin C-C ve C-heteroatom bağ oluşum reaksiyonlarında kullanımı dikkat çekicidir. Diğer taraftan, faz transfer katalizörleri (PTC) ılımlı koşullar ve basit reaksiyon prosedürleri sağlamaları, güvenli ve ucuz reaktifler ve çözücüler kullanımına olanak sağlamaları ve ürün izolasyonunu önemli ölçüde kolaylaştırmaları nedeniyle asimetrik sentezde önemli avantajlar sağlarlar. Ancak, yapısal olarak iyi düzenlenmiş kiral, rasemik olmayan katalizörlerin kullanımına yönelik faz transfer katalizörlerinin gelişimi biraz daha yavaştır. Yine de bu alandaki büyük çabalar dikkate değer gelişmeleri sağlamış ve faz transfer katalizi koşulları altında çeşitli bağ oluşum reaksiyonlarının gerçekleştirilmesini mümkün hale getirmiştir. Karbon karbon bağ oluşumu reaksiyonları arasında stereoseçici aldol reaksiyonu, doğal ürün sentezi ve poli oksijenlenmiş bileşiklerin elde edilmesinde anahtar basamak olarak önemli rol oynamaktadır. Güvenlik, maliyet ve çevresel faktörlerle ilgili olarak suyun istenen bir çözücü olması nedeniyle, suda gerçekleşen katalitik asimetrik reaksiyonlar günümüzde ilgi çekmektedir. Bu nedenle, asimetrik reaksiyonların sulu ortamda gerçekleştirilmesi amacıyla çalışmalar devam etmektedir. Sulu ortamda incelenmekte olan önemli organokatalitik reaksiyonlardan biri de asimetrik aldol reaksiyonudur. Üç kısımdan oluşan bu araştırmada, direkt asimetrik aldol kondenzasyonları için yeni asimetrik katalizörlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. İlk aşama, faz transfer katalizörü olarak kullanılacak dikatyonik nikotin temelli tuzun (Bileşik 1) sentezidir. İkinci aşamada, literatürde yer almayan prolin temelli bifonksiyonel asimetrik katalizörlerin (Bileşik 7, 8 ve 9) sentezi gerçekleştirilmiştir. Bileşiklerin yapıları FTIR, 1H NMR, LC-MS spektral verilerine dayanarak aydınlatılmıştır. Tezin üçüncü aşamasında ise sentezleri gerçekleştirilen kiral organokatalizörler ile asimetrik aldol reaksiyonları çözücü kullanmaksızın sulu ortamda gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, direkt aldol reaksiyonları için suda etkin olabilecek enamin temelli asimetrik organokatalizörler ve bir dikatyonik nikotin temelli faz transfer katalizörü geliştirilmiştir. Özellikle amin-amit bifonksiyonel katalizörlerin kullanıldığı reaksiyonlar beklenen ürünleri kısa reaksiyon süreleri, yüksek verim ve orta derecede enantiyo seçicilik ile oluşturmuştur.