velikost textu

Příprava enantiomerně čistých cyklických sloučenin za využití organokatalýzy

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:
Příprava enantiomerně čistých cyklických sloučenin za využití organokatalýzy
Název v angličtině:
Preparation of enantiomerically pure cyclic compounds via organocatalytic concept
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Marek Remeš
Školitel:
doc. RNDr. Jan Veselý, Ph.D.
Oponenti:
prof. RNDr. Milan Potáček, CSc.
doc. Ing. Radek Cibulka, Ph.D.
Id práce:
95859
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra organické chemie (31-270)
Program studia:
Organická chemie (P1402)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 3. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Organokatalýza, domino reakce, asymetrická syntéza, cyklopentany.
Klíčová slova v angličtině:
Organocatalysis, domino reaction, asymmetric synthesis, cyclopentanes.
Abstrakt:
Abstrakt Katalýza chemických reakcí malými organickými molekulami zaznamenala od roku 2000 masivní rozmach. Dnes vedle katalýzy komplexy přechodných kovů a enzymové katalýzy tvoří neodmyslitelnou část asymetrické syntézy. Organokatalyzátory nabízí díky svým aktivačním módům, jež se dají kombinovat do tzv. domino reakcí, přístup k přípravě komplexních enantiomerně čistých látek z jednoduchých achirálních prekurzorů. V této práci jsme se zabývali využitím chirálních sekundárních aminů jako katalyzátorů v asymetrické syntéze cyklických molekul. Převážnou část bádání jsme věnovali vyvinutí organokatalytické metody vedoucí k syntéze chirálních cyklopentankarbaldehydů a nitrocyklopentankarbaldehydů. Byla nalezena asymetrická domino Michaelova adice/α-substituční reakce mezi 2-(2- bromethyl)malonáty, resp. 1-brom-3-nitropropanem a různými enaly katalyzovaná chirálním aminokatalyzátorem. V prvním případě dochází k tvorbě cyklopentankarbaldehydů, u nichž jsou stereoselektivně tvořena dvě chirální centra a ve druhém případě vznikají nitrocyklopentankarbaldehydy se třemi chirálními centry. V případě použití Hayashiho katalyzátoru v přítomnosti octanu sodného dosahují výtěžky reakcí až 74 % a reakce probíhají s excelentní diastereoselektivitou a enantioselektivitou (až 19:1 d.r., až 99 % ee). Dále jsme se věnovali rozšíření vyvinuté metody pro přípravu enantiomerně čistých cyklohexankarbaldehydů a nitrocyklohexankarbaldehydů, která však nebyla úspěšná. Poté byla naše pozornost věnována využití organokatalytického konceptu v syntéze pětičlenných heterocyklů. Po neuspokojivých výsledcích reakce N-substituovaných 2- bromethylaminů s enaly za katalýzy sekundárním aminem v bazických podmínkách byly připraveny N-substituované deriváty propargylaminu, u nichž bylo studováno použití kombinované organokatalýzy s kovovou katalýzou. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo při použití N-p-toluensulfonylpropargylaminu s 2-methylakroleinem za katalýzy Hayashiho katalyzátorem a triflátem měďnatým v přítomnosti trifenylfosfinu, DMAPu a octanu sodného, kdy docházelo ke vzniku cyklického produktu s výtěžkem 61 % a enantioselektivitou reakce 92 % ee.
Abstract v angličtině:
Abstract Since 2000 the organocatalytic synthesis has developed massively in a third pillar of asymmetric synthesis standing next to catalysis with metal complexes and enzymatic catalysis. Organocatalysts, due to their various activation modes which could be combined in domino reactions, offer a way for a synthesis of complex molecules from a simple starting material. This thesis deals with investigation of usage of chiral secondary amines as catalysts for asymmetric synthesis of cyclic compounds. The main part of research was devoted to development of organocatalytic method leading to synthesis of enantiomerically pure cyclopentanecarbaldehydes and nitrocyclopentanecarbaldehydes. We focused also on the organocatalytic preparation of cyclohexanecarbaldehydes. During this work we developed an asymmetric domino Michael addition/α- substitution reaction of 2-(2-bromoethyl)malonates resp. 1-bromo-3-nitropropane with various enals catalyzed by chiral secondary amine. In the first case cyclopentanecarbaldehydes were formed where two chiral centres were created. In second case nitrocyclopentanecarbaldehydes were formed where three chiral centres were created. Yields of such developed reaction protocol reach up to 74 % and the reaction proceeds with excellent diastereo- and enantioselectivity (up to 19:1 d.r. and up to 99 % ee). Then we focused on an expansion of the developed reaction method for the preparation of cyclohexanecarbaldehydes and nitrocyclohexanecarbaldehydes. However, this exploration was not successful and we did not find suitable reaction conditions. Further, we turned our attention to the usage of organocatalytic concept for the asymmetric preparation of five-membered heterocyclic compounds. After unsatisfactory results of reactions of N-substituted 2-bromoethylamines with various enals catalyzed by secondary amine in basic conditions, we prepared N-substituted derivatives of propargylamines. These substrates were used in reaction with enals catalyzed by combination of a secondary amine organocatalyst and a metal catalyst. The best results were obtained with N-p-toluensulfonyl propargylamine in a reaction with 2-methylacrolein catalyzed by Hayashi catalyst and copper (II) triflate in the presence of triphenyl phoshine, DMAP and sodium acetate. The cyclic product was obtained in 61 % yield with 92 % ee.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Marek Remeš 6.08 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Marek Remeš 108 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Marek Remeš 105 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Marek Remeš 721 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Milan Potáček, CSc. 1.21 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Radek Cibulka, Ph.D. 506 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 428 kB