Synthesis of various cyclic azomethine imines, nitrones and the investigation of their 1,3-dipolar addition reactions

Abstract

1,3-Dipolar halkalı katılma reaksiyonları, beş üyeli heterohalkaların sentezi için çok yönlü yöntemlerden biri olarak kabul edilebilir. Pirazolidinon ve izoksazolidin içeren heterohalkaların, doğal olarak oluşan ürünlerin ve biyoaktif bileşiklerin yapısında bulundukları için uzun süredir kapsamlı bir şekilde çalışılmıştır. Ayrıca, izoksazollerin yeni biyolojik olarak aktif moleküllerin hazırlanmasında yararlı bir heterosiklik halka sistemi oluşturduğu bilinmektedir. Bu heterohalkaları elde etmek için, bu doktora tezinde hem azometin iminlerin hem de nitronların halkalı katılma reaksiyonunda çeşitli dipolarofiller kullanılmıştır. Mevcut çalışmanın sonuçları dört bölüme ayrılmıştır;Birinci bölümde, N,N-halkalı azometin iminler literatür yöntemine göre hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Daha sonra, benzotiyofen 1,1-dioksit ile halkalı katılma reaksiyonuna girerek, bölgesel olarak yapışık benzotiyofendioksit pirazolidinonları verdiler.İkinci olarak, hem fenilsülfonilakrilonitrillerin hem de (E) -3- (2-hidroksifenil) -2- (fenilsülfonil) akrilonitrilin N,N-halkalı azometin iminleri ile 1,3-dipolar halkalı katılmasını araştırdık. Bu denenen 1,3-HK reaksiyonları beklenmedik bir şekilde aynı halkalı katılma ürünlerini bölgesel seçici olarak vermiştir.Üçüncü bölümde, yeni N,N-halkalı azometin iminlerinin öncüsü olarak kullanılmak üzere izoksazol birimi içeren aldehitlerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Daha sonra yeni hazırlanmış aldehitler kullanılarak N,N-azometin iminler sentezlenip ve karakterize edilmiştir. Ardından, halkalı katılma reaksiyonları, bazı elektronca yoksun veya zengin dipolarofiller, yani dimetilasetilendikarboksilat, fenilvnil sülfon ve N-vinilimidazol kullanılarak mikrodalga ışınlaması altında incelenmiştir.Son olarak, izoksazol içeren aldehitler kullanılarak yeni nitronlar hazırlanmış ve karakterize edilmiş, ardından fenil vinil sülfon ve N-vinilimidazol ile 1,3-dipolar halkalı katılma reaksiyonları gerçekleştirilerek hem izoksazol hem de izoksazolidin içeren halkalı katılma ürünleri elde edilmiştir.

1,3-Dipolar cycloaddition reactions can be regarded as one of the versatile method for the synthesis of five membered heterocycles. Pyrazolidinone and isoxazolidine containing heterocycles have been comprehensively studied for a long time since they are found in the structure of naturally occuring products and bioactive compounds. Also, it is known that isoxazoles constitute a useful heterocyclic ring system in preparing new biologically active molecules. In order to reach these heterocycles, in this PhD dissertation, various dipolarophiles have been utilized in the cycloaddition reaction of both azomethine imines and nitrones. The outcomes of present study were divided into four parts;In the first part, N,N-cyclic azomethine imines were prepared according to the literature method and characterized. Then, they were subjected to undergo cycloaddition reaction with benzothiophene 1,1-dioxide to give benzothiophenedioxide fused pyrazolidinones.Secondly, we investigated 1,3-dipolar cycloaddition of both phenylsulfonylacrylonitriles and (E)-3-(2-hydroxyphenyl)-2-(phenylsulfonyl)acrylonitrile with N,N-cyclic azomethine imines. These attempted 1,3-DC reactions unexpectedly gave same cycloaddition products regioselectively.In the third part, we aimed to synthesize aldehydes bearing isoxazole unit to furnish the precursors of new N,N-cyclic azomethine imines. Then, N,N-azomethine imines were synthesized by the use of newly prepared aldehydes and characterized. Followed their cycloaddition reaction were investigated under microwave irradiation by using some electron poor or rich dipolarophiles, namely, dimethylacetylenedicarboxylate, phenylvinyl sulfone and N-vinylimidazole.Lastly, new nitrones were prepared by utilizing isoxazole containing aldehydes and characterized, followed by their 1,3-dipolar cycloaddition reactions were carried out with phenyl vinyl sulfone and N-vinylimidazole to yield both isoxazole and isoxazolidine containing cycloaddition products.