velikost textu

New C-H activations and cross-coupling reactions for modification of deazapurine nucleobases

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
New C-H activations and cross-coupling reactions for modification of deazapurine nucleobases
Název v češtině:
Nové C-H aktivace a cross-coupling reakce pro modifikace deazapurinových nukleobází
Typ:
Disertační práce
Autor:
Nazarii Sabat, Ph.D.
Školitel:
prof. doc. Ing. Michal Hocek, DSc.
Oponenti:
Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D.
doc. RNDr. Jan Hlaváč, Ph.D.
Id práce:
134349
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra organické chemie (31-270)
Program studia:
Organická chemie (P1402)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 12. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
purin, deazapurin, nukleobáze, C-H aktivace, cross-coupling reakce
Klíčová slova v angličtině:
purine, deazapurine, nucleobase, C-H activation, cross-coupling reaction
Abstrakt:
Abstrakt Tato práce se zabývá vývojem nových C-H aktivačních reakcí a Suzuki-Miyaura reakcí ve vodné fázi využitelných pro syntézu modifikovaných deazapurinových nukleobází. Byla vyvinuta metodologie pro chemo- a regioselektivní syntézu vysoce funkcionalizovaných deazapurinů založená na moderních metodách C-H aktivace, které umožňují do molekuly zavést různé funkční skupiny jako např. amino-, imido-, silyl- a fosfonyl-. Aminodeazapurinové deriváty byly připraveny přímou Pd/Cu katalyzovanou C-H aminací a C-H chloroaminací z 6-substituovaných 7-deazapurinů pomocí N-chlor-N-alkyl- arylsulfonamidů. C-H imidační reakce pyrrolopyrimidinů pomocí N-sukcinimido- a N- ftalimidoperesterů byly provedeny za katalýzy ferrocenem. Dále byly navrženy iridiem katalyzované C-H silylační reakce 6-fenyldeazapurinů pomocí alkyl silanů. Pomocí manganem iniciované C-H fosfonace byly připraveny velmi zajímavé deazapurinové fosfonáty, které byly dále převedeny na příslušné fosfonové kyseliny. Všechny vyvinuté přímé C-H aktivační reakce probíhají regioselektivně v poloze 8 na deazapurinovém jádře s výjimkou C-H silylací, které přednostně probíhají v ortho poloze na fenylu, což nicméně vede k zajímavým sloučeninám. Druhá část této práce je zaměřena na modifikaci 7-deazapurinových bází v polohách 6 a 7 pomocí Suzuki-Miyaura reakcí s různými (hetero)aryl boronovými kyselinami ve vodném prostředí. Byla připravena série 6-(het)aryl-7-deazapurinových bází nesoucích F v poloze 7 a dále H, F, Cl, Me nebo NH2 skupinu v poloze 2. 7-(Het)aryl-7-deazapurinové báze byly syntetizovány ze 7-jod-7-deazapurinu nesoucího SEM chránicí skupinu. Po odstranění SEM skupiny byly 6-methoxyderiváty převedeny na 7-deazahypoxanthiny a 7-deazaguaniny pomocí O-demethylačních reakcí. Kombinace C-H aktivačních reakcí a vodných Suzuki-Miyaura reakcí se ukázala jako mocný nástroj pro modifikaci deazapurinového skeletu a umožnila zavedení různých funkčních skupin a hetarylových substituentů do všech možných poloh.
Abstract v angličtině:
Abstract This PhD thesis reports the development of novel C-H activation strategies and aqueous-phase Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions for the synthesis of modified deazapurine nucleobases. The methodologies of chemo- and regioselective synthesis of highly functionalized deazapurines have been developed by using modern C-H activation chemistry. Various functional groups such as amino-, imido-, silyl- and phosphonyl- were introduced by C-H activation reactions. Amino deazapurine derivatives were synthesized by developed Pd/Cu-catalyzed direct C-H amination and C-H chloroamination of 6-substituted 7-deazapurines with N-chloro-N- alkyl-arylsulfonamides. C-H imidation reactions of pyrrolopirimidines were performed under ferrocene catalysis with N-succinimido- or N-phtalimidoperesters. In order to obtain silylated derivatives, Ir-catalyzed C-H silylations of phenyldeazapurines with alkyl silanes were designed. Highly interesting deazapurine phosphonates were prepared by using Mn-promoted C-H phosphonation method and were further transformed into the corresponding phosphonic acids. All of the developed direct C-H functionalization reactions proceeded regioselectively at position 8 in deazapurine core, except for C-H silylation where reaction undergoes mainly as directed ortho C-H silylation on phenyl ring, leading to new interesting nucleobase derivatives. The second part of this thesis focused on the modification of position 6 and 7 of 7- deazapurine bases by the aqueous Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions with diverse (het)aryl boronic acids. A series of 6-(het)aryl-7-deazapurine bases bearing F at position 7 and H, F, Cl, Me or NH2 at position 2 was prepared. 7-(Het)aryl-7-deazapurine nucleobases were synthesized from SEM-protected-7-iodo-7-deazapurines by using a protecting group strategy. After cleavage of the SEM group, the 6-methoxy derivatives were transformed into 7- deazahypoxanthines and 7-deazaguanines by O-demethylation reactions. C-H functionalization strategies in combination with aqueous Suzuki-Miyaura cross- coupling reactions were shown to be a powerful tool for the modification of the deazapurine scaffold. Diverse functional groups were introduced directly by C-H activation reactions, whereas for (het)aryl substituents aqueous Suzuki-Miyaura cross-couplings were used. This approach allowed multifunctionalization of deazapurine all around the heterocycle system.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Nazarii Sabat, Ph.D. 5.69 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Nazarii Sabat, Ph.D. 74 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Nazarii Sabat, Ph.D. 9 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Nazarii Sabat, Ph.D. 1.75 MB
Stáhnout Posudek vedoucího prof. doc. Ing. Michal Hocek, DSc. 852 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Tomáš Tobrman, Ph.D. 1.53 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Jan Hlaváč, Ph.D. 889 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 368 kB