POLİFONKSİYONEL SİKLOOKTAN β-AMİNO ASİT SENTEZİ Emine
advertisement
POLİFONKSİYONEL SİKLOOKTAN -AMİNO ASİT SENTEZİ Emine YURTOĞLU Yüksek Lisans Tezi Kimya Anabilim Dalı Organik Kimya Bilim Dalı Prof. Dr. Ramazan ALTUNDAŞ 2014 Her hakkı saklıdır ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ POLİFONKSİYONEL SİKLOOKTAN -AMİNO ASİT SENTEZİ Emine YURTOĞLU KİMYA ANABİLİM DALI Organik Kimya Bilim Dalı ERZURUM 2014 Her hakkı saklıdır T.C. ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEZ ONAY FORMU POLİFONKSİYONEL SİKLOOKTAN -AMİNO ASİT SENTEZİ Prof. Dr. Ramazan ALTUNDAŞ danışmanlığında, Emine YURTOĞLU tarafından hazırlanan bu çalışma 19/12/2014 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından Kimya Anabilim Dalı – Organik Kimya Bilim Dalı’nda Yüksek Lisans tezi olarak oybirliği/oy çokluğu (…/…) ile kabul edilmiştir. Başkan : Prof. Dr. Yunus KARA İmza : Üye : Prof. Dr. Ramazan ALTUNDAŞ İmza : Üye : Doç. Dr. Melda ŞİŞECİOĞLU İmza : Yukarıdaki sonuç; Enstitü Yönetim Kurulu ........./......../…….. tarih ve . . . . . ./ . . . . . . . . . . . . . . nolu kararı ile onaylanmıştır. Prof. Dr. İhsan EFEOĞLU Enstitü Müdürü Bu çalışma Tübitak projeleri kapsamında desteklenmiştir. Proje No: 112T870 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaklardan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak olarak kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir. ÖZET Yüksek Lisans Tezi POLİFONKSİYONEL SİKLOOKTAN -AMİNO ASİT SENTEZİ Emine YURTOĞLU Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Organik Kimya Bilim Dalı Yönetici: Prof. Dr. Ramazan ALTUNDAŞ Bir ya da daha fazla hidroksil grubu taşıyan -hidroksi--amino asit örnekleri gösterdikleri farmakalojik etkiden dolayı araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Sekiz üyeli halka sistemlerinde -amino asit örneklerinin sayısı oldukça azdır. Bu nedenle siklooktanon’dan çıkılarak, prokiral ve kiral merkeze sahip klorosiyanosiklookten bileşiği sentezlendi. Klor’un (S)--metilbenzilamin ile yerdeğiştirmesi ile siklooktan ana iskelet yapısı içeren -amino asit öncüsü diastreomerler elde edildi. Bu diastereomerlerin hidrojenasjonunda istenilen seçimlilik sağlanamadı. Klorosiyanosiklookten bileşiğinden klorun eliminasyonu ile siyanosiklooktadien, bu bileşiğin oksidasyonu ile epoksisiyanosiklookten sentezlendi. Epoksisiyanosiklookten’in (S)--metilbenzilamin ile allilik pozisyondan açılma reaksiyonu başarısızlıkla sonuçlandı. Epoksit’in lewis asidi, kuvvetli ve zayıf bazik şartlarda açılmasıyla prokiral ve kiral merkezlere sahip hidroksisiyanosiklooktadien sentezlendi. Hidroksisiyanosiklooktadien’in Cl3CCN ve DBU eşliğinde gerçekleştirilen reaksiyondan -hidroksi -amino asit öncüleri elde edildi. Epoksit’in, metanolik HCl ile açılmasıyla, hidroksiklorosiyanosiklookten bileşiği sentezlendi. Elde edilen bileşiğin (S)--metilbenzilamin ile reaksiyonundan -hidroksi -amino asit öncüsü diastereomerler elde edildi. Enantiyosaf olarak sentezlenen diastereomerlerin mutlak stereokimyası X-Ray analizi ile belirlendi. 2014, 110 sayfa Anahtar Kelimeler: Siklik -amino asitler, cispentacin, oryzoxymycin, hidroksi-amino asit i ABSTRACT Master Thesis SYNTHESIS OF POLYFUNCTIONAL CYCLOCTANE -AMINO ACID Emine YURTOĞLU Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Organic Chemistry Division Supervisor: Prof. Dr. Ramazan ALTUNDAŞ -hydroxy--amino acid derivatives carrying one or more hydroxyl groups are of great interests to scientists due to their pharmacological activities. Since there are very few examples of eight membered cyclic systems containing -amino acids, we synthesized a chlorocyanocyclooctene compound containing both a prochiral and chiral center. The diastereomers of the -amino acid precursors containing the general cyclooctane structure were obtained via the substitution of (S)--methyllbenzylamine with chlorine. The expected selectivity was not obtained through the hydrogenation of these diastereomers. The elimination of chlorine from chlorocyanocyclooctene yielded cyanocyclooctadiene and this was further oxidized to epoxycyanocyclooctene. The epoxide ring opening from the allylic position of epoxycyanocyclooctene with (S)-methyllbenzylamine was unsuccessful. Hydroxycyanocyclooctadiene containing a prochiral and chiral center was synthesized via the opening of the epoxide’s lewis acid in both strong and weak base conditions. The -hydroxy -amino acid precursors were obtained from the reaction of hydroxycyanocyclooctadiene in the presence of Cl3CCN and DBU. The hydroxychlorocyanocyclooctene compound was synthesized via the ring opening of the epoxide with methanolic HCl. Diastereomers of the -hydroxy -amino acid precursors were obtained from the reaction of (S)--methyllbenzylamine with the previously synthesized compound. The absolute stereochemistry of the synthesized enantiopure diastereomers were confirmed with X-Ray analysis. 2014, 110 pages Keywords: Cyclic -amino acids, cispentacin, oryzoxymycin, hydroxy--amino acids ii TEŞEKKÜR Yüksek Lisans Tez çalışması olarak yürütülen bu çalışma, Sayın Prof. Dr. Ramazan ALTUNDAŞ yönetiminde, Atatürk Üniversitesi Fen Fakültesi Organik Kimya Anabilim Dalı’nda gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarımın her aşamasında desteğini esirgemeyen danışmanım Sayın Prof. Dr. Ramazan ALTUNDAŞ’a içtenlikle teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarım esnasında bilgi birikimlerinden faydalandığım Sayın Prof. Dr. Hasan SEÇEN’e, Sayın Yrd. Doç. Dr. Serdar BURMAOĞLU’na, Sayın Yrd. Doç. Dr. M. Fatih POLAT’a, Sayın Yakup GÜNEŞ’e, Sayın Öğr. Gör. Derya AKTAŞ’a teşekkür ederim. Çalışmalarım esnasında yardım ve desteklerini gördüğüm çalışma arkadaşlarım; Nejat ARÇELİK’e, Büşra ÖZTÜRK AYDIN’a, Ali Osman YILMAZ’a, Sakine BAYSAL’a teşekkür ederim. Fen Fakültesi Kimya Bölümünde çalışan Emine Soydaş, Mehmet Şinoforoğlu ve Yeliz Demir’e teşekkür ederim. Ayrıca aralarında çalışmaktan mutluluk duyduğum Atatürk Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü elemanlarına ve NMR spekrumlarının alınmasında ve yorumlanmasında göstermiş oldukları özverili çalışmalardan dolayı Sayın Prof. Dr. Cavit KAZAZ’a ve X-Ray analizi için Sayın Prof. Dr. Ertan ŞAHİN’e teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarıma maddi destek veren TÜBİTAK’a (112T870 nolu proje) teşekkür ederim. Ayrıca hayatımın her anında beni destekleyen, huzurlu bir ortamda büyüten, sevgi, saygı ve anlayışla beni yetiştiren anne ve babama; her daim yanımda olan, sevgili kardeşlerime çok teşekkür ederim. Emine YURTOĞLU Aralık, 2014 iii İÇİNDEKİLER ÖZET.................................................................................................................................. i ABSTRACT ...................................................................................................................... ii TEŞEKKÜR .....................................................................................................................iii SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ ...................................................................... vi ŞEKİLLER DİZİNİ......................................................................................................... vii ÇİZELGELER DİZİNİ .................................................................................................... xi 1. GİRİŞ ....................................................................................................................... 1 2. KURAMSAL TEMELLER ................................................................................... 7 2.1. Halka Kapanma Yöntemiyle -Amino Asit Sentezi ........................................... 10 2.2. Seçici İndirgeme İle -Amino Asit Sentezi ........................................................ 12 2.3. 1,2-Dikarboksilik Asit Türevlerinden -amino Asit Sentezi .............................. 13 2.4. -laktamlardan -amino Asit Sentezi.................................................................. 15 2.5. Micheal Tipi Katılma ile -amino Asit Sentezi .................................................. 17 2.6. Diels-Alder Reaksiyonuyla -Amino Asit Sentezi ............................................. 18 2.7. Doğal Kaynaklardan -amino Asit Sentezi ......................................................... 20 2.8. Oksazolin Halkasının Hidrolizi ile -Amino Asitlerin Sentezi.......................... 22 2.9. trans-Sikloheptan ve Siklooktan -amino Asit Sentezi ..................................... 22 2.10. Fonksiyonellendirilmiş Siklooktan -Amino Asit Sentezi .............................. 23 2.11. Çalışmanın Amacı ............................................................................................. 24 3. MATERYAL ve YÖNTEM ................................................................................. 27 4. ARAŞTIRMA BULGULARI .............................................................................. 63 4.1. 101’in Sentezi ...................................................................................................... 63 4.2. 102’nin Sentezi .................................................................................................... 65 4.3. 103’ün Sentezi ..................................................................................................... 66 4.4. 104’ün Sentezi ..................................................................................................... 67 4.5. 107a ve 107b’nin Sentezi .................................................................................... 68 4.6. 109’un sentezi...................................................................................................... 72 4.7. 110’un Sentezi ..................................................................................................... 74 iv 4.8. 113’ün sentezi...................................................................................................... 76 4.9. 114’in sentezi ...................................................................................................... 78 4.10. 118’in Sentezi .................................................................................................... 80 4.11. 123’ün sentezi.................................................................................................... 82 4.12. 132’nin Sentezi .................................................................................................. 85 4.13. 133a ve 133b’nin Sentezi .................................................................................. 87 4.14. 134’ün Sentezi ................................................................................................... 91 4.15. 135’in sentezi .................................................................................................... 93 4.16. 137a ve 137b’nin Sentezi .................................................................................. 97 4.17. 138a ve 138b’nin Sentezi .................................................................................. 98 5. SONUÇ ve TARTIŞMA ..................................................................................... 101 KAYNAKLAR ............................................................................................................. 108 ÖZGEÇMİŞ .................................................................................................................. 111 v SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ CDCl3 Kloroform-d1 d Dublet DCM Diklorometan dd Dubletin dublet ddd Dutletin dubletinin dubleti ddq Dubletin dubletinin kuvarteti ddt Dubletin dubletinin tripleti DMF Dimetilformamid dq Dubletin kuvarteti EA Etil asetat Ee Enantiyomerik aşırılık Ekv Ekivalent G1 Grup HRMS Yüksek çözünürlüklü kütle spektrometre Hz Hertz IR Kızılötesi m meta m Multiplet MS Kütle spektrumu Ph Fenil s Singlet t Triplet td Tripletin dubleti tert-bütil Tersiyerbütil THF Tetrahidrofuran TLC İnce tabaka kromatografisi tt Tripletin tripleti α Alfa β Beta vi ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1. Amino asitlerin amin (-NH2) grubunun pozisyonuna göre isimlendirilmesi ve sınıflandırılması ........................................................................................... 1 Şekil 1.2. -Amino asitlerin genel sınıflandırılması ......................................................... 2 Şekil 1.3. Serbest halde bulunan β-amino asitler .............................................................. 3 Şekil 1.4. Pantotenik asit (Vitamin B3), β-Alanin’in yapısı............................................. 4 Şekil 1.5. Cryptophycin, L-Dopa ..................................................................................... 4 Şekil 1.6. Jasplakinolide ve Taxol .................................................................................... 5 Şekil 1.7. Biyolojik aktiviteye sahip -amino asitler ....................................................... 6 Şekil 2.1.-amino asitlerden elde edilebilecek türler....................................................... 7 Şekil 2.2.Cispentacin ....................................................................................................... 8 Şekil 2.3. İcofungipen, BAY Y9379 ve tilidin bileşikleri ................................................ 8 Şekil 2.4. Amypurimycin ve pitucamycin bileşikleri ....................................................... 9 Şekil 2.5.Oryzoxymycin .................................................................................................. 9 Şekil 2.6. Asiklik bir yapıdan halka kapanmasıyla siklopenten -amino ester sentezi ............................................................................................................. 10 Şekil 2.7. (S)-Metiyonin ve (R)-Allilglisin’den halka kapanmasıyla -amino ester sentezi ............................................................................................................. 11 Şekil 2.8. Asiklik bir yapıdan halka kapanmasıyla siklohepten -amino ester sentezi .. 11 Şekil 2.9. Halka kapanma yöntemiyle 7 üyeli -aminoester sentezi .............................. 12 Şekil 2.10. Enaminlerin katalitik indirgenmesiyle cis-siklopentan -amino ester sentezi ............................................................................................................. 12 Şekil 2.11. Enaminlerin NaBH3OAc indirgenmesiyle cis ve trans -amino ester sentezi ............................................................................................................. 13 Şekil 2.12. Enaminlerden cis-selektif katalitik indirgenmesiyle cis-sikloheptan -amino ester sentezi ...................................................................................... 13 Şekil 2.13. Düzenlenme reaksiyonuyla siklohekzan -amino asit sentezi ..................... 14 Şekil 2.14. Düzenlenme reaksiyonuyla icofungipen sentezi .......................................... 15 Şekil 2.15. Siklopentenden -laktam oluşmasıyla cispentacin sentezi ........................... 16 vii Şekil 2.16. Rasemik -laktamdan cispentacin eldesi ...................................................... 16 Şekil 2.17. Siklookten ve 1,5 siklooktedienden -amino asit sentezi............................. 17 Şekil 2.18. Micheal tipi katılmayla cispentacin sentezi .................................................. 17 Şekil 2.19. ,-doymamış esterlerden -amino asit sentezi .......................................... 18 Şekil 2.20. Asiklik bir yapıdan Diels-Alder’le siklohekzen -amino asit sentezi .......... 19 Şekil 2.21. Asiklik bir yapıdan Diels-Alder’le siklohekzen -amino asit sentezi .......... 20 Şekil 2.22. -Pinenden-laktam üzerinden-amino asit sentezi ................................. 21 Şekil 2.23. (+)-Myrtenal Micheal tipi katılmayla -amino asit sentezi .......................... 21 Şekil 2.24. Oksazolin Halkasının Hidrolizi ile -Amino asitlerin Sentezi ..................... 22 Şekil 2.25. Cis-2-hidroksisikloalkanlardan 7 ve 8 üyeli -amino asit sentezi ................ 23 Şekil 2.26. -laktamlardan fonksiyonellendirilmiş siklooktan -amino asit sentezi ..... 24 Şekil 3.1. 103 ve 104 bileşiklerinin sentezi .................................................................... 27 Şekil 3.2. 107a ve 107b’nin sentezi ................................................................................ 30 Şekil 3.3. 108a ve 108b’nin sentezi ................................................................................ 31 Şekil 3.4. 108c ve 108d’nin sentezi ................................................................................ 32 Şekil 3.5. 104’ün sentezi ................................................................................................. 32 Şekil 3.6. 110’un sentezi ................................................................................................. 33 Şekil 3.7. 112a ve 112b’in sentez planı .......................................................................... 34 Şekil 3.8. 114’ün sentezi ................................................................................................. 35 Şekil 3.9. 114’ün oluşumu için önerilen mekanizma ...................................................... 36 Şekil 3.10. 116’nın sentez planı ...................................................................................... 37 Şekil 3.11. 118’in sentez planı ........................................................................................ 38 Şekil 3.12. 118’in Metal tuzları ile sentezi ..................................................................... 39 Şekil 3.13. 118’in K2CO3 kullanılarak sentezi ................................................................ 40 Şekil 3.14. 118’in NaN3 ile sentezi ................................................................................. 41 Şekil 3.15. 123 ve 124’ün sentezi ................................................................................... 43 Şekil 3.16. 125’in sentez planı ........................................................................................ 44 Şekil 3.17. 127’nin sentez planı ...................................................................................... 45 Şekil 3.18. 128’in sentez planı ........................................................................................ 45 Şekil 3.19. 130a ve 130b’nin sentez planı ...................................................................... 47 Şekil 3.20. 129’un sentez planı ....................................................................................... 46 viii Şekil 3.21. 132’nin sentezi .............................................................................................. 47 Şekil 3.22. 130a ve 130b’nin sentezi .............................................................................. 47 Şekil 3.23. 133a ve 133b’nin sentezi .............................................................................. 49 Şekil 3.24. 134’den 133a ve 133b’nin sentezi................................................................ 50 Şekil 3.25. 135’in sentezi ................................................................................................ 52 Şekil 3.26. 137a ve 137b’nin sentez planı ...................................................................... 54 Şekil 3.27. 137a, 137b ve 138a, 138b’nin sentezi ......................................................... 55 Şekil 3.28. 140a, 140b ve 141a, 141b’nin sentezi ......................................................... 57 Şekil 3.29. 143a, 143b ve 144a, 144b’nin sentezi ......................................................... 57 Şekil 3.30. 145a ve 145b’nin sentez planı ...................................................................... 58 Şekil 3.31. 147a ve 147b’nin sentez planı ...................................................................... 60 Şekil 3.32. 149’un sentez planı ....................................................................................... 60 Şekil 3.33. 148’in sentez planı ........................................................................................ 61 Şekil 3.34. 153’ün sentezi ............................................................................................... 61 Şekil 4.1. 101’in 1H-NMR spektrumu ............................................................................ 64 Şekil 4.2. 101’in 13C-NMR spektrumu ........................................................................... 64 Şekil 4.3. 102’nin 1H-NMR spektrumu .......................................................................... 65 Şekil 4.4. 103’ün 1H-NMR spektrumu ........................................................................... 66 Şekil 4.5. 103’ün 13C-NMR spektrumu .......................................................................... 67 Şekil 4.6. 107a’nın 1H-NMR spektrumu ........................................................................ 69 Şekil 4.7. 107a’nın 13C-NMR spektrumu ....................................................................... 70 Şekil 4.8. 107b’nin 1H-NMR spektrumu ........................................................................ 70 Şekil 4.9. 107b’nin 13C-NMR spektrumu ...................................................................... 71 Şekil 4.10. 107b kristalinin ORTEPIII çizimi ................................................................ 71 Şekil 4.11. 109’un 1H-NMR spektrumu ......................................................................... 73 Şekil 4.12. 109’un 13C-NMR spektrumu ........................................................................ 73 Şekil 4.13. 109’un APT-NMR spektrumu ...................................................................... 74 Şekil 4.14. 110’un 1H-NMR spektrumu ......................................................................... 75 Şekil 4.15.110’un 13C-NMR spektrumu ......................................................................... 76 Şekil 4.16. 113’ün 1H-NMR spektrumu ......................................................................... 77 Şekil 4.17. 113’ün APT-NMR spektrumu ...................................................................... 78 Şekil 4.18. 114’ün 1H-NMR spektrumu ......................................................................... 79 ix Şekil 4.19. 114’ün 13C-NMR spektrumu ........................................................................ 80 Şekil 4.20. 118’in 1H-NMR spektrumu .......................................................................... 81 Şekil 4.21. 118’in 13C-NMR spektrumu ......................................................................... 82 Şekil 4.22. 123’ün 1H-NMR spektrumu ......................................................................... 83 Şekil 4.23. 123’ün bileşiğinin13C-NMR spektrumu ....................................................... 84 Şekil 4.24. 123’ün NOE-NMR spektrumu ..................................................................... 84 Şekil 4.25. 132’nin 1H-NMR spektrumu ........................................................................ 86 Şekil 4.26. 132’nin bileşiğinin13C-NMR spektrumu ..................................................... 86 Şekil 4.27. 133a’nın 1H-NMR spektrumu ...................................................................... 88 Şekil 4.28. 133a’nın bileşiğinin13C-NMR spektrumu .................................................... 89 Şekil 4.29. 133a’nın bileşiğinin APT-NMR spektrumu ................................................. 89 Şekil 4.30. 133b’nin 1H-NMR spektrumu ...................................................................... 90 Şekil 4.31. 133b’nin 13C-NMR spektrumu ..................................................................... 91 Şekil 4.32. 134’ün 1H-NMR spektrumu ......................................................................... 92 Şekil 4.33. 134’ün APT-NMR spektrumu ...................................................................... 93 Şekil 4.34. 135’in 1H-NMR spektrumu .......................................................................... 94 Şekil 4.35.135’in 13C-NMR spektrumu .......................................................................... 95 Şekil 4.36. 135’in -NMR spektrumu............................................................................... 95 Şekil 4.37. 135’in NOE-NMR spektrumu ...................................................................... 96 Şekil 4.38. 135’in kristalinin ORTEPIII çizimi .............................................................. 96 Şekil 4.39. 137a, 137b’nin 1H-NMR spektrumu ............................................................ 97 Şekil 4.40. 138b’nin 1H-NMR spektrumu ...................................................................... 99 Şekil 4.41. 138’in bileşiğinin13C-NMR spektrumu ........................................................ 99 Şekil 4.42. 138b kristalinin ORTEPIII çizimi .............................................................. 100 x ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1. Konsantrasyona bağlı olarak belirlenen verim ........................................... 29 Çizelge 3.2. 107a’nın hidrojenasyon reaksiyon şartları ve sonucu ................................ 31 Çizelge 3.3. 107b’nin hidrojenasyon reaksiyon şartları ve sonucu ................................ 32 Çizelge 3.4. 103’un eliminasyon reaksiyon şartları ve sonucu ....................................... 33 Çizelge 3.5. 114’ün sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ......................................... 37 Çizelge 3.6. 118’in sentezinde kullanılan reaksiyon şartları .......................................... 39 Çizelge 3.7. 118’in Metal tuzları ile sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ................ 40 Çizelge 3.8. 118’in K2CO3 ile sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ......................... 41 Çizelge 3.9. 123’ün sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ......................................... 43 Çizelge 3.10. 123’den 128’in sentezinde kullanılan reaksiyon şartları .......................... 46 Çizelge 3.11. 132’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ...................................... 47 Çizelge 3.12. 133a ve 133b’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ...................... 51 Çizelge 3.13. 135 ve 136’nın sentezinde kullanılan reaksiyon şartları........................... 53 Çizelge 3.14. 137a, 137b ve 138a, 138b’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları .. 55 Çizelge 3.15. 145a ve 145b’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ...................... 58 Çizelge 3.16. 148’in sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ........................................ 61 Çizelge 3.17. 153’ün sentezinde kullanılan reaksiyon şartları ....................................... 62 xi 1 1. GİRİŞ Amino asitler, karboksilik asit ve amino grubu ihtiva eden bileşiklerdir. Ayrıca amino asitler bir yan gruba (R) sahiptir. R grubu, alkil, aril, heteroaraomatik hidrokarbonların yanı sıra amin, hidroksil ve sülfür gibi fonksiyonel gruplar da olabilir. IUPAC adlandırılmasında en uzun karboksilik asit zinciri seçilir ve karboksilik grubundan başlanarak numaralandırılır. Amin fonksiyonel grubunun pozisyonu belirtildikten sonra ilgili hidrokarbonun sonuna oik eki getirilir. Geleneksel isimlendirmede ise karbonil karbonuna en yakın karbondan başlanarak alkil zinciri --- olarak belirlenir ve fonksiyonel grubun bağlı olduğu pozisyon belirtildikten sonra asit ismi yazılır. Şekil 1.1. Amino asitlerin amin (-NH2) grubunun pozisyonuna göre isimlendirilmesi ve sınıflandırılması Fonksiyonel grubun bağlı olduğu merkez sekonder veya tersiyer ise isimlendirme bu merkezlerin uzayda dizilişlerini de göz önüne alarak yapılır. -amino asitlerin stereokimyasal isimlendirilmelerinde D ve L terimleri sıklıkla kullanılmakla beraber son yıllarda stereomerkezlerin isimlendirilmelerinde R ve S terimleri kullanılmaktadır. 2 -Amino asitlerin peptit bağları ile birleşmesi sonucu proteinler oluşmaktadır. Tabiatta yaklaşık 300 tane -amino asit bilinmesine rağmen bunlardan sadece L formunda olan 20 amino asit protein yapısında bulunur. Çok sayıda amino asitten oluşan proteinler büyük molekül ağırlıklarına sahiptirler. Proteinler, canlı hücrede birçok hayati fonksiyondan (enzimler, hormon sistemi, bağışıklık sistemi, beyin gelişimi) sorumlu olan en önemli birimdir. Amino asit yapısında hem karboksil hem de amin grubu ihtiva ettiği için asidik ve bazik özellik gösterebilirler. Amino grubunun protonlanmasıyla pozitif yüke sahip olur ve asidik özellik gösterirken; karboksil grubundan proton ayrılmasıyla, negatif yüke sahip olur ve bazik özellik gösterir. Bundan dolayı aminoasitler amfoter özelliğe sahiptir. Yani asite karşı baz, baza karşı asit gibi davranırlar. Doğada bulunan β-amino asitler -amino asitlere göre oldukça azdır. β-amino asitler αamino asitler gibi proteinlerin yapısında yer almazlar. Bu bileşikler serbest formda bulunabildikleri gibi peptid, siklopeptid, depsipeptid, glikopeptid, alkaloid ve terpenoid gibi doğal ürünlerin temel yapılarını da oluşturmaktadırlar (Von Nussbaum and Spiteller 2004). -amino asitler genel olarak α, β, veya hem α hem de β konumunda bulundurdukları fonksiyonel gruplara göre alifatik, siklik ve hetereosiklik olarak sınıflandırılabilir (Şekil 1.5). Şekil 1.2. -Amino asitlerin genel sınıflandırılması 3 Günümüzde serbest formda bulunan sadece 8 tane β-amino asit bilinmektedir. Bunlar; β-Alanin, β-Lösin, β-Lisin, β-Arginin, β-Glutamat, β-Glutamin, β-Fenilalanin ve βTirozin’dir. Şekil 1.3. Serbest halde bulunan β-amino asitler α-amino asitlerin oluşturduğu peptitlerin peptidaz enzimi ile parçalanması oldukça kolaydır. Fakat bu enzimler β-amino asitlerin oluşturduğu peptid bağını tanıyamadıklarından dolayı parçalayamamaktadır (Steer et al. 2002). Bakteriler, mantarlar, siyanobakteriler ve bitkiler ikincil metabolitlerinde β-amino asit içerirler. Bu bileşiklerin birçoğu antibiyotik, antifungal, analjezik özellik göstererek sekonder metabolitlerin yapısında koruma ve savunmada görev almaktadırlar (Buchwaldt et al. 1992). Memelilerde -peptidaz enzimi olmadığından protein yapısına yerleştirilen amino asitler proteinlerin farmakalojik ve biyolojik etkilerini artırırlar. Yeni ilaçların keşfedilmesinde ve sentezinde β-amino asitler oldukça önemlidir (Pegova et al. 2000). 1909 yılında Carnose’nin hidrolizi ile elde edilmiş olan β-Aminopropiyonik asit (βAlanin) bilinen en basit β-amino asittir. Protein yapısına katılmamasına rağmen vitamin 4 B3 (13) gibi biyolojik aktiviteye sahip birçok bileşiğin temel yapısını oluşturur (Windholdz 1976). Şekil 1.4. Pantotenik asit (Vitamin B3), β-Alanin’in yapısı Antitümör etkiye sahip olduğu bilinen cryptophycin bileşiği de bünyesinde β-amino asit bulundurmaktadır (Shih et al. 1999). Şekil 1.5. Cryptophycin, L-Dopa Birçok bitkisel molekülde bulunan ve biyolojik aktiviteye sahip L-Dopa β-amino asit yapısı ihtiva etmektedir. L-Dopa çikolatada bulunan ve mutluluk hormonunun salgılanmasında görevli olan feniletilamin yapısına sahiptir (Spiteller et al. 2000). LDopa doğal olarak insan vücudunda bulunmaz fakat bir tür fasulyeden L izomerinin izolasyonu ile elde edilebilir. L-Dopa tavşanlarda glikoz metabolizmasını ve kan basıncını artırır (Hornykiewicz 2002). Böcek öldürücü, anti mantar ve anti kanser özellik gösteren Jasplakinolide bir β-amino asit yapısı ihtiva etmektedir (Crews et al. 1986; Zabriskie et al. 1986). 5 Şekil 1.6. Jasplakinolide ve Taxol -amino asitlere verilebilecek en iyi örneklerden birisi de Taxol ticari ismi ile satılan paclitaxel bileşiğidir. Taxus brevifolia bitkisinden (porsuk ağacı dallarının kabuklarından) izole edilmiş olup, antikanser etkiye sahiptir (Stierle et al. 1993; Nicolaou et al. 1994). Mantarlardan izole edilen ve antibiyotiklerin önemli sınıfını oluşturan -laktam yapısındaki Penicilin ve Cephalosporin bileşikleri de β-amino asit iskeleti ihtiva etmektedirler (Schofield et al. 1999). 6 Şekil 1.7. Biyolojik aktiviteye sahip -amino asitler Doğum kontrol ilacı olarak kullanılan Microginin (Okino et al. 1993), Bestatin ticari ismiyle satılan, 1976’da Streptomyces olivoreticuli’den izole edilen, antikanser ilacı olarak kullanılan Ubenimex bileşiği (Umezawa et al. 1976) ve amino peptidaz inhibitörü olarak bilinen Amastatin bileşikleri (Roers and Verdine 2001) β-amino asitler için verilebilecek örneklerdendir. 7 2. KURAMSAL TEMELLER -amino asitler biyolojik aktiviteden sorumlu ilaç öncü bileşikler olarak bilinmektedirler. Özellikle bir ya da daha fazla hidroksil grubu taşıyan -hidroksi-aminoasit örnekleri araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Çünkü grupların fonksiyonellendirilmeye açık olmaları ve biyolojik etkiden sorumlu sistemlerle kolayca etkileşmelerinden dolayı biyolojik aktivitede önemli değişiklikler gözlenmektedir. Bu bileşikler doğal ürün ve antibiyotiklerin yapısında bulunurlar (Kiss and Fülöp 2012; Kiss et al. 2014). Ayrıca hidroksi aminoasitlerin, peptit ve heterosiklik halkaların sentezlerinde çıkış bileşikleri olarak kullanıldığı bilinmektedir (Szakonyi et al. 2005). -pozisyonunda sübstitüent içeren -amino asitlerin yanı sıra, -pozisyonunda sübstitüent içermeyen -amino--hidroksi asitler de gösterdikleri farmakolojik etki ve biyolojik aktivitelerinden dolayı araştırmacıların ilgisini çekmektedir (Griffith 1986; Shinozaki 1996). Şekil 2.1.-amino asitlerden elde edilebilecek türler Doğada bulunan ilk siklik -amino asit cispentacindir (Kiss et al. 2008) ve antibiyotik etkiye sahiptir (Fülöp 2000). Cispentacin Bacillus cereus L450-B2 ve Streptomyces setoni 7562 de serbest formda bulunmaktadır. Cispentacin in vivo ve in vitro antifungal 8 aktivite göstermektedir (Konishi et al. 1989; Oki et al. 1989; Kawabata et al. 1990; Iwamoto et al. 1990). Şekil 2.2.Cispentacin 5 ve 6 üyeli halka sistemlerine icofungipen ve BAY Y9379 önemli derecede antifungal ve antibiyotik özellik gösteren -amino asitler örnek verilebilir (Ziegelbauer 1998; Kiss and Fülöp 2012). Tilidin ise şiddetli ağrılara karşı orta seviyede terapi için kullanılan opioid (vücutta morfin gibi etki gösteren kimyasal maddeler) analjeziktir (Coursindel et al. 2011). Şekil 2.3. İcofungipen, BAY Y9379 ve tilidin bileşikleri Streptomyces novoguineensis’den izole edilen amypurimycin’in in vivo ve in vitro olarak pirinçte hastalık yapan bir organizma olan Pyricularia oryzae’e karşı aktivite gösterir. Bunun yanısıra Alternaria kikuchiana ve Helminthosporium sigmoideum’a karşı in vitro aktivite gösterir (Fülop 2001). Pitucamycin’in ise antibiyotik özelliği bilinmektedir (Gomes et al. 2010). 9 Şekil 2.4. Amypurimycin ve pitucamycin bileşikleri Oryzoxymycin bilinen ilk hidroksil grubu içeren siklik -amino asittir. -amino asit yapılarına hidroksil gruplarının yerleştirilmesi biyolojik aktivite üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu gözlenmiştir (Bunnage et al. 2003). Streptomyces türlerinden izole edilen ve Xanthonas orzyae’ya karşı in vitro aktivite gösterdiği bilinen ilk doğal siklik hidroksi--amino asit örneğidir (Hashimot et al. 1972). Şekil 2.5.Oryzoxymycin Literatürde 5 ve 6 üyeli siklik -amino asitlerlerin enantiyosaf olarak sentezi ile ilgili birçok çalışma mevcuttur. Ancak orta büyüklükteki 7 ve 8 üyeli halka sistemlerinde amino asit örneklerine daha az rastlanmaktadır. Bilinen en yaygın -amino asit sentez yöntemi -amino asitlerin öncüleri olarak bilinen -laktamların hidrolizidir. Ayrıca amino asit sentez yöntemleri arasında asiklik sistemlerin siklizasyonu, uygun bileşikler eşliğinde enantiyoselektif sentez, enzimatik rezülüsyon ve rasematların rezülüsyonuyla diastereomer ayrımı yer almaktadır. 5, 6 ve 7 üyeli siklik -amino asitler benzer şekilde 10 bu yöntemlerin geneliyle sentezlenebilmektedir. Ancak daha büyük halka sistemi olarak adlandırılan siklooktan -amino asit sentezi asiklik sistemlerin siklizasyonu ile yapılamamaktadır (Fülop 2001; Kiss and Fülöp 2012). 2.1. Halka Kapanma Yöntemiyle -Amino Asit Sentezi Siklik -amino asitler, asiklik -amino asit türevlerinden halka kapatma yöntemiyle hazırlanabilmektedir. Bu yöntemin en önemli avantajı çift bağa sahip fonksiyonellendirilmiş türevleri olan siklik -amino asitlerin sentezlenebilmesidir. Doymamış asiklik esterlere kiral lityum amidlerin katılması sonucunda iki stereomerkez oluşturulmaktadır. Kiral lityum amidin -doymamış sisteme katılmalarının ardından oluşan yapının Rutenyum alkilidin katalizörüyle halka kapanması sonucu 3 ve 6 elde edilmiştir (Chippindale et al. 2003) (Şekil 2.6). Şekil 2.6. Asiklik bir yapıdan halka kapanmasıyla siklopenten -amino ester sentezi 11 Arndt-Eistert reaksiyonuyla (S)-Metiyonin ve (R)-allilglisin amino esterleri oluşturulmaktadır. Daha sonra 5 ve 6 üyeli -amino esterler halka kapatma yöntemiyle sentezlenmektedir (Gardiner et al. 2004) (Sentez 2.7). Şekil 2.7. (S)-Metiyonin ve (R)-Allilglisin’den halka kapanmasıyla -amino ester sentezi Yedi üyeli siklik -amino asit türevlerinin sentezi diolefinik ara ürün üzerinden başarı ile sentezlenmiştir. Sonuç olarak aminden 2 karbon uzaklıkta olefinik bir bağ ve enantiyomerik trans--aminosiklohepten ester oluşturulmuştur (Chippindale et al. 2003) (Şekil 2.8). Şekil 2.8. Asiklik bir yapıdan halka kapanmasıyla siklohepten -amino ester sentezi 12 Optikçe saf serinden çıkarak halka kapanma yöntemiyle trans--aminosiklohepten elde edilebilmektedir (Gardiner et al. 2004) (Şekil 2.9). Şekil 2.9. Halka kapanma yöntemiyle 7 üyeli -aminoester sentezi 2.2. Seçici İndirgeme İle -Amino Asit Sentezi Son yıllarda kiral katalizör kullanılarak enantiyoselektif -amino asit sentez yöntemleri geliştirilmektedir. Siklik enaminlerin katalitik asimetrik hidrojenasyonuyla cisaminokarboksilatlar elde edilebilir. Rutenyum katalizörü ve kiral ligandlar bu amaçla kullanılmaktadır. 2-Asetilaminosikoalka-1-enkarboksilik asit etil ester’in, Rutenyum katalizörlüğünde yüksek basınç altında hidrojenasyonu ile-amino ester sentezi yapılmıştır. Geliştirilen bu yeni yöntemde hem kimyasal verim hem de enantiyoseçimlilik oldukça yüksektir (Tang et al. 2003). Reaksiyon oda sıcaklığında ve yüksek basınç altında (50 atm.) gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık artışına paralel olarak seçimlilikte azalma görülmektedir (Şekil 2.10). Şekil 2.10. Enaminlerin katalitik indirgenmesiyle cis-siklopentan -amino ester sentezi 13 Enantiyosaf –(4-florobenzil) aminosiklopentankarboksilat (22) polimeraz inhibitörü olarak bilinen HCV NS5B’in öncüsüdür. keto esterin dönüşümüyle enaminlerin eldesi için rasemik olarak 22’nin sentezine başvurulmaktadır (Dragovich et al. 2008). Rasemik olarak sentezi gerçekleştirilen 22’nin (S)-(+)- mandelik asitle rezülüsyonu sonucunda istenilen ürün HCV NS5B’in öncüsü enantiyosaf olarak elde edilmektedir (Şekil 2.11). Şekil 2.11. Enaminlerin NaBH3OAc indirgenmesiyle cis ve trans -amino ester sentezi 7 üyeli halka sisteminde de -amino ester eldesi için katalitik indirgenme yöntemi uygulanmış ve kantitatif verimle cis ürün elde edilmiştir (Tang et al. 2003) (Şekil 2.12). Şekil 2.12. Enaminlerden cis-selektif katalitik indirgenmesiyle cis-sikloheptan -amino ester sentezi 2.3. 1,2-Dikarboksilik Asit Türevlerinden -amino Asit Sentezi Diastereomerik olarak saf olan, 1,2-dikarboksilik asitler hem ticari olarak satın alınabilmekte hemde Diels-Alder reaksiyonlarıyla bütadien ve maleik anhidritten kolayca hazırlanmaktadır. Tetrahidroantranilik anhidrit kolayca hekzahidro analoğuna 14 indirgenmektedir. Hekzahidroftalik anhidritin ilk olarak amide dönüştürülmesi, ardından Hoffman düzenlenmesiyle cis siklohekzan amino asit sentezi gerçekleştirilmiştir (Fülop 2001; Kiss and Fülöp 2012). Alternatif olarak da anhidritin hidrolizi sonucu oluşan asit 28 Curtius düzenlenmesiyle 6 üyeli -amino asit 29’a dönüştürülmüştür (Şekil 2.13). Şekil 2.13. Düzenlenme reaksiyonuyla siklohekzan -amino asit sentezi Mittendorf ve grubu desimetrizasyon yöntemini kullanarak yüksek enantiyoseçimlilik (ee) ile icofungipen’i (34) elde etmişlerdir. Stokiyometrik miktarda guininin varlığında, sinnamil alkol ile anhidrit 31’in alkoliziyle 32 elde edilmiştir (Hamersak et al. 2007). Curtius düzenlenmesinin ardından koruyucu gruplar Pd(OAc)2 katalizörlüğünde uzaklaştırılarak icofungipen (34) sentezlenmiştir (Şekil 2.14). 15 Şekil 2.14. Düzenlenme reaksiyonuyla icofungipen sentezi 2.4. -laktamlardan -amino Asit Sentezi -amino asitler, -laktamların öncüsü olarak bilinirler. -aminoasit sentezlerinde laktamların hidrolizi kullanılmaktadır. Sikloalkenlere klorosülfonil izosiyanatın 1,2-dipolar siklokatılması -laktam sentezi için en iyi bilinen yoldur. Katılma her zaman stereo ve regioselektif olarak gerçekleşir. Katılmanın ardından laktamın açılması sonucu -amino asitler elde edilmektedir (Kiss and Fülöp 2012) (Şekil 2.15). 16 Şekil 2.15. Siklopentenden -laktam oluşmasıyla cispentacin sentezi Rasemik -laktamların enzimatik olarak açılmasıyla -amino asitler enantiyosaf olarak elde edilebilmektedir. Enzimatik reaksiyonlarla yapılan çalışmalarda genel olarak reaksiyon verimleri düşüktür. -laktam açılmalarında da kimyasal verimler düşük, ürünlerin enantiyosaflığının ise oldukça yüksek olduğu görülmüştür (Forro and Fülöp 2003). Bu yöntemin oldukça sınırlı birkaç türevde kullanılması yöntemin dezavantajını ortaya koymaktadır (Şekil 2.16). Şekil 2.16. Rasemik -laktamdan cispentacin eldesi Beş ve altı üyeli siklik-amino asitlere benzer şekilde siklookten veya 1,5 siklooktadiene CSI`in katılmasıyla -laktam oluşturulmakta ve daha sonra -laktamın hidroliziyle cis--amino asit sentezlenmektedir (Forro et al. 2001) (Şekil 2.17). 17 Şekil 2.17. Siklookten ve 1,5 siklooktedienden -amino asit sentezi 2.5. Micheal Tipi Katılma ile -amino Asit Sentezi ,-doymamış karboksilik asit türevleri siklik -amino asit sentezi için çok uygun başlangıç maddeleridir. Kiral lityum amidlerin katılması sonucu stereoselektif olarak amino asitlerin sentezi başarılabilmektedir. 5, 6 ve 8 üyeli siklik -amino asitlerde konjuge katılma başarılmıştır. 5 üyeli siklik ,-doymamış estere 53, lityum amidin katılması sonucunda 54 elde edilmistir. Bu bileşikte karboksilik asit ve amin grubunun aynı yönlu olduğu bulunmuştur. Koruyucu grupların hidrolizinin ardından cispentacin (55) elde edilmistir (Davies et al. 2006) (Şekil 2.18). Şekil 2.18. Micheal tipi katılmayla cispentacin sentezi Bir başka yöntemde ise cis sikloktan amino asit sentezini Garrido ve grubu siklookten, 1,3- ve 1,5-siklooktadienden başlayarak gerçekleştirmiştir. İlk olarak dien sistemi epoksitlenmiş ve epoksit halkası TMSCN ile Et2AlCl eşliğinde açılarak 57 bileşiği elde 18 edilmiştir. Nitril grubunun hidrolizinin ardından karboksilik asit, estere dönüştürülmüştür. Ester türevlerinin indirgenmesi sonucu 62 elde edilmektedir (Garrido et al. 2008) (Şekil 2.19). Şekil 2.19. ,-doymamış esterlerden -amino asit sentezi 2.6. Diels-Alder Reaksiyonuyla -Amino Asit Sentezi Diels-Alder reaksiyonu, siklik yapılarda yeni stereomerkezlerin oluşturulmasında sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Ayrıca siklik -amino asit eldesinde de sıklıkla kullanılır. Siklokatılma reaksiyonları sadece halka oluşturmak için en güçlü yöntem olmayıp aynı zamanda moleküllerin fonksiyonellendirilmesinde de kullanılmaktadır. Bu 19 maksatla 63 den başlanarak 2-amino-3-siklohekzen karboksilik asit türevleri (67, 68) rasemik olarak sentezlenebilmektedir (Choi and Silverman 2002) (Şekil 2.20). Şekil 2.20. Asiklik bir yapıdan siklohekzen -amino asit sentezi Steel ve grubu -hidroksi--aminoasit sentezi için furanın Diels-Alder katılma reaksiyonundan yaralanmışlardır. Nitroalken’ın furana Diels-Alder katılması ile oksonorbornen (71a, 71b)’yi elde etmişlerdir. Katılmada reaksiyon şartlarına bağlı olarak endo ve exo (71a, 71b) oranında değişiklikler olmaktadır. Ana ürün 71b’nin güçlü ve hacimli bir baz olan KHMDS ile muamelesinden elde edilen 73 nolu bileşik, ilk doğal siklik hidroksi--amino asit Oryzoxymycin’in ana iskelet yapısına sahiptir. 73’de Oryzoxymycin’de olduğu gibi amino ve hidroksil grubu anti konumdadırlar. Ayrıca çift bağların hidrojenasyonu ile -hidroksi-aminoasit 74 elde edilmiştir. (Şekil 2.21). 20 Şekil 2.21. Furan’dan siklohekzan -amino asit sentezi 2.7. Doğal Kaynaklardan -amino Asit Sentezi Optikçe saf -amino asit dönüşümünü başarabilmenin en etkili yolu mevcut kiral monoterpenlerden yola çıkmaktır. Farklı monoterpenlerden yola çıkarak bir seri siklik -amino asitler sentezlenebilmektedir. -Pinen’e (75) , CSI’ın 1,2-dipolar siklokatılma reaksiyonu sonucu regio ve stereoselektif olarak -laktam oluşmaktadır. Laktamın Boc2O ile korunmasının ardından laktam halkası LiOH ile açılarak -amino asit 78 elde edilmektedir (Szakonyi et al. 2006) (Şekil 2.22). 21 Şekil 2.22. -Pinenden-laktam üzerinden-amino asit sentezi Tabiatta var olan ve enantiyosaf çıkış bileşiklerinin kullanıldığı -amino asit sentezlerine bir başka örnek olarak 82’in sentezi verilebilir. (+)-myrtenal’dan (79) elde edilen estere (80) lityum amidin konjuge katılması ile 81 elde edilmiştir. Burada ester grubu ile amin grubu bir birine göre trans konfigurasyondadır. Debenzilasyon ve ester hidrolizinin ardından trans--amino asit elde edilmiştir (Szakonyi et al. 2010) (Şekil 2.23). Şekil 2.23. (+)-Myrtenal Micheal tipi katılmayla -amino asit sentezi 22 2.8. Oksazolin Halkasının Hidrolizi ile -Amino Asitlerin Sentezi Metil-3-hidroksisikloalkankarboksilat ve trikloroasetonitril’in, DBU eşliğinde reaksiyonundan olusan asetimidat grubunun esterin -karbonuna saldırısı ile oksazolin türevlerinin sentezi başarılmıştır. Oksijen ve amin grubu molekülün aynı yüzünü paylaştıklarından nükleofilik azot çift bağa, oksijene göre aynı yönden yaklaşmaktadır. Oksazolin halkası asidik ortamda hidroliz edilerek 87a, 88a ve 87b, 88b nolu bileşikler sentezlenmiştir (Matsushima and Kino 2009) (Şekil 2.24). Şekil 2.24. Oksazolin Halkasının Hidrolizi ile -Amino asitlerin Sentezi 2.9. trans-Sikloheptan ve Siklooktan -amino Asit Sentezi Yedi ve sekiz üyeli cis-2-hidroksisikloalkanlardan yola çıkılarak trans -amino asitler (93a, 93b) kolayca elde edilebilir. Bunu gerçekleştirebilmek için öncelikle hidroksil grubu tosil grubuna çevrilip ardından azitle substitue edilmelidir. Böylelikle hidroksil grubunun stereokimyası degiştirilmiş olacaktır. Azitin indirgenmesini takiben ester hidroliziyle yedi ve sekiz üyeli siklik enantiyosaf -amino asitler elde edilmektedir. Bu yöntem enzimatik rezolusyonla elde edilen enantiyosaf esterlere de başarılı bir şekilde uygulanarak enantiyosaf amino asitler elde edilmiştir (Kiss et al. 2004) (Şekil 2.25) 23 Şekil 2.25. Cis-2-hidroksisikloalkanlardan 7 ve 8 üyeli -amino asit sentezi 2.10. Fonksiyonellendirilmiş Siklooktan -Amino Asit Sentezi Hidroksil, azit, amin, flor gibi gruplarla fonksiyonellendirilmiş -amino asitlerin katıldığı peptidlerin önemli derecede biyolojik aktivite ve farmakolojik etki gösterdiği bilinmektedir (Fülöp 2000). Rasemik -laktamın asidik ortamda hidroliziyle -amino asit elde etmişlerdir. Sonrasında gerçekleştirdikleri amin grubunun Boc2O ile korunmasının ardından çift bağ I2/KI sistemi ile iyodonyum ara ürününe dönüştürülmüştür. Bikarbonatın asitten proton koparması ile oluşan karboksilatın iyodonyum ara ürününe saldırısı ile iyodolaktonizasyon gerçekleştirilmiştir. İyotun tributil kalay hidrür ile dehalojenasyonunun ardından laktonun hidrolizi sonucu -amino asit elde edilmiştir (Palkó et al. 2010) (Şekil 2.26). 24 Şekil 2.26. -laktamlardan fonksiyonellendirilmiş siklooktan -amino asit sentezi 2.11. Çalışmanın Amacı Literatürde siklik 5 ve 6 üyeli halka sistemlerinde -amino asitlerin sentezine yönelik birçok çalışma bilinmektedir. Bununla birlikte orta büyüklükte halka sistemleri olan 7 ve 8 üyeli halkada -amino asitlerin asimetrik sentezleri ile ilgili çalışmalar oldukça azdır. Asiklik bir bileşikten 7 ve 8’li halka oluşturmak 5 ve 6 üyeli halka sistemlerine göre çok daha zordur. Asiklik bir zincir üzerinde ard arda gelen ve birden çok stereomerkez yerleştirilse bile halka oluşumu esnasında istenilen stereokimyayı korumak oldukça güçtür. Bundan dolayı sikloalkan -amino asit ve siklooktan -amino asit örnekleri genel olarak enzimatik rezülüsyon ile yapılmaktadır. Bu yöntemin en önemli dezavantajlarından biri çok küçük miktarlarda (mg) çalışma ve geliştirilmiş olan yöntemin aynı iskelet sistemine sahip türevlerine uygulanamama zorluğudur. Bu tez kapsamında, enzimatik rezülüsyonla veya hedef bileşikteki stereokimyayı koruyarak asiklik bir bileşiğin çok basamaklı siklizasyonuna alternatif yeni bir asimetrik sikloalkan -amino asit sentez stratejisi geliştirmek amaçlanmaktadır. Siklooktan halka sisteminin değişik pozisyonlarında hidroksil veya amin grubu içeren siklooktan -amino 25 asit sentezleri yapılacaktır. Siklooktan -amino asit sentezi için çıkış bileşiği olarak kullanılan siklooktan halkasında var olan prokiral ve kiral merkezler yardımı ile “Reaktif kontrollü asimetrik sentez” hedeflenmektedir. İlk olarak siklooktanon halkası üzerinde kiral ve prokiral merkezlerin oluşması sağlanacak, ardından diğer stereomerkezler moleküldeki sterik ve grupların elektronik etkilerinden faydalanılarak enantiyo ve diasteroselektif olarak yerleştirilecektir. Böylelikle siklooktan -amino asit ana yapısının birden çok pozisyonunda peş peşe gelen stereomerkezler oluşturulacaktır. Prokiral ve kiral merkezleri oluşturmak için siklooktanon çıkış bileşiği olarak kullanılacaktır. Kiral merkezin enantiyosaf aminle nükleofilik olarak yer değiştirmesi planlanmaktadır. Oluşturulan enantiyosaf merkez yardımıyla halka üzerine yerleştirilen diğer grupların mutlak stereokimyası belirlenecektir. Prokiral merkezlerde gerçekleştirilen reaksiyonlar sonrasında elde edilen moleküllere farklı fonksiyonel grupların yerleştirilmesinde mevcut grupların etkisi olacaktır. Bu yöntem sayesinde siklooktan halkası üzerinde, art arda gelen stereomerkezlerin diastereoselektif bir şekilde oluşturulması başarılmış olacaktır. enantiyo ve 26 Siklooktan ana iskeleti üzerinde peş peşe gelen stereomerkezlerin oluşturulmasının yanı sıra büyük miktarlarda çalışmaya imkân tanıyan bir sentez yöntemi geliştirilecektir. Böylelikle elde edilen sonuç ürünler, ilaç keşfi ve biyolojik aktivite çalışmalarında kullanılmasının yanı sıra doğal ürünlerin sentezine de katkıda bulunacaktır. 27 3. MATERYAL ve YÖNTEM Siklooktan halkası üzerinde prokiral ve kiral merkezleri oluşturmak için ticari olarak satın alınan siklooktanon (100) çıkış bileşiği olarak kullanıldı. İlk olarak miligram skalada reaksiyonlar gerçekleştirildi. Siklooktanon NBS/NH4OAc ile pozisyonundan brominasyonu yapılarak NaCN ile yerdeğiştirme reaksiyonu geçildi. Elde edilen nitril 102 PPh3/CCl4 ile muamele edilerek prokiral ve kiral merkezlere sahip - doymamış nitril 103 elde edildi. mg skaladan 10 g skalaya çıkılarak reaksiyonlar birçok defa tekrarlandı. Çıkış bileşiğinin miktarı artırılarak 20 g skalanın üzerinde çalışılmaya başlandığında toplam verimin % 18’lerde olduğu görüldü. Bunu üzerine sistematik bir yaklaşımla hangi basamak veya basamakların verim kaybına yol açtığı araştırıldı. Şekil 3.1. 103 ve 104 bileşiklerinin sentezi Çıkış bileşiği olarak kullanılan siklooktanondan bromosiklooktanın sentezinde gram skalada gerçekleştirilen reaksiyonlarda oldukça yüksek verimler elde edildi. Fakat bir sonraki basmak olan yerdeğiştirme reaksiyonunda (Br’un CN ile yerdeğiştirme reaksiyonu) madde miktarı ve sıcaklık artışına bağlı olarak yan ürün oluşumu gözlemlendi. Reaksiyon sıcaklığının 75°C’nin üzerine çıkmasıyla birlikte yan ürün 28 oluşumunun arttığı gözlendi. Artan madde miktarına bağlı olarak ise DMSO miktarının da artması ekstraksiyon işlemini zorlaştırmaktadır. Sıcaklık, maksimum madde ve DMSO miktarını belirlemek için bir seri denemeler yapıldı. İdeal reaksiyon sıcaklığın 65-67°C, maksimum madde miktarının 62 mmol ve DMSO miktarının da 70 mL olduğu belirlendi. Böylece bu basamaktaki verim problemi aşılarak, reaksiyon %77 verimle gerçekleştirildi. Bir başka problem ise PPh3/CCl4 eşliğinde 102’den 103’e geçişte gözlemlendi. Bu reaksiyonun yüksek sıcaklıkta kapalı tüpte gerçekleştirilmektedir. Yapılan reaksiyonlarda verimlerin yaklaşık olarak %40’larda kaldığı görüldü. 102 bileşiğinin miktarı artırılarak daha konsantre ortamlarda çalışıldığında eliminasyon sonucu yan ürün miktarının arttığı görüldü. Bu yan ürünün -amino asit eldesi için farklı reaksiyonlarda kullanılması mümkündür. Ancak burada 103’ün saf bir şekilde elde edilip doğrudan-amino siklooktan karboksilik asit sentezinde kullanılması planlanmaktadır. 104 ile Rf değeri çok yakın olan ve yapısı karakterize edilemeyen 105 kromatografik yöntemlerle ayrılamamaktadır. Bu sonuçlar ürün verimini etkilemektedir. Bu nedenle hedeflenen ürünün veriminin artırılmasına yönelik denemeler gerçekleştirildi (Çizelge 3.1). Ön deneme olarak yapılan çalışmalarda (küçük ölçekler, mg ) daha yüksek olan verimin, madde miktarının artışı ile birlikte azaldığı gözlemlendi. Ayrıca yan ürün miktarın da artan sıcaklıkla arttığı belirlendi. Kapalı tüpte gerçekleştirilen bu reaksiyonun sıcaklığı 125°C’den 110°C’ye düşürüldüğünde reaksiyon veriminde artış olduğu görüldü. Çıkış bileşiğine bağlı olarak çözücü miktarı değiştirilerek yapılan reaksiyonlarda düşük konsantrasyonda verimin arttığı gözlendi. Sıcaklık ve konsantrasyon değiştirilerek elde edilen bu sonuçlara göre reaksiyonun 100°C’de ve çıkış bileşiği/DCM oranın 1.7 g/10 mL olması durumunda reaksiyon veriminin %72 olduğu belirlendi. Bu optimizasyon çalışmalarının ardından bir çok defa 1 g skaladan başlanılarak 103’ün sentezi yüksek verimlerle problemsiz bir şekilde tekrarlanarak eldesi gerçekleştirildi. 29 Çizelge 3.1. Konsantrasyona bağlı olarak belirlenen verim Konsantrasyon Sıcaklık (°C) Süre Verim (%) 390 mg / 6 mL 125 24 saat 50 2,5 g /8 mL 115 24 saat 24 500 mg / 7 mL reflüks 24 saat Reaksiyon olmadı 500 mg / 7 mL 110 24 saat 42 2,14 g / 7 mL 115 24 saat 38 2,6 g / 10 mL 110 24 saat 42 750 mg / 15 mL 110 10 gün 61 1,72 g / 10 mL 100 75 saat 72 130’ün sentezinin ardından siklooktan halkasında kiral merkez oluşturmak için stereokimyası bilinen (S)--metilbenzilamin (111) ile aminasyon denemelerine geçildi. İlk olarak 200 mg, (1,2 mmol) skalada DCM içerisinde ve oda sıcaklığında (S)-metilbenzilamin ile reaksiyona sokuldu ve 107a, 107b’nin oluştuğu gözlendi. Reaksiyon ortamına NEt3 ilave edilerek tekrarlandığında verimin neredeyse kantitatif olduğu görülmektedir. Her iki diastereomerin Rf değerleri (0,33, 0,23, %10 EA/hek) birbirine oldukça yakın olduğundan yüksek miktarlarda ürünün kromatografik olarak ayrılması oldukça güçtür. Miligram skalalarda diastereomer karışımının silica gel miktarı artırılarak kromatografik olarak ayrımı mümkün iken büyük skalalarda (1-5 g) tekrarlanan reaksiyonlarda ayrım zaman, çözücü, silica gel açısından büyük kayıplara yol açmaktadır. Bu problem bize, alternatif ayırma yöntemlerine başvurulması gerekliliğini göstermektedir. 30 Şekil 3.2. 107a ve 107b’nin sentezi Elde edilen diastreomerlerin katı formunda olup olmadıkları araştırıldı. Reaksiyon ortamında aşırısı kullanılan aminin uzaklaştırılmasının ardından uygun çözücü sistemlerinde kristallnedirme denendi. Bu denemelerde diastreomerlerden birinin kristal olduğu gözlendi. Kristallendirme için en uygun çözücü sisteminin Et2O/hek. veya DCM/hek. olduğu belirlendi. 1 H-NMR yardımıyla bu bileşiğin yapısı kolaylıkla karakterize edilebilmektedir. Fakat bu sonuç mutlak stereokimyaya ait bir bilgi vermemektedir. Bu izomerin mutlak stereokimyasının aydınlatılması için X-Ray analizine ihtiyaç duyulmaktadır. X-Ray yardımıyla, kristal formda elde edilen izomerin 107b yapısında ve amin grubunun bağlı olduğu merkezin mutlak stereokimyasının da (S) konfigürasyonda olduğu belirlendi (Araştırma Bulguları Şekil 4.10). Geriye dönülerek, reaksiyon karışımında izomerlerin hangi oranda oluştuğu ham ürünün 1HNMR spektrumları ile ayrılan diastereomerin 1 H-NMR spektrumları kıyaslanarak belirlendi. Bu diastereomerik oranın 2:3 olduğu görüldü. Kristallendirme sonucunda 107b %60 verimle elde edilirken 107a ise %39 verimle elde edildi. Böylece -amino asit için gerekli olan ilk stereomerkez enantiyosaf formda halka üzerine yerleştirildi. Bu başarının ardından yapılacak hidrojenasyon ve hidroliz reaksiyonları sonrası siklooktan -amino asit sentezi gerçekleştirilebilecektir. İlk olarak çift bağın seçimli bir şekilde hidrojenasyonuna geçildi. Literatürde amin gruplarının Pd/C ile etkileşerek hidrojenasyonun aynı yüzden gerçekleşmesini sağlayacağı ve böylece hidrojenasyonu yönlendireceği bilinmektedir (Bunnage et al. 2003). Benzer şekilde 107a molekülündeki amin grubununda Pd/C ile etkileşerek hidrojenasyonun aynı yüzden gerçekleşmesini sağlayacağı, böylelikle trans ürünün elde edileceği öngörülmektedir. İlk olarak 107a, MeOH içerisinde oda sıcaklığında ve atmosferik basınçta hidrojenasyona maruz bırakıldı (Şekil 3.3). Ham üründen alınan 1 H-NMR spektrumunda hidrojenasyonun %50 verimle diastereomerik karışım verdiği görüldü. 31 Şekil 3.3. 108a ve 108b’nin sentezi Hidrojenasyonun, polar çözücüler eşliğinde yapılması reaksiyon verimini artırdığı genel bir kabuldür. Hidrojenasyonun MeOH, EtOAc, H2O gibi farklı çözücü sistemlerinde gerçekleştirildiği bilinmektedir. Hatta katalitik miktarda asit ilave edilerek de hidrojenasyon gerçekleştirilmektedir. Bu bilgiler ışığında; EtOAc, THF, AcOH gibi farklı polaritedeki çözücülerle 107a hidrojenasyona maruz bırakıldı. Fakat 107a’nın bu çözücü sistemlerinde indirgenmeden reaksiyon ortamında kaldığı görüldü. Çizelge 3.2. 107a’nın hidrojenasyon reaksiyon şartları ve sonucu Çözücü Sıcaklık (°C) Verim (%) Sonuç EtOAc 25 - Reaksiyon yok AcOH 25 - Reaksiyon yok THF 25 - Reaksiyon yok Bu denemelere paralel olarak MeOH içerisinde 107b ile yapılan hidrojenasyonda da yine diastereomerik karışım elde edildi. Ham ürünün 1 H-NMR spektrumunda diastereomerlerin sinyalleriyle birlikte bir yan ürünün oluştuğu görüldü. Kolon kromatogrofisi ile saflaştırma işlemlerinin ardından diasteromerlerin %45 verimle oluştuğu fakat birbirinden ayrılmadığı görüldü. Benzer şekilde değişik çözücü sistemlerinde hidrojenasyon denendi. 32 Şekil 3.4. 108c ve 108d’nin sentezi Çizelge 3.3. 107b’nin hidrojenasyon reaksiyon şartları ve sonucu Çözücü Verim (%) Sonuç MeOH 45 Diasteomerik karışım AcOH 43 Diasteomerik karışım MeOH:AcOH (9:1) 45 Diasteomerik karışım THF - Reaksiyon yok EtOAc - Reaksiyon yok Hidrojenasyonda seçimliliğin sağlanamaması üzerine yeni prokiral merkez üzerinden fonksiyonel grupların halka üzerine yerleştirilmesine karar verildi. Şekil 3.5. 104’ün sentezi Daha önce miligram skalada dien 104 sentezlendi (Şekil 3.5). Kloronitril 103 DBU ile muamele edilerek dien 104’e dönüştürülüp daha sonra çift bağdan fonksiyonellendirilmek istendi. İlk olarak 103’ün DCM içerisinde ve oda sıcaklığında DBU (ek 1.2) ile eliminasyonu denendi. Ham ürünün silica gel kolondan 33 saflaştırılmasının ardından alken 104 %70 verimle elde edildi. Reaksiyon veriminin artırılması için reaksiyon süresi ve baz miktarında değişiklikler yapıldı. 1.3 ek. DBU kullanıldığında ve oda sıcaklığında 18 saat karıştırıldığında ise reaksiyon veriminin %90’a yükseldiği görüldü (Çizelge 3.4 sıra no 4). Çizelge 3.4. 103’un eliminasyon reaksiyon şartları ve sonucu Sıra No DBU (ek.) Süre % verim 1 1.2 21 saat 70 2 1.2 23 saat 75 3 1.3 15 saat 85 4 1.3 18 saat 90 104’ün sentezinin ardından çift bağın mCPBA ile oksidasyon denemelerine geçildi (Şekil 3.6). 800 mg çıkış bileşiği DCM içerisinde çözüldü ve mCPBA (1.3 ek.) ile muamele edildi. 17 saat oda sıcaklığında karıştırıldıktan sonra reaksiyon durduruldu ve ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. 110, %73 verimle elde edildi. Şekil 3.6. 110’un sentezi Epoksit halkasının nükleofillerle kolaylıkla açıldığı bilinmektedir. Epoksit allilik pozisyonda ise açılma allilik pozisyondan olmaktadır. Siklohekzen epoksit de benzer şekilde bölge seçimli olarak allilik merkezden açılmaktadır (Falkheppner 1989; Armbruster 2000). Bizim sistemimize benzeyen yedili halkada değişik nükleofillerle epoksit açılması regioselektif olarak allilik merkezden gerçekleşmektedir (Knapp 1986). Bu bilgiler epoksit açılmasının allilik merkezden olacağı hipotezimizi 34 güçlendirmektedir. Eğer biz 110’un, kiral amin 111 ile seçimli olarak allilik pozisyondan bölge seçici olarak açılmasını başarabilirsek kolaylıkla -hidroksi-aminoasit öncüsüne ulaşabileceğimiz öngörüldü. Ayrıca enantiyosaf amin kullanılacağı için oluşan diastereomerlerin kromatografik yöntemle ayrılabileceği düşünüldü (Şekil 3.7). Şekil 3.7. 112a ve 112b’in sentez planı Epoksit 110 ve amin 111 (1.5 ek.) THF içerisinde çözüldü. Reaksiyon karışımı 60oC’de karıştırıldı. Belirli aralıklarla reaksiyon TLC ile takip edildi. TLC’de çıkış bileşiğinin bitmediği fakat yeni bir spotun oluştuğu görüldü. 60 saat sonra oda sıcaklığına getirilerek çözücüsü uzaklaştırılan ham üründen alınan 1H-NMR spektrumunda benzilik proton 4.37 ppm’de multiplet olarak görülmektedir. Ayrıca 113 nolu bileşik bir dien sistemi içermekte olup, iki farklı olefinik protonu mevcuttur. 6.16 ppm’deki triplet - doymamış sistemin - pozisyonundaki proton olarak, 4.30 ppm’de singlet ise enamin sistemine ait olefinik proton olarak rezonans olmaktadır. 35 Şekil 3.8. 114’ün sentezi Bir miktar amin 111 içeren bu ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırılmaya çalışıldığında ise yeni bir ürünle karşılaşıldı. Ham ürünün 1H-NMR spektrumundaki enamin sistemine ait olefinik protonun kaybolduğu görüldü. ürünün keton 114 yapısında olduğu belirlendi. Buradan elde edilen İzole edilen keton 114’ün miktarı başlangıçta kullanılan çıkış bileşiğine ve ham ürün miktarına göre oldukça düşüktü. Verimdeki bu düşüşü anlamak için reaksiyon aynı şartlarda tekrarlandı. Ham üründen alınan 1H-NMR spektrumu ile bir önceki denemeden alınan ham ürünün 1H-NMR spektrumu aynı ve spektrum oldukça temiz gözükmektedir. Yine bu ürün kolon kromatografisi ile ayrıldığında reaksiyon veriminin %30 civarında olduğu gözlendi. Keton sistemi içeren 114’ün ancak bir enamin 113 bileşiği üzerinden oluşabileceği düşünüldü. Reaksiyon yine aynı şartlarda tekrarlandıktan sonra ham ürün DCM/hekzan karışımından kristallendirilerek 113 saflaştırıldı. Epoksit açılması izopropanol içerisinde yapıldığında keton 114 %74 verimle sentezlendi. 1 H-NMR, 13 C-NMR, IR spektrumlarından önerilen yapının 113 ile uyumlu olduğunu göstermektedir. Enamin oluşumunun ilk bakışta bu reaksiyondan oluşuması mümkün gözükmemektedir. Biz bu reaksiyonun amin grubunun epoksite allilik pozisyondan yaklaşmadığı ve diğer elektrofilik merkeze saldırdığı açılmayla ilerlediğini düşünmekteyiz (Şekil 3.9). Epoksit halkasının açılmasının ardından allilik hidroksil grubu kolaylıkla elimine olmaktadır. 36 Çünkü konjuge çift bağ ve nitril grubu ile konjugasyon bunu tetiklemektedir. Bu enaminler asidik şartlarda kolaylıkla ilgili ketonlara hidroliz olmaktadırlar. Bu enamin 113 silica gel kolonda keton 114’e dönüşmektedir. Şekil 3.9. 114’ün oluşumu için önerilen mekanizma Bu reaksiyonda epoksitin allilik pozisyondan açılmasını kolaylaştırmak için reaksiyon sıcaklığı, çözücü ve reaksiyon süresi değiştirilerek denemeler yapıldı (Çizelge 3.11). Fakat bu denemelerin hiç birinde istenilen pozisyondan epoksit açılması gerçekleşmemektedir. Genel olarak bu denemelerde keton 114 oluşmaktadır. En yüksek verim (%74) izopropanolün solvent olarak kullanıldığı denemede ulaşıldı (Çizelge 3.5) 37 Çizelge 3.5. 114’ün sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no Çözücü Sıcaklık °C Süre Verim % 1 H2O 70 60 saat Reaksiyon olmadı 2 K2CO3/ H2O 70 36 saat Reaksiyon olmadı 3 THF 60 60 saat %30 (113) 4 THF 70 4 gün %28 (113) 5 İzopropanol 80 3 gün %31 (113) 6 THF 70 46 saat %31 (113) %34 (114) 7 THF 80 5 gün %74 (114) 8 t-BuOH 110 5 gün %64 (114) 9 İzopropanol 80 3 gün %74 (114) Bu sonuç bizi direkt olarak epoksit açılmasından elde etmeyi hedeflediğimiz ürüne götürmemekle beraber, yeni -amino asit sentezlerine imkan tanıyacağı açıkça görülmektedir. Keton grubunun seçimli indirgemesinin ardından doymamış çift bağda indirgeme veya fonsiyonellendirmeyle değişik-aminoasit türevleri elde edilebilecektir (Şekil 3.10). Şekil 3.10. 116’nın sentez planı Kullanılan aminin nükleofilik gücünün artırılmasıyla epoksit açılma denemelerine geçildi. Bu maksatla amin 111, n-BuLi ile -78°C’de muamele edildikten sonra reaksiyon ortamına epoksit 110 ilave edildi ve reaksiyonun oda sıcaklığına ısınmasına müsaade edildi. Bir gece boyu oda sıcaklığında karıştırılan bu reaksiyon durduruldu. Elde edilen karışım silica gel kolondan saflaştırıldı. Bu ayırma sonucunda izole edilen yeni ürünün 118 yapısında olduğu spektroskopik yöntemlerle (1H-NMR, 13C-NMR, IR, 38 CHN) aydınlatıldı. Burada daha önce karşılaştığımız epoksit açılmalarından daha farklı bir durumla karşılaşıldı. Biz n-BuLi ile aminin 111 muamelesinden oluşan amitin (117) güçlü baz olarak davrandığını epoksit halkasında açılma yerine proton kopararak eliminasyona sebep olduğunu düşünmekteyiz (Şekil 3.11). Şekil 3.11. 118’in sentez planı Her ne kadar burada da hedef ürün öncülerine ulaşılamadıysa da çift bağların stereoselektif ve regioselektif fonksiyonlendirilmesi değişik -amino asit öncülerinin sentezine imkan tanıyacağı aşikardır. Fakat alkolün 118 sentetik açıdan önem arz edecek bir miktarda sentezinin yapılabilmesi gerekmektedir. Bu maksatla reaksiyon şartlarında bir seri denemler yapıldı (Çizelge 3.6). Ancak bu denemelerin hiç birinde reaksiyon verimi %55’den daha yukarıya çıkarılamadı. 39 Çizelge 3.6. 118’in sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no Amin (ek) n-BuLi (ek) Süre Verim % 1 1.1 1.2 17saat %35 (118) + %30 (110) 2 1.3 1.2 15 saat %53 (118) 3 1.6 1.5 16saat %45 (118) 4 2.5 2.4 24saat %55 (118) Metal tuzları katalizörlüğünde de epoksitler nükleofillerle açılabilmekte ve bu açılma allilik pozisyondan gerçekleşmektedir (Tang et al. 2008; Andreev et al. 2013). Allilik açılmayı kolaylaştırmak için epoksit 110, LiClO4 katalizörlüğünde amin 111 ile kuru CH3CN içerisinde reaksiyona sokuldu. Oda sıcaklığında karıştırılan bu reaksiyon belirli aralıklarla TLC ile kontrol edilerek çıkış bileşiğinin bitip bitmediği takip edildi. Yedi gün boyunca oda sıcaklığında karıştırılan bu reaksiyon karışımından elde edilen ham ürün kolon kromatogarfi ile saflaştırıldı. Yine burada alkol 118’in oluştuğu gözlendi. Bu yöntemin bazik şartlarda açılmaya göre daha kolay ve daha güvenli olduğu görülmektedir. Fakat reaksiyon veriminin artırılması gerekmektedir. Bu maksatla bir seri epoksit açılma denemesi yapıldı. Buradan elde edilen sonuçlar ışığında epoksit açılmasının belki ilk önce epoksit açılması daha sonra aminin katılması şeklinde yürüyüp yürümediği reaksiyonda sadece metal tuzları kullanılarak denendi. Gerek amin ve gerekse de metal tuzları ile yapılan denemelerden elde edilen en anlamlı sonuçlar Çizelge 3.7 verildi (Şekil 3.12). Şekil 3.12. 118’in Metal tuzları ile sentezi 40 Çizelge 3.7. 118’in Metal tuzları ile sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no Reaktifler Çözücü Sıcaklık (oC) Süre Verim 1 111 (1ek) / LiClO4 (1 ek) CH3CN(kuru) 25 7 gün %52 2 111 (1ek) / LiClO4 (2ek) CH3CN(kuru) 40 5 gün %43 3 111 (2ek) / LiClO4 (2ek) CH3CN(kuru) 25 5 gün %43 4 LiClO4 (2ek) CH3CN(kuru) 25 23 gün Reaksiyon olmadı 5 111 (3ek) / ZnCl2 (2 ek) H2O 95 27 saat %25 Epoksit açılması denemelerinden elde edilen bütün bu sonuçlar ışığında tekrar bazik ortamda epoksit açılmasına geri dönülmesi ve uygun biz bazın bulunması gerektiği düşünüldü. İlk olarak 110 (50 mg) ile DMF (kuru) içerisinde K2CO3 eşliğinde yapılan reaksiyonda %82 verimle alkol 118 elde edildi (Şekil 3.13). Şekil 3.13. 118’in K2CO3 kullanılarak sentezi 118’in daha önceki yöntemlere göre çok iyi bir verim ile elde edilmesinin ardından çıkış bileşiğinin miktarı miligramdan grama artırıldı. K2CO3 miktarı ve çözücünün kontrollü bir şekilde değiştirilerek maksimum verim elde edilmeye çalışıldı (Çizelge 3.8). Bu reaksiyonun kurutulmadan kullanılan DMF ile de yürüdüğü görüldükten sonra kullanımı daha kolay olan normal DMF ile denemeler yapıldı. Alkol 118 %80 verimle istenilen allil alkol elde edildi (Çizelge 3.8 sıra no 5). 41 Çizelge 3.8. 118’in K2CO3 ile sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no K2CO3 (ek) DMF Çıkış Ürün Verim % 1 1.0 2 mL (susuz) 50 mg 42 mg 82 2 1,0 12 mL (susuz) 590 mg 470 mg 80 3 1.0 15 mL 830 mg 640 mg 77 4 1.3 10 mL 540 mg 467 mg 80 5 1.3 30 mL 1.9 g 1.52 g 80 Bu başlık altında yapılan çalışmalarda allilik pozisyona -amino asit için gerekli olan amin grubu yerleştirilemedi. Amin veya amin öncüsünün allilik pozisyona yerleştirilmesi için alternatif yöntemlerin denenmesine karar verildi. Epoksit açılmalarında sıklıkla kullanılan ve iyi bir nükleofil olan NaN3 ile epoksit açılması düşünüldü. Azit grubu amin öncüsü olarak sentetik organik kimyada sıklıkla kullanılmaktadır. Çok kolay bir şekilde de amine dönüştürülebilmektedir. Her ne kadar epoksit açılmasından rasemik ürün karışımı elde edilecek olsa da azit grubu amine indirgendikten sonra klasik rezülüsyon yöntemi ile izomerlerin ayrılabileceği öngörüldü (Şekil 3.14). Şekil 3.14. 118’in NaN3 ile sentezi 42 Bu amaçla Aseton:H2O (1:1) çözücü sistemi içerisinde 2.5 ek. NaN3 ve 1 ek. epoksit 110 19 saat reflüks edildi. Aseton uzaklaştırıldıktan sonra EtOAc ile ekstraksiyonun ardından alınan ham ürünün 1H-NMR spektrumunda allil alkol 118’in oluştuğu görüldü. Saflaştırma işlemlerinden sonra reaksiyonun %56 verimle gerçekleştiği belirlendi. Yine burada da çok iyi bir nükleofil olan azit kullanılmasına rağmen doğrudan epoksit açılması yerine çift bağın -pozisyonundan proton koparılması ile ilerleyen düzenlenme ürünü alkol 118 elde edilmektedir. Her ne kadar istediğimiz açılma ürünü 119 elde edilemediyse de polifonksiyonel siklooktan birimi kolaylıkla elde edilebilmektedir. Çift bağların elektron yoğunlukları birbirinden farklı olduğu için kolaylıkla seçimli oksidasyon yapmaya müsait gözükmektedir. Ayrıca bu bileşik rasemik olsa da hidroksil grubunun bağlı olduğu kiral merkez yardımıyla diastereoselektivite kontrol edilebilir gözükmektedir. İlk olarak 118’in mCPBA ile oksidasyonu tasarlandı. -doymamış sistem elektronca fakir olduğu için epoksidasyonun diğer çift bağ üzerinden ilerleyeceği düşünüldü. Her ne kadar allilik sistemlerde hidroksil gruplarının epoksidasyonu yönlendirdiği biliniyorsa da bu daha çok oluşan hidroksil grubuna göre stereokimyası ile ilgilidir. Bu bilgiler göz önünde bulundurulduğunda 118’in mCPBA ile oksidasyonundan elektronca daha zengin çift bağın epoksitlenmesi öngörülmekteydi. Bu epoksit üzerinden ilgili aminoasit türevlerine geçmek mümkün olacağı düşünüldü (Şekil 3.15). 43 Şekil 3.15. 123 ve 124’ün sentezi Bu maksatla allil alkol 118’in DCM içerisindeki çözeltisi mCPBA ile muamele edildi ve oda sıcaklığında karıştırıldı. Reaksiyon belirli aralıklarla TLC ile kontrol edildi. Çıkış bileşiği 118 reaksiyon ortamında bitmemekle birlikte yeni iki spotla karşılaşıldı. Kolon kromotogrofisi ile her iki ürün saflaştırıldı. Bu ürünlerin yapıları 1H-NMR, 13 C-NMR, IR spektrumları ile aydınlatıldı. Ana ürün olarak beklenen 124’in %10 verimle oluşurken 123 ise %48 verimle oluşmaktadır. Bir miktar çıkış bileşiği ise reaksiyona girmeden kalmaktadır. (Çizelge 3.9) 124’deki epoksit ve hidroksil grubunun relatif stereokimyalarını belirlemek için ilgili analizlerin yapılmasına gerek duyulmadı. Çizelge 3.9. 123’ün sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no Çıkış (ek) mCPBA (ek) Süre Sonuç 1 1 1.3 18 saat %50 (118) + %30 (123) 2 1 1.5 24 saat %50 (118) + %35 (123) 3 1 2.0 24 saat %40 (118) + %40 (123) 4 1 2.5 36 saat %40 (118) + %40 (123) 5 1 3.0 60 saat %30 (118) + %48 (123) 44 Her ne kadar CN konjugasyonla bağlı olduğu alkenin elektron yoğunluğunu düşürüyorsa da mCPBA’in 118’in hidroksil grubu ile hidrojen bağı yaparak elektronca fakir olan olefin biriminden epoksidasyonun ilerlemesini kontrol ettiği görülmektedir. 123’in NOE analizinden hidroksil grubu ile epoksitin birbirlerine göre syn konfigürasyonda olduğu bulundu. 110’un açılması ve oluşan 118’in epoksidasyonundan rasemik karışım elde edilmektedir. Hidroksil grubunun regio ve diasterestereoselektiviteye etkisi görülünce 123’ün enantiyo ve diastereoselektif epoksidasyonu tasarlandı. En yaygın ve en yüksek seçimlilikle yürüyen Sharpless epoksidasyonunun bizim sistemimize uygulanmasına karar verildi (Şekil 3.16). Şekil 3.16. 125’in sentez planı 118’in epoksidasyonu DCM içerisinde hem (-)-DIPT hemde (+)-DET kullanılarak Ti(OiPr)4 katalizörlüğünde denendi. Bu denemelerin hiçbirinden epoksit 125 elde edilemedi. Bu yöntem beklenenin aksine bizim molekülümüzde çalışmadığı gözlendi. Bu istenmeyen durumun bizim reaksiyon şartlarımızdan kaynaklanıp kaynaklanmadığı model bir çalışma ile test edildi. 118 ve 3-metil-2-büten-1-ol karışımı daha önce uyguladığımız reaksiyon şartlarında Sharpless epoksidasyonuna maruz bırakıldı. H NMR da 3-metil-2-büten-1-ol’ün tamamen bittiği 118’e hiç bir şey olmadığı gözlendi. Buradan elde edilen bulgular 118’in Sharpless epoksidasyonuna karşı reaktivitesinin düşük olduğunu göstermektedir (Şekil 3.17). 45 Şekil 3.17. 127’nin sentez planı Ana ürün olarak izole edilen epoksitin 123 amin 111 ile açılmasından 82 bileşiğinin oluşacağı öngörülmektedir. Çünkü kuarterner (nitrilin bağlı olduğu karbon) merkeze nükleofilin yaklaşması mümkün gözükmemektedir. Böylelikle seçimli olarak nükleofilin diğer epoksit karbonuna saldıracağı düşünüldü. Nükleofilik açılmayla siyanohidrin elde edileceği bununda keton 128’e dönüşeceği öngörüldü (Şekil 3.18). Bu kurgunun gerçekleşmesi durumunda kontrollü olarak iki yeni stereomerkez ve üç tane de prokiral mekezin oluşumunun mümkün olacağı planlandı. 123 daha önceki epoksit açılmalarında olduğu gibi değişik şartlarda reaksiyona sokuldu. Şekil 3.18. 128’in sentez planı Bu denemelerin hiç birinde epoksit açılması ya da yeni bir ürünle karşılaşılmadı. Çıkış bileşiğinin reaksiyona girmediği görüldü (Çizelge 3.10). 46 Çizelge 3.10. 123’den 128’in sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Çözücü Sıcaklık°C Süre Verim % 111 (1.2ek) /n-BuLi (1.1 ek) THF -78 15saat 111 (1.5 ek) /n-BuLi (1.4 ek) THF -78 4 gün 111 (2.5 ek) n-BuLi (2.4 ek) THF -78 7 gün 111 (2 ek) THF 25-70-110 4 gün 111 (1ek) /LiClO4 (2 ek) CH3CN 95 27 saat 111 (2 ek) /LiClO4 (2 ek) CH3CN 80 47 saat 111 (1 ek) /LiClO4(1 ek) İsopropanol 25 18 saat 111 (2 ek) /LiClO4(2 ek) İsopropanol 80 24 saat Reaksiyon olmadı Reaksiyon olmadı Reaksiyon olmadı Reaksiyon olmadı Reaksiyon olmadı Reaksiyon olmadı Reaksiyon olmadı Reaksiyon olmadı Reaktifler Şekil 3.19. 130a ve 130b’nin sentez planı Allil alkol 118’de hidroksil grubunun bulunduğu kiral merkeze enantiyosaf amin 111’in yerleştirilmesi ile diastereomerik aminler (130a ve 130b) elde edilebileceği düşünüldü. Bu diastereomerlerin ayrılmasının ardından her bir aminin ilgili -aminoasit öncülerine dönüştürülerek sonuca gidilebileceği öngörüldü. İlk olarak hidroksil grubu MsCl ile kolay çıkan bir grup haline dönüştürüldü. Mezilat 129 kısa bir kolondan süzüldüğünde bu ürünün bozulduğu görüldü. 47 Şekil 3.20 129’un sentez planı 129 nolu bileşğin istenilen şekilde sentezi gerçekleşmeyince OH grubunun başka bir yöntemle kolay çıkan grup haline getirildikten sonra sübstitüsyonuna karar verildi. PPh3 ve CBr4 azot atmosferinde DCM içerisinde çözüldü ve 0°C’ye soğutulan bu karışıma 118’in DCM çözeltisi ilave edildi. Bu reaksiyon karışımı oda sıcaklığına getirildikten sonra 16 saat daha karıştırıldı. En uygun şartları bulmak için bu reaksiyon bir kaç kez tekrarlandı ve en yüksek verimin %89 olduğu gözlendi (Şekil 3.21). Şekil 3.21. 132’nin sentezi Çizelge 3.11. 132’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Çıkış Ürün CBr4 PPh3 Süre Verim 50 mg 25 mg + çıkış 1.1 1.0 17 saat 35 + çıkış 200 mg 227 mg 1.1 + 1.1 1.0 + 1.0 17+18 saat 80 210 mg 265 mg 2.0 2.0 16 saat 89 132’in sentezinin ardından sübstitüsyon denemelerine geçildi (Şekil 3.22). 48 Şekil 3.22. 130a ve 130b’nin sentezi 132’in, DCM’deki çözeltisine oda sıcaklığında ve azot atmosferinde 111 (1.5 ek.) ilave edildi. TLC ile kontrol edilen reaksiyon 24 saat karıştırıldı. TLC de çıkış bileşiğinin bitmediği görüldü. Reaksiyon ortamına NEt3 (0.5 ek) ilave edilerek 18 saat daha karıştırıldı. TLC’de çıkış bileşiğinin azaldığı ve yeni spotun oluştuğu görüldü. Reaksiyon süresi uzatılarak çıkış bileşiğinin reaksiyon ortamında bitişi başarılamadı. NEt3’nin (1.5 ek.) miktarı artırılıp reaksiyon 40°C’ye ısıtıldığında 24 saat sonra çıkış bileşiğinin reaksiyon ortamında tamamen bittiği fakat yeni spotların oluştuğu görüldü. Aminin fazlasını içeren bu ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Diastromerik karışım (130a, 130b) diğer yan ürünlerden kolaylıkla ayrılmalarına rağmen birbirlerinden ayrılamamaktadır. Alternatif ayırma yöntemi olarak izomerlere DCM/Hekzan, Et2O/Hekzane solvent sistemlerinde kristallendirilme denendi. Fakat İzomerlerin kristallenmediği gözlendi. Metil-3-hidroksisikloalkankarboksilat (siklopentan ve siklohekzan halka sistemi) trikloroasetonitril, asetonitril içerisinde DBU eşliğinde reaksiyona sokarak asetimidat grubunun esterin -karbonuna saldırısı ile oksazolin türevlerinin sentezi başarılmıştır. Oksazolin halaksının hidrolizi ile -hidroksi--aminoasit elde edilmiştir (Matsushima et al. 2009). Hidroksi--amino asitin sentezi 118’den başlayarak kolaylıkla yapılabilecek gözükmektedir. Çünkü allil alkollerin aminasyonu Cl3CCN kullanılarak tek ya da iki kademede selektif olarak başarılabilmektedir. Hidroksil grubu aminasyonu yönlendirmektedir. Çünkü amin grubu hidroksil grubu ile aynı yönden transfer edilmektedir. Nitrilin bağlı olduğu prokiral merkez elbette çok kolay kontrol 49 edilemeyebilir. Fakat her iki diastereomerin dipol momentleri farklı olduğundan ayrılmaları kolay olacağı öngörüldü (Şekil 3.23). Bu bilgiler ışığında 118 ve Cl3CCN’ün DCM içerisindeki 0°C’deki çözeltisine belirli aralıklarla DBU ilave edildi. Bu reaksiyon sıcaklığının kendiliğinden oda sıcaklığına ısınmasına müsaade edildi. TLC ile kontrol edilen reaksiyon karışımı 48 saat sonunda çıkış bileşiğinin tamamen bittiği görüldü. Şekil 3.23. 133a ve 133b’nin sentezi Ektraksiyon işleminden sonra ele geçen ham ürün silica gel kolondan saflaştırıldı. İki farklı yeni bileşikle karşılaşıldı. Bu bileşiklerin 1H-NMR spektrumları birbirine çok benzemektedir. Bu bize bu maddelerin diastereomer olabileceğini göstermektedir. İzomerlerden IR alındığında bir izomerde nitril grubuna ait sinyal gözlenirken diğer izomerde nerede ise sinyal gözlenmemektedir. 13 C-NMR spektrumunda da sinyaller birbirine çok benzemekle birlikte bir tane karbon sinyali eksik gözükmektedir. Her ne kadar buradan elde edilen ürünlerin (133a, 133b) yapıları tam olarak bilinmiyorsa da reaksiyon verimi sentetik açıdan düşük gözükmektedir. Reaksiyon şartlarının gözden geçirilmesi ve iyileştirilmesi gerekmektedir. Tek kademede yapılan bu reaksiyon veriminin oldukça düşük olduğu görülmekteydi. Literatürde bilinen örneklerin aksine bizim sistemimizde reaksiyon veriminin (%35) düşük olması bizi reaksiyon şartlarında değişiklik yapmaya zorladı. 50 Şekil 3.24. 134’den 133a ve 133b’nin sentezi İlk olarak reaksiyonda verim düşüşünün hangi basamakta olduğunu anlamak için her bir basamağın tek tek denenmesine karar verildi. -25°C’de 118’in kuru CH3CN içerisindeki çözeltisine Cl3CCN (10 ek.) ve DBU (1.04 ek.) ilave edildi. 118 çıkış bileşiğinin 3 saat sonra bittiği gözlendi. Ham ürün silica gel kolondan saflaştırıldı. 134 %82 verimle elde edildi. Reaksiyon Cl3CCN (1.5 ek.) 0°C’de 18 saatte tekrarlandığında ise verimin %78’lere düştüğü görüldü. Cl3CCN pahalıdır. Bu maddenin ekivalent miktara yakın kullanılması ve reaksiyon süresinin biraz uzun tutulması gerekmektedir. Görüldüğü gibi bu denemelerimizde Cl3CCN miktarı, sıcaklık, çözücü parametreleri reaksiyon verimini etkilemektedir. İkinci basamakta verim artışı sağlayabilmek için değişik çözücü ve bazlarla denemeler yapıldı. İlk olarak 134 bileşiği farklı çözücülerde çözülerek yüksek sıcaklıklarda baz kullanılmadan denemeler yapıldı (Çizelge 3.13). Bu reaksiyonların hiçbirinin gerçekleşmediği görüldü. Baz olarak NaH, DBU ve NEt3 kullanıldığında çıkış bileşiğinin tamamen reaksiyon ortamında bitmesine rağmen istenilen ürünlere ait sinyallere rastlanmadı. NaH ile gerçekleştirilen reaksiyonlarda faz transfer katalizörü kullanılmasına karar verildi. Böylelikle azottan proton koparıldıktan sonra açığa çıkan anyona bağlı bulunan sodyum atomu crown eter kullanılarak uzaklaştırılarak nükleofilik gücün artırılması düşünüldü. Ortamda serbest olarak bulunan eksi yükün konjuge çift bağın pozisyonundan saldırısıyla halkalaşma ürünü 133a, 133b’nin oluşacağı öngörüldü. TLC ile takip edilen reaksiyonda çıkış bileşiğinin bittiği görüldü. Fakat ham ürünün 1H-NMR spektrumunda istenilen ürün sinyalleriyle karşılaşılmadı. 51 Bu sonucun ardından düzenlenmenin daha zayıf bazlarla denenmesine karar verildi. 134’ün metanol içerisindeki çözeltisine K2CO3 ilave edilerek 24 saat oda sıcaklığında karıştırıldı. Ham ürünün 1H-NMR spektrumunda 134’nin 118’ya hidroliz olduğu görüldü. Çizelge 3.12. 133a ve 133b’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra Çıkış Çözücü Sıcaklık°C Sonuç no mg 1 50 DCM - 24 35 Reaksiyon olmadı 2 20 THF - 24 60 Reaksiyon olmadı 3 50 THF - 24 80 Reaksiyon olmadı 4 50 Toluen - 24 110 Reaksiyon olmadı 5 50 Ksilen - 24 120 Reaksiyon olmadı 6 30 THF NaH (1.0 ek.) 5 0 İstenilen ürün yok 7 50 THF NaH (1.0 ek.) 12 0-80 İstenilen ürün yok 9 124 THF NaH (1.6 ek.) 24 80 İstenilen ürün yok 10 30 THF DBU (1.1 ek) 3 25 İstenilen ürün yok 11 50 DCM DBU (1.1 ek) 18 35 İstenilen ürün yok 12 50 DCM NEt3 (1.2 ek) 16 35 İstenilen ürün yok 13 65 THF NaH (1.0 ek.) 3 0 İstenilen ürün yok 8 0 İstenilen ürün yok 24 25 Hidroliz (118) Reaktif Süre saat 15-crown-5 (cat) 14 100 THF NaH (1.0 ek.) 15-crown-5 (1.0 ek) 15 80 MeOH K2CO3 Tekrar geriye dönülerek 118’dan tek kademede 133a ve 133b’nin sentezleri için bir strateji geliştirilmesi öngörüldü. 50 mg 118’nın DCM içerisindeki çözeltisine Cl3CCN ve DBU (0.5 ek.) ilave edildi. Reaksiyon 30 saat boyunca TLC ile takip edildi ve 134’nin reaksiyon ortamında bitmediği görüldü. Bu denemeyle eş zamanlı başlatılan bir başka çalışmada 200 mg 118 bileşiğinin üzerine damla damla DBU (0.5 ek.) 0°C’de 52 azot atmosferinde ilave edildi. 134’nin reaksiyon ortamında bitmemesi üzerine oda sıcaklığındaki karışıma 24 saatlik periyotlarda DBU (0.8 ek.) 8 gün boyunca ilave edildi. Reaksiyon yine TLC ile takip edildi. 8 günün sonunda reaksiyon ortamında 134 gözlenmesine rağmen 133a, 133b’nin oluştuğu gözlendi. Bu gözlemin ardından reaksiyonun 134’nin reaksiyon ortamında bitişi gözleninceye kadar devam ettirilmesine karar verildi. Daha uzun sürede gerçekleştirilen reaksiyonlarda reaksiyon veriminde herhangi bir artış olmadığı görüldü. -hidroksi--aminoasit sentezi için direkt bazik ortam veya Lewis asidi katalize epoksit açılma yerine metanolik HCl ile açılmanın da denenmesi gerektiği düşünüldü. Epoksit açılmasında hangi epoksit karbonu tercih edilirse edilsin (bizim beklentimiz allilik karbonun tercih edileceği yönündeydi) moleküle yerleştirilen klor daha sonra aminle süsbtitüe edilebilir. Böylelikle -amino asit öncü bileşiklerine geçilebileceği düşünüldü. Şekil 3.25. 135’in sentezi Bu maksatla 110 metanolik HCl içerisinde 5 saat karıştırıldı (Şekil 3.25). TLC ile kontrol edilen reaksiyon karışımında çıkışın tamamen bitmemesiyle birlikte ve yeni bir spotun oluştuğu görüldü. Ham ürün saflaştırılarak 135 %58 verimle elde edildi. Bu reaksiyon veriminin artırılması üzerine çalışmalar yapıldı. Sonuçlar Çizelge 3.13’de özetlendi. 110, 0°C’de metanolik HCl ile muamele edildikten sonra reaksiyon karışımının oda sıcaklığına ısınmasına müsaade edildi. Bu sıcaklıkta 8 saat karıştırıldı (Çizelge 3.14). 8 saatin sonunda yapılan TLC de yine çıkış bileşiğinin reaksiyon 53 ortamında kaldığı görüldü. Bunun üzerine aynı şartlarda reaksiyon 10 saat karıştırıldı. Bu reaksiyona TLC yapıldığında yine çıkış bileşiğinin bitmediği görüldü. Reaksiyon süresi 18 saate uzatıldığında yeni bir ürünle karşılaşıldı. Hidroklorik asitle de bu epoksit açılması denendiğinde yan ürünün daha yüksek oranda oluştuğu gözlendi. Çizelge 3.13. 135 ve 136’nın sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no Çıkış Çözücü Süre mg saat Sıcaklık o ( C) Reaksiyona girmeyen çıkış bileşiği % % Verim Verim 135 136 1 50 mg HCl/MeOH 5 25 20 mg 58 - 2 100 HCl/MeOH 8 25 35 mg 60 - 3 150 HCl/MeOH 10 0 45 mg 65 - 4 220 HCl/MeOH 18 25 - 42 24 5 500 HCl/MeOH 7 0 226 mg 58 - 6 540 HCl/MeOH 10 0 - 60 25 7 725 HCl/MeOH 20 0 - 62 24 8 50 H2O/HCl-THF 18 25 - 40 16 9 180 H2O/HCl-THF 24 0 - 42 23 10 300 H2O/HCl-THF 24 0 - 40 18 Kolon kromatogrofisiyle saflaştırma işleminin ardından izole edilen bileşiğin yapısı 1HNMR ve 13 C-NMR ve IR spektrumları yardımıyla aydınlatıldı. Fakat OH grubu ile Cl grubunun bağlı olduğu karbonları kesin olarak doğrulamak çokta kolay gözükmemektedir. Her ne kadar en aşağı alanda Cl’un bağlı olduğu karbondaki proton rezonans olacağı öngörülse de bunu kesin olarak belirlemek gerekmektedir. İster klor allilik ister se de hidroksil grubu allilik pozisyonda bulunsun bu grupların birbirlerine göre stereokimyalarının da belirlenmesi gerekmektedir. 135’e NOE yapılarak OH ve Cl’un birbirlerine göre anti olduğu belirlendi. Ayrıca 135 DCM/hek karışımından kristallendirildi. Kristal formunda elde edilen 135 nolu bileşiğin yapısı X-Ray analizi ile aydınlatıldı. 54 Bu başarılı epoksit açılmasının ardından klorun diastereoslektif olarak 111 ile sübstitüsyonu tasarlandı. Çünkü klor başarılı bir şekilde sübstitüe edilebilmesi durumunda hedeflenen -hidroksi--amino asit öncülerine 137a, 137b ulaşılmış olacaktır. Şekil 3.26. 137a ve 137b’nin sentez planı Bu maksatla azot atmosferinde 135 DCM ile çözüldü ve üzerine amin 111 ilave edilerek 18 saat karıştırıldı. TLC ile kontrol edilen reaksiyon ortamında çıkış bileşiği tamamen bittiği görüldü. Ham ürün kolon kromotogrofisi ile ayrıldı. Toplanan fraksiyonlardan yapılan TLC’de birden fazla spotla karşılaşıldı. Ana ürün izole edildi. Bu ürünün 1HNMR spektrumunda 6.38 ppm’de dublet ve 3.89 ppm’de kuartet görülmektedir. Bu değerler 137a ve 137b ile uyuşmamaktadır. 6.38 ppm’de dubletin varlığı konjuge sistemin etkileşebileceği sadece bir protonun olabileceğini göstermektedir. Elde edilen ürünler 138a ve 138b SN2' mekanizmasına göre ana ürün olarak oluştuğu ve bu reaksiyon ortamında SN2 ve SN2ı reaksiyonlarının yarışmalı olarak ilerlediği görüldü. Aminasyon denemelerinde istenilen ürün elde etmek ve en iyi reaksiyon şartlarını belirlemek için reaksiyon şartları çözücü, sıcaklık, süre, ekivalent miktarlarla oynanarak bir çok defa tekrarlandı. Sonuçlar Çizelge 3.14’de verildi. 55 Şekil 3.27. 137a, 137b ve 138a, 138b’nin sentezi Oda sıcaklığında DCM içerisindeki 135’un çözeltisine 1.0 ekivalent (S)-metilbenzilamin (111) ilave edilerek reaksiyon 10 saat karıştırıldı. TLC ile kontrol edilen reaksiyonda çıkış bileşiğinin bitmediği fakat yeni spotların oluştuğu görüldü. Evaporatörde çözücü uzaklaştırılmasıyla elde edilen ham ürünün 1 H-NMR spekturmunda aminin klor ile SN2 reaksiyon mekanizması üzerinden 137a ve 137b diastereomerlerinin yanı sıra SN2ı üzerinden ise 138a ve 138b izomerlerinin oluştuğu gözlendi. Çizelge 3.14. 137a, 137b ve 138a, 138b’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Çıkış mg 50 87 160 70 100 160 50 240 220 300 50 75 66 50 Çözücü DCM DCM DCM DCM DCM DCM DCM DCM DCM DCM-NEt3 THF THF Toluen Toluen Amin (e.k) 1.0 1.6 1.6 1.6 1.0 1.6 1.0 1.3 2.0 2.4 1.6 1.6 1.2 1.5 15 220 Toluen 1.5 Sıcaklık (oC) 25 25 25 25 40 40 0 0-25 25 40 80 80 reflüks 110 kapalı tüp 110 kapalı tüp Süre saat 10 16 36 48 18 18 10 24 24 48 24 48 24 17 17 % Verim % Verim 137(a, b) 138(a, b) 23 36 30 43 32 42 38 42 25 36 28 38 21 38 23 36 35 44 65 13 36 28 42 32 56 26 89 3 89 3 56 Kolon kromatogrofisi ile saflaştırma işleminde öncelikle 137a ve 137b diastereomerlerinin, 138a ve 138b diastereomerlerinden ayrımı başarıldı. Bu ön ayrımda aminin fazlasının uzaklaştırılmasıyla birlikte diastereomerik oran belirlendi. 137a ve 137b diastereomerlerinin oranı 1:1 iken 138a ve 138b diastereomerlerinin oranı 1:4 olduğu 1H-NMR spektrumlarından kolaylıkla görülmektedir. 137a ve 137b karışımı tekrar kolon kromatografisine tabi tutuldu. Fakat bu izomerlerin kolon kromatogrofisi ile birbirinden ayrılmadığı görüldü. 1:4 oranında oluşan 138a ve 138b karışımı tekrar ayrıma tabi tutuldu. 138a saf ayrılmazken 138b saf olarak elde edilmektedir. 138b DCM/hek. karışımından kristallendirildi. 138b izomerinin kristal formda olması mutlak stereokimyanın belirlenmesi açısından oldukça önem taşımaktadır. Bu bileşiğin X-Ray analizi sonucu ile mutalak stereokimyası (C10 (S), C8(R), C3(R) (Araştırma Bulguları (Şekil 4.42)) belirlendi. Bu başarının ardından SN2ı mekanizması üzerinden oluşan ürünlerin 138a, 138b verimini artırmak için bir seri denemeler yapıldı. Hidroksil grubunun koruyucu gruplarla korunması durumunda klorun bağlı olduğu merkezin sterik olarak kalabalıklaşacağı böylelikle nüklofilin bu merkeze saldırısının zorlaşacağı öngörüldü. Böylelikle nüklofil SN21 üzerinden saldırarak yüksek verimle 138a ve 138b’yi vereceği düşünüldü. Bu maksatla 135 BnBr ile korundu. Daha önceki reaksiyon şartlarında aminasyona maruz bırakıldı. TLC ile takip edilen reaksiyonda ürünler karışımının (140a, 140b, 141a, 141b) olduğu görüldü (Şekil 3.28). Ana ürün olarak oluşmasını beklediğimiz 141a ve 141’nin yan ürün olarak oluştuğu ham ürünün 1H-NMR spekturmunda görüldü. 57 Şekil 3.28. 140a, 140b ve 141a, 141b’nin sentezi BnBr ile yeterli sterik engel oluşturulamadığı düşüncesiyle hidroksil grubu daha hacimli bir koruyucu grupla korunması planlandı. TBDPSCl ile hidroksil grubu korundu ve 142 elde edildi. 142 aminasyona maruz bırakıldı. Ham üründen alınan 1 H-NMR spekturmunda da 143a ve 143b’nin 144a ve 144b ye göre daha yüksek verimle oluştuğu gözlendi. Fakat burada diastereomerler (143a, 143b, 144a, 144b) birbirlerinden ayrılamamaktadır. Bu yüzden her ne kadar 144 izomerlerinin verimi artırılmış olsa bile ayrım yapılamamasından dolayı 142 ile çalışılmaktan vazgeçildi (Şekil 3.29). Şekil 3.29. 143a, 143b ve 144a, 144b’nin sentezi 58 Amin 111’ye göre daha hacimli olan 131 ile de sübstitüsyon denendi. Çünkü bu amin 131 daha hacimlidir. Klorun bağlı olduğu merkeze nükleofilik saldırısı 111’e göre daha zordur. Bu yüzden SN2ı üzerinden saldırı ile 145a ve 145b izomerlerini oluşturması daha kolay olacağı düşünüldü (Şekil 3.30). Şekil 3.30. ile 145a ve 145b’nin sentez planı 135 DCM içerisinde 131 ile reaksiyona sokuldu. Yapılan denemelerin hiç birinde hedef ürünlere ulaşılamadı. Yapılan denemeler Çizelge 3.15’da özetlendi. Her bir denemde çıkış bileşiği olduğu gibi geri kazanıldı. Çizelge 3.15. 145a ve 145b’nin sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Sıra no Çıkış Çözücü Süre Sıcaklık°C Sonuç 1 30 mg DCM 12 saat 25 Reaksiyon olmadı 2 46 mg DCM-NEt3 20 saat 25 Reaksiyon olmadı 3 50 mg THF 20 saat 75 Reaksiyon olmadı 4 36 mg THF-NEt3 24 saat 75 Reaksiyon olmadı 135’in amin 111 ile reaksiyonundan oluşan 137a ve 137b hedef ürünlerin öncüsü olması bakımından oldukça önemlidir. Direkt katılma ürünleri 137a, 137b’nin, SN2ıüzerinden katılma ürünlerine 138a, 138b göre daha yüksek oranda elde edilmeleri için çalışmalar yapıldı. Yarışmalı olarak ilerleyen bu reaksiyonu istediğimiz doğrultuda kontrol edebilirsek 137a ve 137b -amino asit öncüsü hedef ürünlerinin yüksek verimde sentezlenebileceği düşünüldü. Bu maksatla amin, süre, sıcaklık ve çözücü 59 parametrelerinde değişiklikler yapılarak reaksiyonlar gerçekleştirildi. Gerek amin miktarı gerekse süre değiştirilerek yapılan reaksiyonlarda istenilen seçimlilik sağlanamadı. 137 ve 138 ürünlerinin neredeyse aynı oranda oluştuğu ancak süre uzatıldığında toplam verim de artış olduğu görüldü (Çizelge 3.14). Çözücü sistemi değiştirilerek THF içerisinde 80°C’ye ısıtılan reaksiyonda da istenilen ürün dağılımı elde edilemeyince daha yüksek sıcaklıklara çıkabilmek için toluen içerisinde reflüks denendi. 24 saat sonrasında 137a, 137b diastereomerlerinin miktarında artış gözlenmesinin ardından yeniden sonuçlar gözden geçirildi ve daha yüksek sıcaklıkta deneme yapılmasına karar verildi. 50 mg ve 220 mg 135 bileşiği toluen içerisinde amin 111 ile muamele edildi ve kapalı tüpte 110°C’de 17 saat karıştırıldı. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün kolon kromatogrofisi ile saflaştırıldı. %89 verimle 137a, 137b diastereomerlerinin sentezi başarıldı. Bunun yanı sıra 138a, 138b diastereomerleri yok denecek kadar az (yaklaşık %3 oranında) oluşmaktadır. Çizelge 3.14, sıra 14’te görüldüğü gibi sıcaklık ve zaman parametreleriyle oynayarak yarışmalı olarak ilerleyen bu reaksiyonda ürün dağılımı arzu edilen şekilde kontrol edilebilmektedir. Yukarıda da bahsedildiği gibi her ne kadar bu ürünler yüksek verimle elde edebiliyor olsak da birbirlerinden ayrımları problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu maksatla 137a ve 137b’nin hafif fonksiyonellendirme veya ana iskelet yapısına dokunmadan ve bizi hedeften uzaklaştırmayan reaksiyonlarla bu moleküllerin polaritesi değiştirilmek istendi. Böylelikle kristallendirme veya kromatografik olarak izomerlerin kolaylıkla ayrılabileceği düşünüldü. p-nitrobenzoilklorür ile hidroksil grubu korundu. Bu bileşik genellikle kolay ester verir. Aynı zamanda da kolay hidroliz olur. Çok polar grubu olduğu içinde genellikle ürünler katıdır. Biz de esterifikasyondan 146a ve 146b’yi elde ettik. Fakat ham ürün katı olmasına rağmen diastereomerler seçimli kristallendirmeye uğramamaktadırlar. TLC de de bu ürünlerin Rf değerlerinde kayda değer bir farklılık gözlenmemektedir. Sonuç olarak diastereomerler birbirinden bu teknikle de ayrılamadı. 60 Şekil 3.31. 147a ve 147b’nin sentez planı -konjuge doymamış sisteme amin 111’in konjuge katılması üzerine de denemeler yapıldı. 104 bileşiğine micheal tipi katılma ile pozisyonunda aminin katılacağı öngörüldü. Amino grubunun enantiyoselektif olarak çıkış bileşiğine yerleştirilmesi ile daha sonraki basamaklarda çift bağın enantiyo ve diastereoselektif oksidasyonu başarılabilecektir. Şekil 3.32. 149’un sentez planı 104 ile 111 ve 131’nin her birinin ayrı ayrı THF deki çözeltisi -78°C’ye soğutuldu ve nBuLi ile muamele edilerek ilgili amitler 117 ve 150 reaksiyon ortamında oluşturuldu. Bu reaksiyon karışımlarına 104’in THF deki çözeltisi yine aynı sıcaklıkta ilave edilip reaksiyon karışımların oda sıcaklığına gelmesine müsaade edildi. Oda sıcaklığında 14 saat karıştırıldıktan sonra reaksiyon durduruldu ve ham ürünün 1H-NMR spektrumunda sadece çıkış bileşiği ile karşılaşıldı (Şekil 3.33, Çizelge 3.16). 61 Şekil 3.33. 148’in sentez planı Çizelge 3.16. 148’in sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Reaktif Çözücü Sıcaklık°C -78 Süre saat 14 111 (1.2 ek)/n-BuLi (1.1 ek) THF Reaksiyon olmadı 111 (2.2 ek)/n-BuLi (2.1 ek) THF -78 14 Reaksiyon olmadı 131 (2.5 ek)/n-BuLi (2.4 ek) THF -78 14 Reaksiyon olmadı 131 (2.5 ek)/n-BuLi (2.4 ek) THF -78 24 Reaksiyon olmadı % verim Belki amit çok güçlü bir baz (pKa 35 civarında) olduğu için nükleofilik katılmaya isteksiz olabileceği düşünülerek konjuge katılma alkoksit (pKa 16 civarında) ile de denemek istendi. Bu maksatla azot atmosferinde 0°C’de NaH’ün THF içerisindeki süspansiyonu üzerine 1-feniletanol 151 THF içerisinde çözülerek ilave edildi. Değişik zaman aralıklarında denemeler yapıldı. Her deneme TLC ile takip edildi ve çıkış bileşiğinin reaksiyon ortamında bitmediği ve yeni bir spot oluşmadığı görüldü. Şekil 3.34. 153’ün sentezi 62 Çizelge 3.17. 153’ün sentezinde kullanılan reaksiyon şartları Reaktif Çözücü Sıcaklık °C Süre % verim saat 151 (1.0ek) / NaH (1.0 ek) THF 0 8 Reaksiyon olmadı 151 (1.1ek) / NaH (1.0 ek) THF 0 14 Reaksiyon olmadı 151 (1.1 ek) / NaH (1.0 ek) THF -15 24 Reaksiyon olmadı -doymamış nitril 104’ün hem amin hem de alkol ile konjuge katılmaya karşı isteksiz olduğu görüldü. Nitril grubu diğer karbonil gruplarıyla kıyaslandığında daha az elektron çekici bir grup olduğu bilinmektedir. Çift bağın konjuge katılmaya karşı reaktivitesinin artırılması gerekmektedir. 1,4-katılma karbonil grupları arasında en iyi esterlerle gerçekleştiği bilinmektedir. Nitril grubunun estere dönüştürülerek konjuge katılmanın denememesi gerekmektedir. 63 4. ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1. 101’in Sentezi Siklooktanon 100 (20,0 g, 158,00 mmol) Et2O’de çözülerek, üzerine NBS (299,66 g, 166,4 mmol) ve NH4OAc (1,220 g, 15,84 mmol) ilave edildi. Bu karışım oda sıcaklığında azot atmosferinde 19 saat karıştırıldı. Reaksiyon karışımı süzüldü. Süzüntü su ve Et2O ile ekstrakte edildi. Organik faz Na2SO4 ile kurutuldu, çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün 101 saflaştırılmaksızın bir sonraki kademede kullanıldı. 101 bileşiği 31,4 g %97 verimle elde edildi. Açık yeşil renkli sıvı, Rf= 0,63 (%10 EA/Hek). 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ4.28 (dd, J=11.2, 4.2 Hz, 1H), 2.88 (td, J=12.1, 3.8 Hz, 1H), 2.47–2.25 (m, 3H), 1.99–1.49 (m, 6H), 1.41 (m, 1H), 1.17 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 209.0, 54.6, 36.4, 32.9, 29.0, 26.8, 25.6, 24.2. 64 Şekil 4.1. 101’in 1H-NMR spektrumu Şekil 4.2. 101’in 13C-NMR spektrumu 65 4.2. 102’nin Sentezi 101 (12,75 g, 62,34 mmol) 50 mL DMSO’da çözüldü ve NaCN (9,18 g ,187,04 mmol) ilave edildi. 20 saat 65°C’de azot atmosferinde karıştırıldı. Su (50 mL) ile reaksiyon durdurularak, EA (3×75 mL) ile ekstrakte edildi. Organik faz 3 kez NaCl doygun çözeltisi ile yıkandıktan sonra Na2SO4 üzerinden kurutuldu. Çözücü evaparatörde uzaklaştırıldı. Silica gel kolondan EA/hek ile saflaştırılan 102 (7,26 g) %77 verimle elde edildi. Sarı renkli sıvı, Rf= 0,6 (%10 EA/Hek). 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.30 (dd, J=10.5, 4.1 Hz, 1H), 2.41 (m, 1H), 2.35 (dt, J=14.3, 3.8 Hz, 1H), 2.27 (dq, J=14.3, 4.0 Hz, 1H), 1.88 (m, 1H), 1.79–1.34 (m, 7H), 1.26 (m, 1H). Şekil 4.3. 102’nin 1H-NMR spektrumu 66 4.3. 103’ün Sentezi 102 (1,72 g, 11,3 mmol) 10 mL DCM de çözüldü üzerine CCl4 (10,43 g, 67,8 mmol) ve PPh3 (5,93 g, 22,6 mmol) ilave edildi. Basınçlı tüpte 100ºC’de 75 saat karıştırıldı. Sonra reaksiyon karışımının oda sıcaklığına gelmesi beklendi. Huni gooch yardımıyla silica gel’den 500 mL %50 EA/hek ile süzüldü. Süzüntünün çözücüsü vakumda uzaklaştırıldı. Silica gel kolondan EA/hek ile saflaştırılan 103 1,38 g, %72 verimle elde edildi. Sarı renkli sıvı, Rf= 0,40 (%10 EA/Hek). 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.72 (t, J=8.5 Hz, 1H), 4.85 (dd, J=12.2, 4.9 Hz, 1H), 2.43–2.22 (m, 2H), 2.16 (ddt, J=13.3, 10.1, 4.6 Hz, 1H), 2.02 (ddd, J=16.6, 8.8, 4.2 Hz, 1H), 1.92–1.68 (m, 3H), 1.47–1.31 (m, 3H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 148.4, 118.0, 116.5, 53.2, 39.2, 29.0, 27.9, 26.1, 25.2 Şekil 4.4. 103’ün 1H-NMR spektrumu 67 Şekil 4.5. 103’ün 13C-NMR spektrumu 4.4. 104’ün Sentezi 104’ün (2.28 g, 13.43 mmol) 10 mL kuru DCM içerisindeki çözeltisine DBU (2.45 mg, 2.40 mL, 16.13 mmol) damla damla ilave edilerek 24 saat, oda sıcaklığında, azot atmosferinde karıştırıldı. Su (10 mL) ile reaksiyon durdurularak DCM (3x10 mL) ile ekstrakte edildi. Organik faz Na2SO4 ile kurutuldu. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 104 (1.6 g) %90 verim ile elde edildi. Sarı renkli sıvı, Rf=0,33 (%10 EA/Hek). 68 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.55 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 5.91 (dt, J = 11.1, 7.2 Hz, 1H), 5.79 (d, J = 11.3 Hz, 1H), 2.31 (dt, J = 11.1, 5.8 Hz, 2H), 2.18 (q, J= 6.4 Hz, 2H), 1.60– 1.45 (m, 4H). 4.5. 107a ve 107b’nin Sentezi 103 (3,3 g, 19.45 mmol) 10 mL DCM’de çözüldü. Üzerine (S)--metil benzilamin (3,87 mL, 29,17 mmol), ardından NEt3 (1,35 mL, 9,72 mmol) eklendi. Reaksiyon 25°C’de azot atmosferinde 5 gün karıştırıldı. Çözücüsü uzaklaştırıldı ve Et2O/hekzan çözücü sisteminde kristallendirildi. 107b 2,95 g, %60 verimle elde edildi. Beyaz renkli katı için Rf=0.33 (%10 EA/Hek), En: 99-101ºC, []D=+5 (c=1, CHCl3). 107a 1.92 g, %39 verimle elde edildi. Sarı renkli sıvı için Rf= 0.23 (%10 EA/Hek), []D=-36 (c=0.5, CHCl3). 107a 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.45–7.19 (m, 5H), 6.60 (t, J=8.5 Hz, 1H), 3.93 (q, J=6.5 Hz, 1H), 3.76 (dd, J=11.9, 4.7 Hz, 1H), 2.26–2.04 (m, 2H), 1.88 (m, 1H), 1.82–1.54 (m, 4H), 1.46 (m, 1H), 1.36 (d, J=6.5 Hz, 3H), 1.33–1.20 (m, 3H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 148.0, 145.4, 128.6, 127.5, 127.2, 121.0, 118.2, 56.0, 52.2, 35.8, 29.6, 28.3, 27.2, 24.7, 22.6. IR (neat, cm-1): 3316, 2213 69 107b 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.33–7.19 (m, 5H), 6.72 (t, J=8.4 Hz, 1H), 3.82 (q, J=6.6 Hz, 1H), 3.37 (dd, J=12.0, 4.7 Hz, 1H), 2.07 (m, 1H), 1.77–1.54 (m, 5H), 1.47 (tt, J=12.8, 3.9 Hz, 1H), 1.38 (d, J=6.6 Hz, 3H), 1.28–1.11 (m, 3H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 149.4, 145.0, 128.7, 127.4, 126.9, 121.0, 118.1, 56.1, 51.9, 35.9, 29.5, 28.1, 27.1, 25.0, 24.6. IR (neat, cm-1): 3322, 2219 Şekil 4.6. 107a’nın 1H-NMR spektrumu 70 Şekil 4.7. 107a’nın 13C-NMR spektrumu Şekil 4.8. 107b’nin 1H-NMR spektrumu 71 Şekil 4.9. 107b’nin 13C-NMR spektrumu Şekil 4.10. 107b kristalinin ORTEPIII çizimi 72 4.6. 109’un sentezi 107b (210 mg, 0.82 mmol) bileşiğinin 5 mL asetik asit içerisindeki çözeltisine 0°C’de Pd/C (%10) ilave edildi. Oluşan süspansiyondan 3 defa H2 gazı geçirilerek oksijen uzaklaştırıldı. Reaksiyon 24 saat oda sıcaklığında karıştırıldı. Reaksiyon süzüldü. Süzüntü doygun NaHCO3 (10 mL) ile yıkandı. DCM (3x10 mL) ile ekstrakte edildi. Organik faz Na2SO4 ile kurutuldu. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 109 (36 mg) %18 verim ile elde edildi. Renksiz sıvı, Rf=0,56 (%10 MeOH/DCM). 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.37 – 7.20 (m, 5H), 3.75 (q, J = 6.6 Hz, 1H), 2.35 (dd, J = 11.4, 6.0 Hz, 1H), 2.24 (dd, J = 11.4, 7.3 Hz, 1H), 1.70 – 1.33 (m, 17H), 1.27 – 1.16 (m, 2H) 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 145.8, 128.6, 127.1, 126.9, 58.7, 55.5, 37.8, 31.4, 30.9, 27.3, 27.2, 26.6, 25.8, 25.8, 24.6 IR (neat, cm-1) 3318, 2920, 2853, 1687, 1465 CHN hesaplanan (C17H27N)5CH2Cl2: C, 78.730; H, 10.525; Cl, 5.405; N, 5.338. Bulunan C:78.45,H:10.10,N:5.48 73 Şekil 4.11. 109’un 1H-NMR spektrumu Şekil 4.12. 109’un 13C-NMR spektrumu 74 Şekil 4.13. 109’un APT-NMR spektrumu 4.7. 110’un Sentezi 104 (885 mg, 6.64 mmol) bileşiği 5 mL DCM içindeki çözeltisine mCPBA (1.93 g, 8.63 mmol, %77) ilave edildi. 18 saat oda sıcaklığında karıştırıldı. Reaksiyon NaHSO3 (10 mL , %35 sulu çözelti) ile yıkandı. Organik faza doygun NaHCO3 (10 mL) çözeltisi ilave edildi. Sulu faz DCM (3x10 mL) ile ekstrakte edildi. Birleştirilen organik fazlar Na2SO4 ile kurutuldu. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 110 (723 mg) %73 verim ile elde edildi. Renksiz sıvı, Rf=0,50 (%30 EA/Hek). 75 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.69 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 3.52 (d, J = 3.9 Hz, 1H), 3.21 (dt, J = 9.6, 3.9 Hz, 1H), 2.43 (m, 1H), 2.33–2.16 (m, 2H), 1.90–1.55 (m, 3H), 1.49 (m, 1H), 1.25 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 151.45, 118.08, 110.63, 58.57, 52.19, 29.76, 27.37, 25.47, 25.02. IR (neat, cm-1) 2937, 2862, 2220, 1636, 1454, 1408 Şekil 4.14. 110’un 1H-NMR spektrumu 76 Şekil 4.15. 110’un 13C-NMR spektrumu 4.8. 113’ün sentezi 110 (100 mg, 0.67 mmol) 0.2 mL izopropanolde çözülerek, oda sıcaklığında (S)-metylbenzylamine (0.25 mL, 2.01 mmol) ilave edildi. Basınçlı tüpte 3 gün, 80°C’de karıştırıldı. Oda sıcaklığına gelmesi beklendi. Çözücüsü evaporatörde uzaklaştırıldı. Et2O/Hekzan ile kristallendirme sonucu 113 (53 mg) %31 verim ile elde edildi. Rf=0,46 (%30 EA/Hek). Beyaz katı. Erime noktası: 98-100°C 77 1 H NMR (400 MHz,CDCl3) δ 7.35 – 7.20 (m, 5H), 6.16 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 4.37 (m, 1H), 4.30 (s, 1H), 3.70 (m, 1H), 2.21 – 1.91 (m, 5H),1.66 – 1.36 (m, 6H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 147.9, 144.4, 141.8, 128.8, 127.3, 125.8, 121.2, 113.9, 89.5, 53.2, 32.5, 29.6, 24.6, 23.8, 23.4. IR (neat, cm-1) 3380, 2928, 2213, 1625 CHN hesaplanan C17H20N2: C, 80.91; H, 7.99; N, 11.10. Bulunan C, 8.65; H, 8.232; N, 11.02 Şekil 4.16. 113’ün 1H-NMR spektrumu 78 Şekil 4.17. 113’ün APT-NMR spektrumu 4.9. 114’in sentezi 110 (70 mg, 0.46 mmol) 2 mL izopropanolde çözülerek, oda sıcaklığında (S)-metylbenzylamine (0.05 mL, 0.46 mmol) ilave edildi. Basınçlı tüpte 3 gün, 80°C’de karıştırıldı. Oda sıcaklığına gelmesi beklendi. Çözücüsü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 114 (51 mg) %74 verim ile elde edildi. Açık sarı renkli sıvı Rf=0,56 (%30 EA/Hek). 79 1 H NMR (400 MHz,CDCl3) δ 6.69 (t, J = 8.8 Hz, 1H), 3.29 (s, 2H), 2.55 – 2.47 (m, 2H), 2.21 (td, J = 8.8, 2.4 Hz, 2H), 1.86 (p, J = 6.0 Hz, 2H), 1.69 (ddt, J = 12.2, 9.0, 2.4 Hz, 2H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 208.8, 149.1, 119.2, 110.0, 44.7, 41.1, 26.8, 25.7, 24.9. IR (neat, cm-1) 2940, 2219, 1705, 1462 CHN hesaplanan C9H11NO: 72.46; H, 7.43; N, 9.39; O, 10.72 Bulunan C, 72.88; H, 7.436; N, 9.264 Şekil 4.18. 114’ün 1H-NMR spektrumu 80 Şekil 4.19. 114’ün 13C-NMR spektrumu 4.10. 118’in Sentezi K2CO3 (2.28 g, 16.55 mmol)’ın DMF (15 mL) içerisinde, oda sıcaklığında, azot atmosferinde süspansiyonu oluşturuldu. 110 (1.90 g, 12.73 mmol) 15 mL DMF’de çözülerek süspansiyonun üzerine ilave edildi. Reaksiyon 17 saat karıştırıldı. Su (20 mL) ile durduruldu. EA (3x10 mL) ile ekstrakte edildi. Organik faz Na2SO4 ile kurutularak, çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 118 (1.56 g) %80 verim ile elde edildi. Renksiz sıvı, Rf=0,43 (%30 EA/Hek). 81 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.42 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 5.96 (dt, J = 11.2, 6.9 Hz, 1H), 5.84 (d, J = 11.2 Hz, 1H), 4.35 (m, 1H), 2.59 – 2.29 (m, 2H), 2.05 – 1.75 (m, 3H), 1.64 – 1.33 (m, 2H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 150.9, 138.0, 121.1, 118.1, 110.6, 70.3, 32.7, 28.8, 20.8. IR (neat, cm-1) 3412, 2953, 2221, 1449 CHN hesaplanan C9H11NO: C, 72.46; H, 7.43; N, 9.39; O, 10.72. Bulunan C, 72.876; H, 7.653; N, 9.050 Şekil 4.20. 118’in 1H-NMR spektrumu 82 Şekil 4.21. 118’in 13C-NMR spektrumu 4.11. 123’ün sentezi 118 (140 mg, 0.94 mmol) 5 mL DCM çözülerek, mCPBA (252 mg, 1.13 mmol) ilave edildi. 60 saat, oda sıcaklığında karıştırıldı. Reaksiyon ortamı NaHSO3 (%35 sulu çözelti) ile yıkandı. Organik faz doygun NaHCO3 (5 mL) çözeltisiyle yıkandı, DCM (3x5 mL) ile ekstrakte edildi. Organik faz Na2SO4 ile kurutularak, çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 123 (76 mg) %48 verim ile elde edildi. Açık sarı renkli sıvı, Rf=0,43 (%30 EA/Hek). 83 1 H NMR (400 MHz,CDCl3) δ 6.00 (dt, J = 12.0, 6.2 Hz, 1H), 5.62 (d, J = 12.0 Hz, 1H), 3.59 (ddd, J = 10.8, 7.5, 3.6 Hz, 1H), 3.48 (d, J = 10 Hz, 1H) 2.45 (m, 1H), 2.33 (s, 1H), 2.17 (m, 1H), 2.02 – 1.77 (m, 3H), 1.66 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 139.6, 117.8, 117.3, 71.0, 67.0, 48.1, 35.0, 29.7, 22.4. IR (neat, cm-1)3412, 2917, 2239, 1658, 1561, 1457 CHN hesaplanan C9H11NO2: C, 65,44; H, 6.71; N, 8.48; O, 19.37. Bulunan C, 65.22; H, 6.257; N, 8.485 Şekil 4.22. 123’ün 1H-NMR spektrumu 84 Şekil 4.23. 123’ün bileşiğinin13C-NMR spektrumu Şekil 4.24. 123’ün NOE-NMR spektrumu 85 4.12. 132’nin Sentezi Azot atmosferindeki CBr4 (933,66 mg, 2,8 mmol) ve PPh3(734.4 mg, 2.8 mmol) üzerine 118 (210 mg, 1.40 mmol) 8 mL kuru DCM’de çözülerek 0 oC’de ilave edildi. Reaksiyon 16 saat, oda sıcaklığında azot atmosferinde karıştırıldı. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 132 (265 mg) %89 verimle elde edildi. Renksiz sıvı Rf=0,80 (%30 EA/Hek). 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.58 (d, J = 7.4 Hz, 1H), 6.00 (dt, J =11.2, 7.1 Hz, 1H), 5.86 (d, J = 11.2 Hz, 1H), 4.74 (t, J = 9.3 Hz, 1H), 2.36 – 2.13 (m, 3H), 2.06 – 1.81 (m, 2H), 1.50 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 146.5, 138.1, 121.3, 117.7, 111.4, 47.5, 33.5, 27.6, 22.4 IR (neat, cm-1) 2938, 2220, 1728, 1148 CHN hesaplanan C9H10BrN: C, 50.97; H, 4.75; Br, 37.68; N, 6.60. Bulunan C, 50.89; H, 5.059; N, 6.889 86 Şekil 4.25. 132’nin 1H-NMR spektrumu Şekil 4.26. 132’nin bileşiğinin13C-NMR spektrumu 87 4.13. 133a ve 133b’nin Sentezi 118 (100 mg, 0.67 mmol) bileşiği ve Cl3CCN (0.67 mL, 6.7 mmol) 4 mL DCM de azot atmosferinde oda sıcaklığında çözüldü. Reaksiyon ortamı 0°C’ye soğutulduktan sonra DBU (0.06 mL, 0.4 mmol) 48 saatte 2 periyot halinde ilave edildi. 48 saat sonra reaksiyon doygun NH4Cl çözeltisiyle (5 mL) ile durdurularak DCM (3x5 mL) ile ekstrakte edildi. Organik faz Na2SO4 ile kurutuldu. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 133a (40 mg) 133b (28 mg) toplamda %35 verimle elde edildi. Beyaz katı 133a Rf=0,83 (%30 EA/Hek). 133b Rf=0,73 (%30 EA/Hek). 133a 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.01 (dt, J = 11.9, 9.4 Hz, 1H), 5.82 (dd, , J = 11.9, 1.3 Hz 1H), 5.10 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 4.92 (ddd, J = 11.7, 8.1, 2.4 Hz, 1H), 2.45 – 2.33 (m, 2H), 2.25 (m, 1H), 2.12 – 1.89 (m, 2H), 1.68 – 1.52 (dddd, J = 15.3, 13.3, 8.4, 3.3 Hz, 1H), 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 164.9, 136.1, 125.4, 115.7, 86.1, 79.7, 59.5, 34.4, 26.0, 23.3. IR (neat, cm-1) 2957, 1657, 1475 88 CHN hesaplanan C11H13Cl3N2O: C, 45.00; H, 3.78; Cl, 36.28; N,9.54; O, 5.45. Bulunan C, 41.52; H, 3.571; N, 8.347 Şekil 4.27. 133a’nın 1H-NMR spektrumu 89 Şekil 4.28. 133a’nın bileşiğinin13C-NMR spektrumu Şekil 4.29. 133a’nın bileşiğinin APT-NMR spektrumu 90 133b 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.90 (dd, J = 11.8, 1.2 Hz, 1H), 5.81 (dt, J = 11.8, 8.7 Hz, 1H), 4.97 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 4.84 (ddd, J = 11.8, 8.8, 2.6 Hz, 1H), 2.44 – 2.24 (m, 3H), 2.05 (m, 1H), 1.77 (m, 1H), 1.66 (m, 1H) 13 C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 165.7, 129.0, 127.7, 115.6, 86.8, 74.6, 59.3, 24.4, 24.2, 22.6. IR (neat, cm-1) 2954, 2221, 1726, 1652, 1549 Chn CHN hesaplanan C11H13Cl3N2O: C, 45.00; H, 3.78; Cl, 36.28; N,9.54; O, 5.45. Bulunan C, 44.87; H, 4.172; N, 9.625 Şekil 4.30. 133b’nin 1H-NMR spektrumu 91 Şekil 4.31. 133b’nin 13C-NMR spektrumu 4.14. 134’ün Sentezi 118 (100 mg, 0.67 mmol) ve Cl3CCN (0.67 mL, 6.7 mmol) 3 mL CH3CN’de azot atmosferinde oda sıcaklığında çözüldü. Reaksiyon ortamı -25°C’ye soğutulduktan sonra DBU (0.10 mL, 0.69 mmol) damla damla ilave edildi. 3 saat sonra reaksiyon doygun NH4Cl çözeltisiyle (5 mL) ile durdurularak DCM (3x5 mL) ile ekstrakte edildi. Organik faz Na2SO4 ile kurutuldu. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel 92 kolonda saflaştırıldı. 134 (160 mg) %82 verimle elde edildi. Açık sarı renkli sıvı, Rf=0,83 (%30 EA/Hek). 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.33 (s, 1H), 6.39 (dd, J = 6.8, 2.3 Hz, 1H), 6.0 (m, 1H), 5.89 (d, J = 11.2 Hz, 1H), 5.39 (m 1H), 2.39 (ddd, J = 15.9, 9.3, 6.7 Hz, 1H), 2.12 – 1.79 (m, 3H), 1.63 (m, 1H), 1.44 (m, 1H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 161.4, 145.7, 138.4, 121.6, 117.8, 112.5, 91.4, 77.4, 29.22 28.6, 20.7. IR (neat, cm-1) 3338, 2940, 2864, 2222, 1665 Şekil 4.32. 134’ün 1H-NMR spektrumu 93 Şekil 4.33. 134’ün APT-NMR spektrumu 4.15. 135’in sentezi 118 (400 mg)’ye HCl gazı ile doyurulmuş metanol çözeltisinden (10 mL) ilave edildi. Oda sıcaklığında 5 saat karıştırıldı. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı. Ham ürün silika gel kolonda saflaştırıldı. 135 (290 mg) %58 verimle elde edildi. Beyaz renkli katı, Rf=0,36 (%30 EA/Hek). 94 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.79 (td, J = 8.8, 1.2 Hz, 1H), 4.78 (d, J = 9.9, Hz, 1H), 3.98 (dq, J = 9.9, 3.5 Hz 1H), 2.53 (s, 1H), 2.04 – 1.82 (m, 2H), 1.77 – 1.64 (m, 3H), 1.47 – 1.31 (m, 1H) 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 150.6, 116.8, 116.5, 75.4, 60.5, 32.1, 28.9, 28.9, 21.6. IR (neat, cm-1); 3455, 2935, 2223,1626, 1448 CHN hesaplanan C9H12ClNO: C, 58.23; H, 6.52; Cl, 19.10; N, 7.54; O, 8.62. Bulunan C, 58.13; H, 6.196; N, 7.218 Şekil 4.34. 135’in 1H-NMR spektrumu 95 Şekil 4.35.135’in 13C-NMR spektrumu Şekil 4.36. 135’in -NMR spektrumu 96 Şekil 4.37. 135’in NOE-NMR spektrumu Şekil 4.38. 135’in kristalinin ORTEPIII çizimi 97 4.16. 137a ve 137b’nin Sentezi 135 (220 mg, 1.19 mmol) 5 ml Toluen’de çözüldü. Üzerine (S)--metil benzilamin (111) (0.23 mL, 1.77 mmol) eklendi. Reaksiyon 110°C’de basınçlı tüpte 17 saat karıştırıldı. Oda sıcaklığına gelmesine müsaade edildi. Çözücüsü uzaklaştırıldı ve silica gel kolondan EA/Hek ile saflaştırıldı. 137a, 137b 285 mg, %89 verimle elde edildi. Diastereomerler birbirinden ayrılamadı. Açık sarı renkli sıvı Rf=0.56 (%30 EA/Hek). Şekil 4.39. 137a, 137b’nin 1H-NMR spektrumu 98 4.17. 138a ve 138b’nin Sentezi 135 (220 mg, 1.19 mmol) 5 mL DCM’de çözüldü. Üzerine (S)--metil benzilamin (111) (0.31 mL, 2.38 mmol) 0°C’de azot atmosferinde damla damla ilave edildi. Oda sıcaklığında 24 saat karıştırıldı. Çözücüsü uzaklaştırıldı ve silica gel kolondan EA/Hek ile saflaştırıldı. 138a 12 mg %4 verimle, 138b 140 mg %40 verimle elde edildi. DCM/Hek kristallendirildi. Kristal yapıdaki madde 138b Rf= 0.33 (%30 EA/Hek). 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.56 – 7.14 (m, 5H), 6.40 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 4.77 (td, J = 6.9, 3.3 Hz, 1H), 4.27 (dd, J = 10.3, 4.5 Hz, 1H), 3.89 (q, J = 6.5 Hz, 1H), 1.93 – 1.20 (m, 13H). 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 148.97, 145.52, 128.38, 127.34, 127.17, 121.38, 118.54, 67.44, 57.05, 54.24, 36.36, 35.46, 23.59, 23.26, 21.33. HRMS (C17H23N2O) hesaplanan: 271.1810, bulunan 271.1805 99 Şekil 4.40. 138b’nin 1H-NMR spektrumu Şekil 4.41. 138’in bileşiğinin13C-NMR spektrumu 100 Şekil 4.42. 138b kristalinin ORTEPIII çizimi 101 5. SONUÇ ve TARTIŞMA Siklooktandan çıkılarak 103 ve 104 nolu bileşikler başarıyla sentezlendi. 103 ve 104’ün verimleri reaksiyon şatlarında yapılan değişikliklerle seçimli olarak elde edilebilmektedir. Ancak bu reaksiyondan yapısı belirlenemeyen bir ürün de 105 oluşmaktadır. Şekil 5.1. Çıkış bileşiklerinin sentezi 103’ün kiral amin 111 ile reaksiyonundan 107a ve 107b’nin sentezi başarıldı. Bu sentezin ardından -amino asite ulaşmamız için gerekli olan hidroliz ve hidrojenasyon basamaklarına geçildi. 107a ve 107b hidrojenasyona maruz bırakıldığında diastereomerik karışım elde edildi. Eğer amin grubuna ilave bir koruyucu grup takılırsa hidrojenasyonun seçimli olmayacağı düşünüldü. Fakat amin grubunun korunması başarısızlıkla sonuçlandı (Şekil 5.2). 102 Şekil 5.2. Çift bağın seçimli indirgenmesi çalışmaları 104, epoksidasyonla 110’a dönüştürüldü. Epoksit amin 111 ile epoksit açılmasına maruz bırakıldı. Literatürde yedili halkada değişik nükleofillerle epoksit açılması regioselektif olarak allilik merkezden gerçekleştiği bilinmektedir (Şekil 5.3). 103 Şekil 5.3. 110’un 111 ile allilik merkezden açılmasıyla -hidroksi--aminoasit sentezi Bu bilgiler ışığında gerçekleştirilen reaksiyonlarda istenilen ürünler elde edilemedi. Fakat bizim çalışmalarımızda amin ile epoksit açılma ürününe rastlanmadı. Fakat 111’in veya NEt3’in CH2’den proton koparması ile ilerleyen epoksit açılma ürünü 118 elde edildi. Değişik baz ve çözücüler kullanılarak yüksek verimlerde prokiral ve kiral merkezlere sahip 118’in sentezi gerçekleştirildi. Çift bağların elektron yoğunlukları birbirinden farklı olduğu için epoksidasyonun seçimli olarak ilerleyeceği öngörüldü. -doymamış sistem elektronca fakir olduğu için epoksidasyonun diğer çift bağ üzerinden gerçekleşeceği düşünüldü. Her ne kadar allilik sistemlerde hidroksil gruplarının epoksidasyonu yönlendirdiği biliniyorsa da, bu daha çok oluşan ürünün hidroksil grubuna göre stereokimyası ile ilgilidir. Bizim sistemimizde ise 118’in mCPBA ile oksidasyonundan ana ürün olarak 123 bileşiği elde edildi (Şekil 5.4). 104 Şekil 5.4. 108 ve 123 bileşiklerinin sentezi Hidroksi--aminoasitin sentezi, 118’den başlanarak bir kaç basamakta hedef ürüne ulaşılabileceği düşünüldü. Cl3CCN ile allil alkoller aminasyona maruz bırakılabilmektedir. Bu maksatla alkol 118, Cl3CCN ile reaksiyona sokuldu. Daha sonra reaksiyon ortamına DBU ilave edilerek ara ürünün 133a ve 133b düzenlenmesine müsaade edildi. Fakat tek kademe de 133a ve 133b ye ulaşma denememizde reaksiyon veriminin oldukça düşük olduğu görüldü. İki basamakta gerçekleştirilen reaksiyonda ise istenilen hedef ürünler elde edilemedi. 133a ve 133b’nin yüksek verimle sentezi için daha sonraki çalışmalarımızda alternatif yöntemler uygulanarak hedefe gidilmeye çalışılacaktır. 105 Şekil 5.5. 133a ve 133b bileşiklerinin sentezi -hidroksi--aminoasit sentezi için direkt bazik ortam veya Lewis asidi katalize açılma yerine metanolik HCl ile açılmanın da denenmesi gerektiği düşünüldü. Epoksit 110’un, metanolik HCl ile ile reaksiyonundan -amino asit öncü 135 nolu bileşik %58 verimle elde edildi. 135’in aminasyon çalışmalarında 1:1 oranında 137a ve 137b oldukça yüksek verimle sentezlendi. Kromatografik yöntemlerle izomerlerin birbirinden ayrılmadığı görüldü. Bunun üzerine hafif fonksiyonellendirme ile izomerlerin birbirinden ayrılacağı öngörüldü. Fakat gerçekleştirilen bir seri reaksiyonda istenilen sonuca ulaşılamadı. 135’in aminasyonu ile elde edilen bir diğer izomer karışımı olarak elde edilen 1:4 oranında 138a ve 138b izomerlerinden 138b’nin kristal formda elde edilmesiyle X-Ray ile mutlak streoekimyası belirlendi. 106 Şekil 5.6. 137a, 137b ve 138a, 138b’nin sentezi X-Ray ile mutlak stereokimyası belirlenen 138b daha sonraki çalışmalarımızda hidrojenasyona maruz bırakılacaktır. Amin grubunun hidrojenasyonu yönlendirmesi ile nitril grubunun amine göre anti, hidroksile göre syn olacağı düşünülmektedir. Nitril grubunun hidrolizi ile hidroksi--amino asit elde edilecektir. Her ne kadar 138a’nın XRay analizi yoksa da bu bileşik 138b’nin izomeri olmak zorundadır. Yapının Şekil 5.6’de verildiği gibi olduğu düşünülmektedir. 138a’da benzer şekilde hidrojenasyon ve hidrolizle ilgili amino asite 155a’ya dönüştürülecektir (Şekil 5.7) Şekil 5.7.-hidroksi--aminoasit sentezi için izlenecek yol 107 Daha sonraki çalışmalarımızda 137a ve 137b’nin hidrolizi ve elde edilen karboskilik asitler üzerinden laktamlar elde edilmeye çalışılacaktır. Laktam basamağında izomerler ayrılarak mutlak stereokimyaları belirli -amino asit öncüsü edilecektir (Şekil 5.8). Şekil 5.8.-hidroksi--laktam sentezi için izlenecek yol 159a ve 159b elde 108 KAYNAKLAR Buchwaldt, L., Green, H., 1992. Phytotoxicity of destruxin B and its possible role in the pathogenesis of Alternaria brassicae. Plant Pathol. 41, 55–63. Bunnage, M. E., Ganesh, T., Masesane, I. B., Orton, D, Steel, P. G., 2003. Asymmetric synthesis of the putative structure of (-)-oryzoxymycin. Org. Lett., 5(3), 239242. Chippindale, A. M., Davies, S. G., Iwamoto, K., Parkin, R. M., Smethurst, C. A. P., Smith, A. D., Rodriguez-Solla, H., 2003. Asymmetric synthesis of cyclic amino acids and cyclic amines via sequential diastereoselective conjugate addition and ring closing metathesis. Tetrahedron, 59, 3253. Choi, S. and Silverman, R. B., 2002. Inactivation and Inhibition of γ-Aminobutyric Acid Aminotransferase by Conformationally Restricted Vigabatrin Analogues. J. Med. Chem., 45, 4531. Coursindel, T., Martinez, J., Parrrot, I., 2011. Concise Pathway to New Multifunctionalized Constrained Pentacin Derivatives by Means ofTwo Stereospecific Tandem Reactions. Eur. J. Org. Chem., 4519-4522. Crews, P.; Manes, L. V.; Boehler, M., 1986. Jasplakinolide, a cyclodepsipeptide from the marine sponge, JaspiSP. Tetrahedron Lett., 27, 2797.Davies, S. G., Garrido, N. M., Kruchinin, D., Ichihara, O., Kotchie, L. J.; Price, P. D., Mortimer, A. J. P., Russell, A. J., Smith, A. D., 2006. Homochiral lithium amides for the asymetric synthesis of -amino acids. Tetrahedron: Asymmetry, 17, 1793. Dragovich, P. S., Murphy, D. E., Dao, K., Kim, S. H., Li, L. S., Ruebsam, F., Sun, Z., Tran, C. V., Xiang, A. X., Zhou, Y., 2008. Efficient synthesis of (1R,2S) and (1S,2R)-2-aminocyclopentanecarboxylic acid ethyl ester derivatives in enantiyomerically pure form. Tetrahedron: Asymmetry., 19, 2796. Forró, E., rva, J., Fülöp, F., 2001. Preparation of (1R,8S)- and (1S,8R)-9azabicyclo[6.2.0]dec-4-en-10-one: potential starting compounds for the synthesis of anatoxin-Tetrahedron: Asymmetry., 12, 643. Forró, E., Fülöp, F., 2003. Lipase-Catalyzed Enantioselective Ring Opening of Unactivated Alicyclic-Fused-Lactams in an Organic Solvent. Org. Lett., 5, 1209. Fülöp, F., 2000. The Chemistry of 2-Aminocyclopentanecarboxylic Acid.In Studies in Natural Products Chemistry, Atta-ur-Rahman, Ed., Elsevier, Amsterdam,22, 273–306. Fülöp, F., 2001. The chemistry of 2-aminocycloalkanecarboxylic acids. Chem. Rev., 101(7), 2181-2204. Gardiner, J., Anderson, K. H., Downard, A., Abell, A. D., 2004. Synthesis of Cyclic Amino Acid Esters from Methionine, Allylglycine, and Serin. J. Org. Chem., 69, 3375. Garrido, N. M., Blanco, M., Cascon, I. F., Diez, D., Vicente; Sanz, F., Urones, J. G., 2008. Asymetric synthesis of (1S,2R)-2-aminocyclooctanecarboxylic acid. Tetrahedron: Asymmetry., 19, 2895. 109 Gedey, S., Eycken, J. V., Fü1öp, F., 2002. Liquid-Phase Combinatorial Synthesis of Alicyclic â-Lactams via Ugi Four-Component Reaction. Org. Lett., 4(11), 19671969. Gomes, P. B., Markus, N., Hans-Martin, D., Christian, H., 2010. Pitucamycin: Structural Merger of a Phenoxazinone with an Epoxyquinone Antibiotic. J. Nat. Prod., 73, 1461–1464. Griffith, O.W., 1986. Beta-Amino Acids - Mammalian Metabolism and Utility as Alpha-Amino-Acid Analogs. Annual Review of Biochemistry,. 55., 855-878. Hamersak, Z., Roje, M., Avdagic, A., Sunjic, V., 2007. Quinine-mediated parallel kinetic resolution of racemic cyclic anhydride: stereoselective synthesis, relative and absolute configuration of novel alicyclic -amino acids. Tetrahedron: Asymmetry., 18, 635. Hashimot.T, 1972.Structures of Oryzoxymycin and Its Dimerization Product. Journal of Antibiotics, 25(6): p. 350 Hornykiewicz, O., 2002. L-DOPA: From a biologically inactive amino acid to a successful therapeutic agent. Amino Acids, 23, 65–70. Iwamoto, T., Tsujii, E., Ezaki, M., Fujie, A., Hashimoto, S., Okuhara, M., Kohsaka, M., Imanaka, H., Kawabata, K., Ina- moto, Y., Sakane, K. 1990. J. Antibiot., 43, 1. Kawabata, K., Inamoto, Y., Sakane, K., Iwamoto, T., Hashimoto, S. 1990. J. Antibiot., 43, 513. Kiss, L., Forró, E., Bern th, G., Fülöp, F., 2005. Synthesis of alicyclic trans--amino acids from cis--hydroxycycloalkanecarboxylates. Synthesis., 8, 1265. Kiss, L., Forro, E., Sillanpaa R., Fülöp F., 2008. Novel Functionalized Cispentacin Derivatives: Synthesis of 1,2,3-triazole-substitued 2aminocyclopentanecarboxylate steroisomer. Tetrahedron: Asymmetry, 19, 2856– 2860. Kiss, L., Fülöp, F., 2012. Synthesis of Carbocyclic and Hetereocyclic Aminocarboxylic Acids. Chemical Reviews., B. Konishi, M., Nishio, M., Saitoh, K., Miyaki, T., Oki, T., Kawagu- chi, H. J., 1989 Antibiotics. 42, 1749. Matsushima, Y., Kino, J., 2009. New Concise Route to 2-Amino-3 hydroxycycloalkanecarboxylic Acids by Imidate-Mediated Intramolecular Conjugate Addition. Eur. J. Org. Chem., 10, 1619–1624. Nicolaou, K. C., Dai, W., Guy, R. K., 1994. Chemistry and Biology of Taxol. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 33(1), 15-44. Oki, T., Hirano, M., Tomatsu, K., Numata, K., Kamei, H., 1989, J. Antibiotics., 42, 1756. Palko, M., Benedek G., Forró, E., eber, E., Hanninen., Sillanpaa, R., M., Fülöp, F., 2010. Synthesis of monoand dihydroxy-substituted 2aminocyclooctanecarboxylic acid enantiomers. Tetrahedron: Asymmetry, 21(8), 957-961. Pegova, A., Abe, H., Boldyrew., 2000. Hydrolysis of Carnosine and Related Compunds by Mammalian Carnosinases. Comp. Biochem. Phys. B-Biochem. Mol. Biology., 127(4), 443-446. Roers, R., Verdine, G.L., 2001. Concise Enantio- and Diastereoselective Synthesis of Alpha-Hydroxy-Alpha-Methyl-Beta-Amino Acids. Tetrahedron Lett., 42(21), 3563-3565. 110 Schofield, C. J.,Walter, M.W., 1999. Amino Acids, Peptidase and Proteins., 30, 335397 Spiteller, P., Ruth, M., Von Nussbaum, F., Steglich, W., 2000. Detection of a 2,3Aminomutase in the Mushroom Cortinarius violaceus. Angew. Chem. Int. Ed., 39, 2754–2756. Steel, G. P. and Masesane I. B., 2004. Stereoselective routes to 3-hydroxy and 3,4dihydroxy derivatives of 2-aminocyclohexanecarboxylic acid. Tetrahedron Lett., 45, 5007–5009 Sterr, D.L., Lew, R.A., Perlmutter, P., Smith, A.I., Aguiler, M.I., 2002. Beta-Amino Acids: Versatile Peptidomimetics. Curr. Med. Chem., 9(8), 811-822. Stierle, A, Strobel, G.,Stierle, D., 1993. Taxol and Taxane Production by TaxomycesAndreanae, An Endophytic Fungus of Pacific Yew. Science, 260(5105), 214216. Szakonyi, Z., Bal zs, A., Martinek, T. A., Fülöp, F., 2006. Enantioselective addition of diethylzinc to aldehydes catalyzed by amino alcohols derived from (+)-and (-)- -pinene. Tetrahedron: Asymmetry, 17, 199. Szakonyi, Z., Bal zs, A., Martinek, T. A., Fülöp, F., 2010. Stereoselective synthesis of pinane-based - and amino acids via conjugate addition of lithium amides and nitromethane. Tetrahedron: Asymmetry, 21, 2498. Szakonyi, Z., 2005. Synthesis of 3-and 4-hydroxy-2-aminocyclohexanecarboxylic acids by iodocyclization. European Journal of Organic Chemistry, (18) 4017-4023. Tang, W., Wu, S., Zhang, X., 2003. Enantioselective Hydrogenation of Tetrasubstituted Olefins of Cyclic -(Acylamino)acrylates. J. Am. Chem. Soc., 125, 9570. Umezawa, H., Ishizuka, M., Agoyagi, T., Takeuchi, T., 1976. Enhancement of DelayedType Hypersensitivity by Bestatin, An Inhibitör of Aminopeptidase- and Leucine Aminopeptidase. J. Antibiot. 29(8), 857-859. Von Nussbaum, F., Spiteller, P., 2004. In mino Acids in Nature in Highlights in Bioorganic Chemistry: Methods and Applications. Wiley – VCH, Weinheim, p. 63-89. Windholz, M., Budavari, S., Stroumtsos, L.Y., Fertig, M.N., 1976. Eds. The Merck Index, An Encyclopedia of Chemicals and Drugs. 9th ed., Merck, Ranway, NJ, p. 909. Zabriskie, T. M., Klocke, J. A., Ireland, C.M., Marcus, A.H., Molinski, T.F., Faulkner, D.J., Xu, C., Clardy, J., 1986. Jaspamide, a modified peptide from a Jaspis sponge, with insecticidal and antifungal activity. J. Am. Chem. Soc., 108, 3123. Ziegelbauer, K., Babczinski, P., Schönfeld, ., 1988. Moleculer Mode of Action of the Antifungal -Amino Acid BAY 10-8888. Antimicrob. Agents and Chemother. 42(9), 2197-2205. 111 ÖZGEÇMİŞ 12 Ocak 1988 tarihinde Ankara’da dünyaya geldi. İlkokul ve lise eğitimini Ankara’da aldı. 2006 yılında girdiği Atatürk Üniversitesi Eğitim Fakültesi Kimya Bölümünden 2011 yılında mezun oldu. 2012 yılında Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalında yüksek lisans eğitimine başladı. Halen Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü’nde öğretimine devam etmektedir.
