10. elõadás (pdf fájl)
Post on 14-Jan-2017
219 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Szerves kémiaiszintézismódszerek
10. Kemo- és regioszelektivitás. Véd csoportok.Sztereoszelektivitás
Kovács Lajos
OH O OH
NaBH4, MeOHCu+
NaBH4, MeOH
Ce3+
O
H2/Pd-C
OEt
O O
OH
OH
OEt
OH OLiAlH4NaBH4 vagy
élesztõ
OH
O
RCO2Et
RCHO
RCH2OH
RCO2H
AlH(iBu)2
(DIBALH)
-78 °C
LiAlH4
BH3 vagyLiAlH4
LiAlH4
(COCl)2, DMSObázis
(Swern-oxid.)
CrO3, H2SO4
(Jones-oxid.)
CrO3, H2SO4
(Jones-oxid.)
2
KemoszelektivitásTöbb funkciós csoport közül csak egy reagál
OEt
O O
OEt
O
OH
O
OO
OH
OOLiAlH4
HOOH
HH , H2O
3
Véd csoportokA szükséges rossz: alkalmazásuk két további lépést jelent a szintézisekben
P A véd csoportokkal szemben támasztott követelmények:
< könny és jó hozamú bevitel
< megfelel stabilitás
< könny és jó hozamú eltávolítás
4
Védend funkciós csoportok és védett formáikP Hidroxilcsoportok (alkoholos és fenolos hidroxilcsoportok, 1,2- és 1,3-diolok)< éterek< észterek< acetálok
P Aminocsoportok (alifás aminok, aromás aminok, heteroaromás aminok)< amidok, imidek< karbamátok
P Karbonilcsoportok< acetálok
P Karboxilcsoportok< észterek< amidok, hidrazidok
P Tiolcsoportok< éterek< észterek
P Foszfátcsoportok< észterek
P Szén-szén hármas kötések (RC/CR’, RC/CH)< fémorganikus vegyületek
P (Szén-szén kett s kötések)< dihalogénszármazékok
5
Hidroxil véd csoportok 1. Alkil/aril-éterek
PBenziléterek (R-O-Bn)< bevitel: ROH + BnX 6 ROBn< eltávolítás: katalitikus hidrogénezés< stabilitás:
PTetrahidropiraniléterek (R-O-THP)< bevitel: ROH + dihidropirán 6 ROTHP< eltávolítás: enyhe savas kezelés< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
6
Hidroxil véd csoportok 2. Szilil-éterekP terc.-Butildimetil-szilil-éterek (R-O-TBDMS)< bevitel:
– R3SiCl, imidazol, DMF (standard módszer, JACS 1972, 94, 6190)– R3SiOTf, 2,6-lutidin, DCM (sztérikusan gátolt alkoholokhoz, TL 1981, 22, 3455)
< eltávolítás: tetrabutil-ammónium-fluorid< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
PMás szilil-éterek: < trimetil-szilil (TMS)< trietil-szilil (TES)< triizopropil-szilil (TIPS)< terc.-butil-difenil-szilil (TBDPS)
PA szilil-éterek relatív stabilitása< savas közegben: TMS (1) < TES (64) < TBDMS (20 000) < TIPS (700 000) < TBDPS (5 000 000)< bázikus közegben: TMS (1) < TES (10-100) < TBDMS~TBDPS (20 000) < TIPS (100 000)
7
Hidroxil véd csoportok 3. ÉszterekPAcetátok (R-O-Ac)< bevitel:
– ROH + Ac2O/piridin 6 R-O-Ac– ROH + AcCl/piridin 6 R-O-Ac
< eltávolítás: bázikus közegben< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
PBenzoátok (R-O-Bz)< bevitel: ROH + BzCl/piridin 6 R-O-Bz< eltávolítás: bázikus közegben< stabilitás:
8
Diol véd csoportok 1. Izopropilidén acetálokP Izopropilidén acetálok (R-O-CMe2-O-R)< bevitel:
– diol + aceton/H+ 6 R-O-CMe2-O-R– diol + 2,2-dimetoxipropán/H+ 6 R-O-CMe2-O-R– diol + 2-metoxipropén 6 R-O-CMe2-O-R
< eltávolítás: savas kezelés< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
9
Diol véd csoportok 2. Benzilidén acetálokPBenzilidén acetálok [R-O-CH(Ph)-O-R]< bevitel:
– diol + benzaldehid/Lewis-sav 6 R-O-CHPh-O-R– diol + benzaldehid-dialkil-acetál/Lewis-sav 6 R-O-CHPh-O-R
< eltávolítás: katalitikus hidrogénezés< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
PGyőr
őnyitás:
< oxidatív: halobenzoátok< reduktív: hidroxi-benziléterek
10
Amino véd csoportok 1. Amidok/imidek, karbamátokPFtálimidek (R-N-Phth)< bevitel: ftálsavanhidrid + R-NH2 6 R-N-RPhth< eltávolítás: hidrazinnal< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
PBenzil-karbamátok (R-NH-Z, R-NH-Cbz, Z/Cbz = benziloxi-karbonil)< bevitel: BnOCOCl + R-NH2 6 R-NH-OCOBn< eltávolítás: katalitikus hidrogénezés< stabilitás:
11
Amino véd csoportok 2. KarbamátokP terc.-Butil-karbamátok (R-NH-Boc, Boc = terc.-butiloxi-karbonil)< bevitel: di-(terc.-butil)-pirokarbonát + R-NH2 6 R-NH-Boc< eltávolítás: enyhe savas kezelés< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
Pa di-(terc.-butil)-pirokarbonát szintézise
12
Amino véd csoportok 3. Karbamátok
< stabil< változó stabilitású< labilis
P9-Fluorenilmetil-karbamátok (R-NH-Fmoc, Fmoc =9-fluorenilmetiloxi-karbonil)< bevitel:
– FmocCl + R-NH2 6 R-NH-Fmoc– FmocOSu + R-NH2 6 R-NH-Fmoc (Su = szukcinimid)
< eltávolítás– piperidin– tetrabutil-ammónium-fluorid
< stabilitás:
13
Karbonil véd csoportok: acetálok, ditioacetálok
PAcetálok (pl. dioxolánok, dioxánok)< bevitel: R2C=O + HO-(CH2)n-OH/H+ 6 R2C[O2(CH2)n]< eltávolítás: savas kezelés< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
PDitioacetálok (pl. ditiolánok, ditiánok)< bevitel: R2C=O + HS-(CH2)n-SH/Brønsted- vagy Lewis-sav 6 R2C[S2(CH2)n]< eltávolítás:
– HgCl2/BaCO3
– hidrogénezés (deszulfurálás: R2C[S2(CH2)n] 6 R2CH2)
< stabilitás:
14
Karboxil véd csoportok: észterekP terc.-Butil-észterek (RCOO-tBu)< bevitel:
– RCOOH + izobutén/H+ 6 RCOOtBu– RCOOH + CH3COOtBu/H+ 6 RCOOtBu
< eltávolítás: savas kezelés< stabilitás:
< stabil< változó stabilitású< labilis
PBenzil-észterek (RCOO-Bn)< bevitel: RCOOH + BnOH/H+ 6 RCOOBn< eltávolítás: hidrogénezés< stabilitás:
HO
3
45
HO
6HO
O1 O
2
OH
H
L-aszkorbinsav
15
A C-vitamin
PNéhány emlı s (pl. majmok, ember) kivételével mindegyik élı lényelı tudja állítani
PErı s antioxidáns
PA prolin hidroxilezésében (kollagén-szintézis), a dopamin, azadrenalin, a noradrenalin, a karnitin stb. bioszintézisében játszikszerepet
PVilágszükséglet: kb. 110.000 t/év
PSzintézisutak:< Reichstein-féle eljárás: hat kémiai és enzimatikus lépés kombinációja< kétlépéses fermentációs eljárás (kísérleti stádiumban egylépéses
enzimatikus szintézis L-szorbózból: Scottish Crop Research Institute)
Egy feln ı tt kecskenaponta átlagosan 13 g
C-vitamint szintetizál(stresszes állapotban
akár 100 g-ot is!)
Walter N. Haworth (1883-1950), megosztott kémiaiNobel-díj (Paul Karrer),
1937
Szent-Györgyi Albert(1893-1986), orvosi
Nobel-díj, 1937
HO
3
45
HO
6HO
O1 O
2
OH
H
OH1
2
OH
3
HO
4HO
5O
6HO
OH1
2
OH
3
HO
4HO
5 OH
6HO
H2/Ni, 80-125 atm140-150 °C
D-glükopiranóz D-szorbit
HO1
3HO
4
HO
5
OH
6OH
2 O
L-szorbóz
fermentáció
L-aszkorbinsav
α-L-szorbofuranóz
OH
3
OH
4
HO
5O6
HO2
1OH
2,3:4,6-di-O-izopropilidén-
-α-L-szorbofuranóz
OH1
3
O4
O
5O6
O
2 O acetonH2SO4
COOH1
3
OH
4
HO
5O6
HO2
OH 1. KMnO4
2. HCl
COOH1
3
OH
4
HO
5
OH6
HO
2 O
2-keto-L-gulonsav
HO
3
45
HO
6HO
O1 O
2
O
H
16
A C-vitamin Reichstein-féle szintézise
O
CH3
O
CH3
CH3
O
CH3
CH3
1. LiCuMe2
2. H3O+
+
A98 %
B2 %
de = 100 *(A-B)/(A+B) de = 100*(98-2)/(98+2) = 96 %
A = (de + 100)/2 A = (96 + 100)/2 = 98 %
O
N
S
CO2Et
AcO
AcO
O
N
S
CO2Et
AcO
AcO
O
N
S
CO2Et
AcO
N3
O
N
S
CO2Et
AcO
N3
Me3SiN3
BF3.OEt2
Me3SiN3
BF3.OEt2
[α]D = +200.6
[α]D = -200.4
17
Sztereoszelektivitás
de = diasztereomer-felesleg
PEgy kemo-, regio- és enantioszelektív reakció szomszédcsoport-részvétel révén
H2N
O
O HN
O
O
O
O
HN
O
OH
O
OH2N
O
OH
18
Feladatok 1.F10.1. Hogyan lehet megvalósítani az alábbi átalakulásokat?
19
Feladatok 2.F10.2. Milyen véd csoportokat lehet alkalmazni a glicerin hidroxilcsoportjainak amegkülönböztetésére?
O
OAc
AcO
OAc
OLev
OMe O
OAc
AcO
OAc
OH
OMe
Lev = 4-oxopentanoil
H2NNH2
piridinecetsav
20
Feladatok 3.F10.3. Hogyan mennek végbe az alábbi átalakulások?
21
Ajánlott olvasmányok
PR. O. C. Norman, J. M. Coxon (1993): Principles of organic synthesis. 3rd ed. Blackie Academic and Professional,London. 811 pages, pp. 331-342.
PC. Willis, M. Wills (1995): Organic synthesis. (Series Ed: S. G. Davies. Oxford Chemistry Primers, 31.) OxfordUniversity Press, Oxford. 92 pages. pp. 39-73.
PJ. R. Hanson (2002): Organic synthetic methods. Royal Society of Chemistry, Cambridge. 175 pages. pp. 126-141.
PJ. Robertson (2000): Protecting Group Chemistry. Oxford University Press, Oxford. 96 pages.
PT. W. Greene, P. G. M. Wuts (1999): Protective groups in organic synthesis. 3rd ed. John Wiley and Sons, NewYork. 779 pages.
PP. Kocienski (1994): Protecting groups. Georg Thieme Verlag, Stuttgart. 260 pages.
Phttp://en.wikipedia.org/wiki/Protecting_group
Phttp://www.organic-chemistry.org/protectivegroups/index.htm
Phttp://www.faculty.virginia.edu/mcgarveylab/Carbsyn/Carbsynpage.html
Phttp://www.answers.com/main/ntquery;jsessionid=9ho0q73jap02r?method=4&dsid=2222&dekey=Silyl+ether&curtab=2222_1&sbid=lc08a
Phttp://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_c
Phttp://en.wikipedia.org/wiki/Ascorbic_acid
Phttp://www.scri.sari.ac.uk/SCRI/Web/Site/home/ResearchAreas/Theme2~GenestoProducts/QHN/External/vitaminC.asp
Phttp://www.expresspharmapulse.com/20041223/coverstory03.shtml
top related