Marta Woyciechowska
advertisement
Badanie reakcji Mukaiyamy i winylogowej reakcji Mukaiyamy w obecności wody katalizowanych kwasami Lewisa mgr Marta Woyciechowska Winylogowa reakcja Mukaiyamy jest powszechnie stosowana do otrzymywania δ–hydroksy prekursory α,β–nienasyconych do syntezy związków związków karbonylowych, naturalnych. Metoda ta stanowiących jest ściśle często związana z wykorzystaniem enoloeterów sililowych, posiadających sprzężony układ wiązań podwójnych. Spośród nich na szczególną uwagę zasługują siloksyfurany o ambidentnym charakterze nukleofilowym, dające dostęp do ważnej klasy laktonów: γ–butenolidów. Doniesienia literaturowe pokazują, że mogą być one z powodzeniem zastosowane w winylogowej reakcji Mukaiyamy (Schemat 1).1 Schemat 1. Reakcja Mukaiyamy w sprzężonym układzie wiązań podwójnych Prowadzenie reakcji w obecności wody jest ważnym aspektem współczesnej chemii, która dąży do eliminacji szkodliwych rozpuszczalników organicznych na korzyść warunków imitujących warunki naturalne. Brak procedur, opisujących przebieg winylogowej reakcji Mukaiyamy w środowisku wodnym, otwiera drogę do nowych badań w tym obszarze. Postanowiłam więc sprawdzić przebieg reakcji aldolowej 2-(trimetylosiloksy)-furanu z aldehydami w tych warunkach. Badania wstępne wskazywały na nietypowy przebieg reakcji Mukaiyamy w sprzężonym układzie wiązań podwójnych enoloeteru sililowego wywołany obecnością wody w środowisku reakcji (Schemat 1). Możliwość kontroli regioselektywności reakcji dla tego typu substratów poprzez prostą zmianę rozpuszczalnika w celu otrzymania pożądanego produktu addycji zachęcało do dalszych badań. Postanowiłam opracować metodę komplementarną do winylogowej reakcji Mukaiyamy, prowadzącą do produktów reakcji aldolowej. Uwagę skupiłam w szczególności na zastosowaniu w reakcji Mukaiyamy siloksyfuranów oraz pochodnych sililowych estrów kwasu krotonowego. Dlatego też głównym celem badań przedstawionych w niniejszej pracy było sprawdzenie, jaki wpływ na przebieg winylogowej reakcji karbonylowymi ma obecność regioselektywność Mukaiyamy siloksyfuranów z różnymi partnerami wody. W pierwszej części pracy została określona (α/γ) reakcji aldolowej 2-(trimetylosiloksy)-furanu prowadzonej w obecności kwasu Lewisa. Do realizacji tego celu wykorzystałam prowadzone równolegle reakcje w suchych rozpuszczalnikach organicznych oraz w środowisku wodnym. Sprawdziłam także regioselektywność reakcji innych siloksyfuranów, posiadających większe zatłoczenie steryczne wokół atomu węgla α względem grupy karbonylowej. Badania obejmowały optymalizację warunków omawianej reakcji, prowadząc do otrzymania nowej efektywnej metody syntezy pochodnych 2(5H)-furanonu w środowisku wodnym. Kolejny etap pracy pozwolił mi określić uniwersalność opracowanej metody poprzez zastosowanie różnych aldehydów aromatycznych, alifatycznych oraz estrów kwasu pirogronowego w reakcji z siloksyfuranami. Otrzymałam szereg związków nieopisanych do tej pory w literaturze, które mogą być wykorzystane w dalszych modyfikacjach. Rozszerzenie badań miało na celu sprawdzenie, czy wpływ wody na regioselektywność reakcji Mukaiyamy jest taki sam dla siloksyfuranów jak i łańcuchowych enoloeterów sililowych, posiadających sprzężony układ wiązań podwójnych. Mając na uwadze aspekty współczesnej syntezy organicznej, bardzo ważną częścią zaplanowanych przeze badań było wprowadzenie do środowiska reakcji chiralnych kwasów Lewisa. Umożliwiło to otrzymanie enancjomerycznie wzbogaconych alkoholi przy zachowaniu łagodnych warunków reakcji. Ten fragment badań wymaga szczególnej uwagi, jest to bowiem pierwszy przykład asymetrycznej katalitycznej reakcji Mukaiyamy sprzężonych enoloeterów sililowych. Ostatni etap pracy obejmował zastosowanie opracowanej metody w syntezie związku pochodzenia naturalnego, posiadającego w swojej strukturze jednostkę budulcową, bazującą na α-podstawionym pierścieniu 2(5H)-furanonu. W dwóch etapach otrzymałam wilozynę, posiadającą między innymi właściwości przeciwzapalne. Zastosowanie reakcji Mukaiyamy siloksyfuranów prowadzonej w roztworach wodnych umożliwiło znaczne uproszczenie procedur opisanych w literaturze poprzez wyeliminowanie etapów związanych z wytworzeniem litopochodnych 2(5H)-furanonu bądź generowaniu enolanów boru. 1 Ollevier, T.; Bouchard, J.-E.; Desyroy, V. J. Org. Chem. 2008, 73, 331.
