Spiran köprülü siklofosfazen bileşiklerinin sentezi ve stereokimyasal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Karbosiklik spiran bileşiklerinin yapıları ve stereokimyasal özellikleri yıllardır ayrıntılı olarak incelenmektedir. Fosfazen bileşiklerinin stereokimyasal özelliklerinin incelenmesi ise son yıllarda önem kazanmıştır. Bu tezde spiran ve fosfazen birimlerini bir arada bulunduran farklı sayıda eşdeğer kiral merkez içeren spiran köprülü fosfazen türevlerinin stereokimyasal özellikleri sistematik olarak incelendi.Bu çalışmada; tri-spiran pentaeritritoksi-siklofosfazen bileşiğinin N3P3Cl4[(OCH2)2C(CH2O)2]N3P3Cl4 (I) türevleri bir, iki, üç ve dört eşdeğer kiral merkez içeren spiranların stereojenik özelliklerinin incelenmesi için kullanıldı. (I) bileşiğinde iki iç halka karbosiklik ve simetriktir, iki dış halka ise fosfor atomlarının substitüsyonu sonucu kiral merkezler oluşturabilen siklofosfazen halkalarıdır. Bu amaçla, (I) bileşiğinin 3-amino-1-propanol ile (1:1), (1:2), (1:3) ve (1:4) mol oranında reaksiyonlarından yola çıkarak bir, iki, üç ve dört kiral merkezli tri-spiran türevleri elde edildi. Ayrıca, teorik olarak oluşması beklenen üç ve dört kiral merkezli türevleri elde etmek amacıyla; saf olarak elde edilen iki kiral merkezli üç diastereoizomerin de ayrı ayrı bir ve iki mol oranında 3-amino-1-propanol ile reaksiyonları yapıldı. Bu reaksiyonları incelemekteki amaç, her bir diastereoizomerden yola çıkılarak yapılan reaksiyonlarda oluşan ürün sayısının, (I) bileşiğinin 3-amino-1-propanol ile yapılan reaksiyonlarına kıyasla daha az olması ve ürünlerin konfigürasyonlarının belirlenmesi amacıyla incelenen reaksiyon karışımı 31P NMR (Nükleer Manyetik Rezonans) spektrumlarının basitleşmesidir. Yapılan reaksiyonlar 31P NMR kullanılarak incelendi ve bu reaksiyonlardan izole edilebilen türevlerin yapıları; elementel analiz, kütle spektrometresi, 31P ve 1H NMR ölçümlerinden elde edilen verilerle aydınlatıldı. Ayrıca bu bileşiklerin stereojenik özelliklerinin incelenmesi için, kiral çözünme ajanı (CSA) ilave edilmiş 31P NMR çalışmaları yapıldı.Bütün bu çalışmalar sonucunda, bir ve iki kiral merkezli reaksiyonların ve bu reaksiyonlardan elde edilen ürünlerin teorik olarak beklenildiği gibi olduğu görüldü. Üç ve dört kiral merkezli reaksiyonların incelenmesi sonucu ise, her bir siklofosfazen halkasına iki propanolamino grubu bağlandığında teorik olarak beklenmeyen bazı ürünlerin oluştuğu da gözlenmiştir.Bu tez çalışmasında; bir, iki, üç ve dört eşdeğer kiral merkezli tri-spiran pentaeritritoksi-siklofosfazen türevlerinin stereokimyasal özellikleri ilk defa sistematik olarak incelenmiştir.

The stereogenic properties and structure of carbocyclic spiranes have been established for a number of years. The stereogenic properties of substituted phosphazane compounds have only beeen investigated in recent years. In this thesis, stereogenic properties of spirane bridge phosphazene derivatives which include spirane and phospazene units together and have different numbers of equivalent chiral centres were investigated systematically.In this study derivatives of tri-spirane pentaerythritoxy-cyclophosphazene compound N3P3Cl4[(OCH2)2C(CH2O)2]N3P3Cl4 (I) have been used to investigate the stereogenic properties of spiranes combined with one, two, three and four conventional centres of chirality. In compound (I) two inner rings are carbocyclic and symmetrical and the two outer rings are cyclotriphosphazenes, whose substitution gives rice to chiral molecules. To this and, tri-spirane derivatives with one, two, three and four chiral centre were synthesised from the reactions of compound (I) with 3-amino-1-propanol in (1:1), (1:2), (1:3) and (1:4) mole ratios. Furthermore, each three compounds with two chiral centres were reacted with one and two mole 3-amino-1-propanol separately to obtain three and four chiral centres derivatives. The aim to investigate these reactions is to form less product than the reaction of (I) with 3-amino-1-propanol and to obtain simple 31P NMR spectra to determine the configurations of products. The reactions were investigated via 31P NMR and the structures of the derivatives which could be isoleted from these reactions were determined by elemental analysis, mass spectrometer, 31P and 1H NMR results. In addition, the stereogenic properties of compounds were investigated 31P NMR studies added CSA.Through the all of this studies it was found that the reactions for one and two chiral centres and the products which isolated from these reactions are compatible with theoretical studies. It was found that when two propanolamino groups substituted the one cyclophosphazene ring, unexpected products formed while three and four chiral centres compounds were investigating .In this thesis study; the stereogenic properties of tri-spirane pentaerythritoxy-cyclophosphazene derivatives with one, two, three and four chiral centres were investigated systematically, at the first time.