Non Aromatic Heterocyclic Chemistry & Natural Products Μη αρωματική ετεροκυκλική Χημεία και Φυσικά Προϊόντα

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Non Aromatic Heterocyclic Chemistry & Natural Products Μη αρωματική ετεροκυκλική Χημεία και Φυσικά Προϊόντα"

Στυλιανός Κουρμούλης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 on Aromatic eterocyclic Chemistry & atural Products Μη αρωματική ετεροκυκλική Χημεία και Φυσικά Προϊόντα A001 ubjects: 1. mall ring (3 & 4); steroids & β-lactones (lactams) & 6 medium rings; carbohydrate chemistry & 6 nitrogen hetreocycles; alkaloids. Θέματα: 1. Μικρός δακτύλιος (3 και 4); στεροειδή και β-λακτόνες (λακτάμες) 2. 5 & 6 μελής δακτύλιοι; χημεία υδατανθράκων 3. 5 & 6 αζωτούχα ετεροκυκλικά συστήματα; αλκαλοειδή Concepts: 1. stereoelectronic control: effective orbital overlap 2. Kinetic & thermodynamic control 3. eighbouring Group Participation (GP) 4. Phenolic oxidative coupling. Εννοιες: 1. Στερεοηλεκτρονικός έλεγχος: αποτελεσματική αλληλεπικάλυψη τροχιακού 2. Κινητικός και θερμοδυναμικός έλεγχος 3. Συμμετοχή γειτονικής ομάδας (GP) 4. Φαινολική οξειδωτική σύζευξη

5 & 6 μελής δακτύλιοι; χημεία υδατανθράκων 3. 5 & 6 αζωτούχα ετεροκυκλικά συστήματα; αλκαλοειδή Concepts: 1. stereoelectronic control: effective orbital overlap 2. Kinetic & thermodynamic control 3.

2 Chemistry of 3-membered rings Χημεία τριμελών δακτυλίων A002 X X = X = X = xirane, epoxide Οξιράνιο, εποξείδιο Thiirane Θειιράνιο Aziridine (Αζιριδίνη) Azirine (Αζιρίνη) Epoxides common in natural products. Τα εποξείδια είναι κοινά στα φυσικά προϊόντα eg Disparture (gypsy moth sex attractant) n-c thods of epoxide preparation Μέθοδος παρασκευής εποξειδίων thod 1: Alkene Peracid; cf teroids Μέθοδος 1: Αλκένιο Υπεροξύ; cf Στεροειδή teroid umbering Αρίθμηση στεροειδών 19β C D A B α-Chοlestaine 3D representation τρισδιάστατη απεικόνηση X = 3β substituent (equitorial) Y = 3α substituent (axial) X Y 5α ote: igid skeleton (no chair flipping) excellent for stereochemical probes β-face sterically hindered by groups Σημείωση: Ακαμπτος σκελετός, άψογος για στερεοχημικές 'ερευνες β-όψη στερικά παρεμποδισμένη από τις μεθυλομάδες

Τα εποξείδια είναι κοινά στα φυσικά προϊόντα eg Disparture (gypsy moth sex attractant) n-c 10 11 thods of epoxide preparation Μέθοδος παρασκευής εποξειδίων thod 1: Alkene Peracid; cf teroids Μέθοδος

3 Chemistry of 3-membered rings Χημεία τριμελών δακτυλίων A Cl MCPBA 4 3 DCM, ac 3 buffer via Ar Also Paynes eagent (neutral alternative) Επίσης Paynes eagent (εναλλακτικό ουδέτερο) Eg. Cholest-5-ene π.χ. Χολεστ-5-ενιο C 2 2 Perbenzimidic Acid Υπερβενζιμιδικό οξύ A B MCPBA A B 5α,6α epoxide 5α,6α εποξείδιο otes: TEIC APPAC CTL: 19β shields top face. MCPBA approaches least hindered α face. Σημείωση: Στερικός έλεγχος προσέγγισης: 19β Μe προστατεύει την ανω όψη. To MCPBA προσεγγίζει την λιγότερο παρεμποδισμένη α-όψη. X tereospecific. cf acyclic alkenes Στερεοειδική αντίδραση. cf ακυκλα αλκένια 1 MCPBA 1 lefin geometry preserved διατηρείται η γεωμετρία της ολεφίνης

Χολεστ-5-ενιο C 2 2 Perbenzimidic Acid Υπερβενζιμιδικό οξύ A B MCPBA A B 5α,6α epoxide 5α,6α εποξείδιο otes: TEIC APPAC CTL: 19β shields top face.

4 Elecron rich alkenes react faster with peracids Ηλεκτρονικά πλούσια αλκένια αντιδρούν γρηγορότερα από τα υπεροξέα A004 >> > > or > EWG > Fastest Γρηγορότερα lowest Πιο αργά 2 2 alternative reagent for electron poor alkenes 2 2 εναλλακτικό αντιδραστήριο για ηλεκτρονικά φτωχά αλκένια Eg. Cholest-5-ene via 2 2 Base - attacks from least hindered α-face - προσβάλλει από την λιγότερο παρεμποδισμένη α-όψη eighbouring Group Participation possible Πιθανή συμμετοχή γειτονικής ομάδας MCPBA TEIC APPAC CTL Στερικός έλεγχος προσέγγισης MCPBA GP enbest eaction: - Bond anchor with incoming peracid Δεσμός υδρογόνου αγκιστρώνει το εισερχόμενο υπεροξύ

Cholest-5-ene via 2 2 Base - attacks from least hindered α-face - προσβάλλει από την λιγότερο παρεμποδισμένη α-όψη eighbouring Group Participation possible

5 thod 2: ufur Ylides - Μέθοδος 2: Υλίδια θείου A005 eagent Preparation Παρασκευή αντιδραστηρίου B a I C 2 C 2 Ylide\Υλίδιο b I C 3 I B C 2 eg. B = ac 2 Dimethyl anion διμεθυλικό ανιόν 2 =C 2 5α cholest-3-one 5α χολεστ-3-ονη teric Approach Control Στερική έλεγχος προσέγγισης 2 C 2 2 Wittig like mechanism (Ph 3 P=C 2 ) Μηχανισμός τύπο Wittig 2 =C 2 1,4-Add n ofter Πιο μαλακό 2 =C 2 1,2-Add n

B = ac 2 Dimethyl anion διμεθυλικό ανιόν 2 =C 2 5α cholest-3-one 5α χολεστ-3-ονη teric Approach

6 thod 3: Cyclisation of halohydrins & elated Compounds Μέθοδος 3: Κυκλοποίηση των αλογονουδρινών και σχετικές ενώσεις General Procedure - Γενική διαδικασία B 1 A 4 2 X 3 Trans antiperiplanar Trans αντιπαράλληλο 2 Inversion at C-X 2 αναστροφή στον C-X 1 A A006 B = Base, A =,,, ; X = LG, eg, Br, Cl, I, Ts Can be used to give opposite stereochemistry from peracids Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δώσει αντίθετη στερεοχημεία από τα υπεροξέα eg. MCPBA Br teric Approach Control Στερικός έλεγχος προσέγγισης Br Et 3 otes: Bromonium cation approach from least hindered α-face Σημείωση:Το Βρωμονικό κατιόν προσεγγίζει από την λιγότερο παρεμποδισμένη α-όψη ydroxide anion attacks bromonium cation at C2 to give Trans Diaxial product despite Bad developing 1,3-diaxial interaction with the 19β group. Το υδροξυλικό ανιόν προσβάλλει το βρωμονικό κατιόν στον C2 για να δώσει το trans διαξονικό προϊόν παρά την κακή ανάπτυξη 1,3-διαξονικών αλληλεπιδράσεων με την 19β Μe ομάδα. Br Br Trans Diaxial trans διαξονικό Trans diaxial ring opening of bromonium ions, epoxides, aziridines gives Maximun rbital verlap in the Transition tate. tereoelectronically favoured rxn pathway Trans διαξονική διάνοιξη δακτυλίου των βρωμονιακών ιόντων, εποξειδίων, και αζιριδινών δίνει την μέγιστη αλληλεπικάλυψη στην μεταβατική κατάσταση. Στερεοηλεκτρονικά επιθυμητό μονοπάτι αντίδρασης T Br Diequitorial Διισημερινό

για να δώσει αντίθετη στερεοχημεία από τα υπεροξέα eg.

7 thod 4: harpless Enantiospecific Epoxidation of Prochiral Allylic Alcohols Μέθοδος 4: Εναντιοειδική εποξείδωση harpless των προχειρικών αλλυλικών αλκοολών A007 eagents & Conditions: Ti(- i Pr) 4, t Bu, DCM, -20 o C. Αντιδραστήρια και συνθήκες: Ti(- i Pr) 4, t Bu, DCM, -20 o C eg. Prochiral allylic alcohol Προχειρική αλλυλική αλκοόλη eagents Et 2 C C 2 Et (-) diethyl tartrate > 95 % ee ptically Pure products Οπτικώς καθαρά προϊόντα eagents (αντιδραστήρια) > 95 % ee Et 2 C C 2 Et () diethyl tartrate () διεθυλο τρυγικός εστέρας D-Diethyl Tartrate (approach from above) D-διαιθυλο τρυγικός εστέρας (προσέγγιση από επάνω) "" "" L-Diethyl Tartrate (approach from below) L-διαιθυλο τρυγικός εστέρας (προσέγγιση από κάτω)

Prochiral allylic alcohol Προχειρική αλλυλική αλκοόλη eagents Et 2 C C 2 Et (-) diethyl tartrate > 95 % ee ptically Pure products Οπτικώς καθαρά προϊόντα eagents (αντιδραστήρια) >

8 Aziridines - Αζιριδίνες A008 itrogen analogues of epoxides; occur in natural products Αζωτούχα ανάλογα εποξειδίων. Απαντούν σε φυσικά προϊόντα eg Mitomycin A (purple) π.χ. Μιτομυκίνη Α (μωβ) C 2 Antitumour / antibiotic αντικαρκινικό/ αντιβιοτικό Preparation - Παρασκευή 1) From Epoxides via Azido-mesylates (3 steps) 1) Από εποξείδια μέσω αζιδο-μεσυλικών εστέρων (3 στάδια) tep 1 a 3, Et 3 tep 2 3 TD Max rb verlap Μέγιστη αλληλεπικάλυψη τροχιακού 2 Cl, Et 3 Ms 3 3

Μιτομυκίνη Α (μωβ) C 2 Antitumour / antibiotic αντικαρκινικό/ αντιβιοτικό Preparation - Παρασκευή 1) From Epoxides

9 tep 3 eduction with LiAl 4 Αναγωγή με LiAi 4 A009 Ms LA Ms 3 2 Azido mesylate αζιδομεσυλικός εστέρας Ms LA 2 pposite to starting epoxide Αντίθετο του αρχικού εποξειδίου ote: Trans Antiperiplanar Σημείωση: trans αντιπαράλληλο 2) From lefins and Iodine isocyanate (I-C) Από ολεφίνες και τον ιωδικό ισοκυανικό εστέρα (Ι-C) tep 1 C I-C teric Approac Control Στερικός έλεγχος προσέγγισης I α-face α-όψη TD C I I C

Σημείωση: trans αντιπαράλληλο 2) From lefins and Iodine isocyanate (I-C) Από ολεφίνες και τον ιωδικό

10 tep 2 a, C 2 A010 I C I Trans antiperiplanar trans αντιπαράλληλο 2 C tep 3 ydrolysis - Υδρόλυση Base, - 2 C ydrolysis of Carbamate ester Υδρόλυση του καρβαμικού εστέρα 3) Via Azide (from alkene) - Μέσω αζιδίων (από αλκένιο) Alkyl azides = 1,3-dipoles and give cycloaddition rxns with alkenes Αλκυλο αζίδια = 1,3-δίπολα και δίνουν αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης με αλκένια hv photolysis φωτόλυση loss of stereochemistry because of free rotation around C-C bond in biradical intermediate η στερεοχημεία χάνεται λόγω της ελεύθερης περιστροφής του δεσμού C-C της ενδιάμεσης δίριζας

αζίδια = 1,3-δίπολα και δίνουν αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης με αλκένια 1 4 2 3

11 Preparation: - Παρασκευή: Thioepoxides (Thiiranes) - Θειοεποξείδια (Θειϊρανια) 1) From β mercapto halides and derivatives (cf halohydrin method). Από β μερκαπτο αλογονίδια και παράγωγα (πχ μέθοδος αλογοϋδρίνης). A011 B X 3 X = Br, I, Cl, Ts, Ms ) From sulfur ylides & thiocarbonyl cmpds 2) Από υλίδια του φωσφόρου και θειοκαρβονυλικές ενώσεις 2.C 2 deep blue 3) From Epoxides - Από Εποξείδια KC, 2 C C ote: Inversion of stereochemistry verall driving force is greater thermodycnamic stability of cyanate ion elenocyanate gives unstable episelenide. Gives alkene. thod of epoxide deoxygenation. Σημείωση: Αντιστροφή της στερεοχημείας Η οδηγούσα δύναμη είναι μεγαλύτερη από θερμοδυναμική σταθερότητα του κυανικού ιόντος. Τα σελενοκυανικά δίνουν ασταθή επισελενίδια. Δίνουν αλκένια. Μέθοδος αποξυγόνωσης του εποξειδίου. KeC e e

A011 B 1 4 2 X 3 X = Br, I, Cl, Ts, Ms 1 4 2 3 2) From sulfur ylides & thiocarbonyl cmpds 2) Από υλίδια του φωσφόρου και θειοκαρβονυλικές ενώσεις 2.

12 ing pening eactions of Epoxides and Aziridines (strain relief) Αντιδράσεις Διάνοιξης Δακτυλίου Εποξειδίων και Αζιριδινών (μείωση τάσης) ucleophilic attack under neutral or alkaline conditions. Πυρηνόφιλη προσβολή σε ουδέτερες ή αλκαλικές συνθήκες. uc = Phe -, Ph -, - 3, C -, - (from LA), MgX, 2 CuLi etc u eg 1 u A012 tereoelectronic control: trans diaxial ring opening maximizes orbital overlap giving regio- and stereo- specific rxns. Στερεοηλεκτρονιακός έλεγχος: trans διαξονιακή διάσπαση δακτυλίου ελαχιστοποιεί την αλληλεπικάλυψη τροχιακών δίνοντας τόπο- και στέρεο-ειδικές αντιδράσεις. TD D 1) LiAlD 4 2) 3 D D eg 2 Ph TD aph, Ph Ph

uc = Phe -, Ph -, - 3, C -, - (from LA), MgX, 2 CuLi etc 2 1 4 1 4 2 3 2 3 u eg 1 u A012 tereoelectronic control: trans diaxial ring opening maximizes orbital

Σχετικά έγγραφα

BORON - ΒΟΡΙΟ SBS001. Boron has a vacant p-orbital - Το βόριο έχει ένα άδειο π-τροχιακό. H B. H empty p orbital H H άδειο π-τροχιακό diborane

BORON - ΒΟΡΙΟ SBS001. Boron has a vacant p-orbital - Το βόριο έχει ένα άδειο π-τροχιακό. H B. H empty p orbital H H άδειο π-τροχιακό diborane oron has a vacant p-orbital - Το βόριο έχει ένα άδειο π-τροχιακό. N - ΒΟΡΙΟ SS001 empty p orbital άδειο π-τροχιακό diborane borane διβοράνιο βοράνιο (a) Vacant p-orbital + lone pair of e - s (ewis base)