Pirolin temelli kiral organokatalistlerin sentezi ve bunların aldol reaksiyonlarındaki asimetrik indüksiyon etkilerinin araştırılması: Deneysel ve teorik bir yaklaşım

Abstract

Optikçe aktif bileşikler ilgili çalışmalar endüstriyel ve akademik alanda çok önemli bir yer tutar. Asimetrik kataliz optikçe aktif bileşiklerin sentezi için ideal bir yöntem olarak kabul edilebilir. Stereokimyada asimterik indüksiyon, sübstrat, reaktif, katalist veya çevredeki kiral bir özelliğinin etkisi sonucu bir enantiyomer veya diyastreoizomerden birinin seçici oluşumu olarak tanımlanır. Asimetrik indüksiyon asimetrik sentezde temel bir olgu olarak yer almakta olup ilk kez Emil Fischer tarafından karbohidratlar üzerindeki çalışmalarıyla literatüre girmiştir. Bu alanda yapılan çalışmalar genellikle metal içeren kiral ligantlar içermektedir. Konunun önemi 2001 Nobel Kimya ödülüyle taçlandırılmıştır.Bu çalışmada C2 simetrisine sahip prolin temelli 4 adet organokatalizörler sentezlendi ve yapıları aydınlatıldı. Elde edilen 4 adet organokatalizörlerin Aldol tepkimelerindeki asimetrik indüksiyon etkileri araştırıldı. Deneysel çalışmalara başlamadan önce sentezlenecek ligantların hangi tür Adol reaksiyonu için etkili olabileceği teorik olarak çalışıldı ve alınan sonuçlar doğrultusunda reaksiyonlar seçildi. Elde edelin sonuçlar teorik olanlarla kıyaslandı. Bu hesaplamalar için katalistlerin moleküler dinamik dvaranışları için amber9 kullanılırken bu katalistlerin katalizledikleri reaksiyonlar için temel, geçiş ve ürün halleri içinse Gaussian 03 paket programı kullanılarak hesaplamalar b3lyp/6-31+g(d) seviyesinde yapıldı.

Studies concerning optically active compounds accopy very important places both in industry and academic fields. Asymmetric catalysis is considered as an ideal method for synthesing optically active compounds. Asymmetric induction in stereochemistry is described as the preferential formation of one enantiomer or diastereoisomer over the other in a chemical reaction as a result of the influence of a chiral feature present in the substrate, reagent, catalyst or environment, which is a key element in asymmetric synthesis, first introduced by Emil Fischer based on his work on carbohydrates. The field received three Nobel Chemistry prizes for its importance.Since the discovery of L-proline-catalysed reactions, this unique amino acid has been extensively studied as an organocatalyst. The study involves designing 4 new asymmetric organocatalysts with C2 symmetry based on proline and test their effects in asymmetric Aldol reactions. Molecular modelling approaches have also been applied to predict the reasons behind the enantiomeric desrimination of Aldol reactions induced by these organocatalysts. Amber9 was used to predict molecular dynamic features of organocatalysts while Gaussian03 was used to predict the energy levels of reactant, transition and product states of catalysed Aldol reacions in order to understand the enantiomeric descrimination induced by these organocatalyst. The qunatum mechanical calulation was performed at b3lyp/6-31+g(d) level.