Хиральные блоки из R-(-) — карвона и некоторые аспекты их приложения в направленном синтезе

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В ходе изучения превращений 6-метилкарвона и карвона выделены и охарактеризованы аномальный продукт региои стереоселективного раскрытия эпоксидного кольца в реакции озонолиза (lR, 2R, 4R, 6R)-4-H3onponeHmi-1-метил-7-оксабициклогепт-2-илметансульфоната метанолом и новое ортогонально функционализированное хиральное производное циклогексена —бис (триэтилсилан), образующееся при взаимодействии… Читать ещё >

Содержание

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР КАРВОН КАК ХИРАЛЬНАЯ МАТРИЦА В СИНТЕЗЕ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
- 1. 1. Моноциклические блоки
- 1. 2. Сесквитерпеноиды
  - 1. 2. 1. Моноциклические сесквитерпеноиды
  - 1. 2. 2. Бициклические сесквитерпеноиды
  - 1. 2. 3. Трициклические сесквитерпеноиды
- 1. 3. Дитерпеноиды
- 1. 4. Алкалоиды, стероиды и другие биоактивные соединения
ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
- 2. 1. Подходы из К-(-)-карвона
  - 2. 1. 1. Практичный синтез (lR, 4S, 6R)-4-H3onponeHmi-l, 3,3-триметил-7-оксабицикло[4.1.0]гептан-2-она
  - 2. 1. 2. Блоки из 6-метилкарвона и эпоксикарвона
  - 2. 1. 3. Гидрохлорид карвона в синтезе тиазолсодержащего С -С -блока гети-диметилциклопропанпроизводных эпотилонов
- 2. 2. Подходы из (-)-карвеола
  - 2. 2. 1. Синтез и некоторые превращения (-)-карвеола
  - 2. 2. 2. Новые ортогонально функционализированные синтетические блоки из (-)-карвеола
  - 2. 2. 3. Новая NBS-инициируемая скелетная перегруппировка (-)-карвеола
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
К разделу 2.1.1. Практичный синтез (lR, 4S, 6R)-4-roonponemm
1,3,3-триметил-7-оксабицикло[4.1.0]гептан-2-она
К разделу 2.1.2. Блоки из 6-метилкарвона и эпоксикарвона
К разделу 2.1.3. Гидрохлорид карвона в синтезе тиазолсодержащего С -С -блока гем-диметилциклопропанпроизводных эпотило
К разделу 2.2.1. Синтез и некоторые превращения (-)-карвеола
К разделу 2.2.2. Новые ортогонально функционализированные синтетические блоки из (-)-карвеола
К разделу 2.2.3. Новая NBS-инициируемая скелетная перегруппировка (-)-карвеола
ВЫВОДЫ

Хиральные блоки из R-(-) — карвона и некоторые аспекты их приложения в направленном синтезе (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Карвон, природное вещество из семейства терпеноидов, существует в двух изомерных формах. 8-(+)-карвон найден в семенах тмина (50−60%), укропа (20−30%), в цедре мандарина и апельсина (малые концентрации). Более доступный и дешевый 11-(-)-карвон извлекают из эфирных масел колосовой мяты (до 70%) и куроможи (японское дерево семейства лавровых).

В химическом аспекте R-(-) — и 8-(+)-карвоны синтетически привлекательны наличием в молекуле сопряженной системы а, р-ненасыщенного ке-тона и изопропенильного фрагмента в боковой цепи, что обуславливает их высокую реакционную способность и возможность быстрого получения разнотипно функционализированных хиральных блоков. Благодаря этому, энан-тиомерные карвоны интенсивно используется химиками-синтетиками в качестве хиральной матрицы в подходах к синтезу различных терпеноидов, алкалоидов, стероидов и других биоактивных структур, что можно особенно легко проследить в публикациях последнего десятилетия. В то же время мало работ посвящено синтезу ациклических и гетероциклических блоков из кар-веола и гидрохлорида карвона. Также мало сведений об использовании в синтезе трансформированных производных карвонов — 6-метил, 6,6-диметилкарвонов и их эпоксипроизводных.

В соответствии с вышесказанным поиск более стереоселективных реакций на начальных стадиях синтеза и получение новых хиральных блоков из карвона остаются по-прежнему перспективными задачами. Предпринятые в работе исследования по поиску новых с более высоким синтетическим потенциалом хиральных блоков из К-(-)-карвона (более доступного из двух энантиомеров) и развитие на их основе подходов к конкретным объектам, безусловно, касаются одной из актуальных областей органического синтезаконструирования структур энантиомерно чистых биомолекул.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

КАРВОН КАК ХИРАЛЬНАЯ МАТРИЦА В СИНТЕЗЕ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

ВЫВОДЫ.

1. На основе R-(-)-KapBOHa, 6-метили 6,6-диметилкарвонов синтезированы новые синтетически ценные хиральные блоки и продемонстрированы некоторые аспекты их использования в конструировании структур биомолекул.

2. Термодинамическим метилированием К-(-)-карвона (NaH, Mel, THF, 20°C) с последующим эпоксидированием щелочной перекисью водорода разработан простой и удобный one pot синтез (lR, 4S, 6R)-4-H3onponeHwi-1,3,3-триметил-7-оксабицикло[4.1.0]гептан-2-она. Показано, что реакция боргид-ридного восстановления полученного эпоксикетона протекает стереоселек-тивно с образованием (3-спирта, а попытки превращения его изопропениль-ной части в ацетатную перегруппировкой продуктов или интермедиатов окислительных фрагментаций привели лишь к получению промежуточных ацилпроизводных. В отсутствии Ме-заместителей, т. е. в самом эпоксикарво-не, превращение изопропенильного остатка в ацетатный может быть осуществлено гладко как в стандартных условиях перегруппировки Криге, так и через дикетон (lR, 4R, 6R)-4-aцeтил-l-мeтил-7-oкcaбициклo[4.1.0]гeптaн-2-oн окислением т-СРВА.

3. В ходе изучения превращений 6-метилкарвона и карвона выделены и охарактеризованы аномальный продукт региои стереоселективного раскрытия эпоксидного кольца в реакции озонолиза (lR, 2R, 4R, 6R)-4-H3onponeHmi-1-метил-7-оксабицикло[4.1.0]гепт-2-илметансульфоната метанолом и новое ортогонально функционализированное хиральное производное циклогексена — [ {(1 R, 5R)-5-roonponeHrni-2-MeTrnieH4HKJioreKC-3 -ен-1,3 -диил} бис (окси)]бис (триэтилсилан), образующееся при взаимодействии эпоксида карвона с три-этилсилилтрифлатом.

4. Исходя из гидрохлорида R-(-)-KapBOHa разработан синтез верхнего С11-С2/-сегмента гем-диметилциклопропанового аналога эпотилонов.

5. Показано, что реакция сольволиза мезилата (-)-карвеола протекает с образованием продуктов SN2- и Sn2 -замещения мезилоксигруппы с незначительным преобладанием последнего.

6. Внутримолекулярной иодэтерификацией (-)-г/мс-карвеола получен би-циклический иодэфир, который аллильным окислением комплексом Cr03-DMP превращен в синтетически ценный блок — (lR, 5R, 6S)-6-HOflMeTmi -2,6-диметил-7-оксабицикло[3.2.1]окт-2-ен-4-он. Конфигурация С6-хираль-ного центра в последнем доказана на основании данных последующей химической корреляции с получением (3S, 3aR, 5R, 7aR)-3,6-flHMeTmi-2,3,3a, 4,5,7a-гексагидро-3,5-эпокси-1-бензофурана.

7. Изучены реакции окислительного расщепления двойной связи (lR, 5R, 6S)-6-иoдмeтил-2,6-димeтил-7-oкcaбициклo[3.2.1]oкт-2-eн-4-oнa озоном и системой R11CI3 cat. — NalCU, получены аномальные продукты — высо-кофункционализированное производное тетрагидрофурана (2S, 5R)-5- ацетил-2-иодметил-2-метилдигидрофуран-3-он и бициклический (2R, 3aR, 6aS)-2-ацетил-6а-метилтетрагидрофуро[3,4-Ь]фуран-4(2Н)-он соответственно.

8. Обнаружена новая скелетная перегруппировка (-)-карвеола, протекающая при взаимодействии с NBS.

Показать весь текст

Список литературы

Li Y., Feng J.-P., Wang W.-H., Chen J., Cao X.-P. Total Synthesis and Correct Absolute Configuration of Malyngamide U // J. Org. Chem. 2007. — V. 72, N. 7. — P. 2344−2350.
McPhail K. L., Gerwick W. H. Three New Malyngamides from a Papua New Guinea Collection of the Marine Cyanobacterium Lyngbya majuscula II J. Nat. Prod. 2003. — V. 66, N. 1. — P. 132−135.
De Faria M. L., De A. Magalhaes R., Silva F. C., De O. Matias L. G., Ceschi M. A., Brocksom U., Brocksom T. J. Enantiodivergent syntheses of cyclohep-tenone intermediates for guaiane sesquiterpenes // Tetrahedron: Asymmetry. -2000.-V. 11.-P. 4093−4103.
Boyer F.-D., Ducrot P.-H. Syntheses of Cyclobutane Derivatives: Total Synthesis of (+) and (-) Enantiomers of the Oleander Scale Aspidiotus nerii Sex Pheromone // Eur. J. Org. Chem. 1999. N. 5. — P. 1201 -1211.
Barbier P., Mohr P., Muller M., Masciadri R. Efficient Fluorination with Tetrabutylammoium Dihydrogen Trifluoride in a Novel Approach toward i-a-Fluoro-25-hydroxy-vitamin D3 Analogues // J. Org. Chem. 1998. — V. 63, N. 20.-P. 6984−6989.
Mehta G., Kumuran R. S. A general, ring closure metathesis based enantio-specific approach to polynctional eudesmane, eremophilane and agarofuran sesquiterpenoids // Tetrahedron Letters. 2003. — V. 44, N. 37. — P. 70 557 059.
Hua D. H., Takasu K., Huang X., Millward G.S., Chen Y., Fan J. Palladium-Mediated Ring Closure Reactions. Facile Syntheses of Enantiopure Bicyclic and Tricyclic Alkenones // Tetrahedron. 2000. — V. 56, N. 38. — P. 73 897 398.
Shing Т. K.M., Lo H. Y., Мак Т. С. W. Diels-Alder Reaction of R-(-)-Carvone with Isoprene // Tetrahedron. 1999. — V. 55, N. 15. — P.4643−4648.
Srikrishna A., Vijaykumar D. Enantiospecific Synthesis of (+)-Pinguisenol, (+)-Pinguisen-10-one and (-)-Pinguisen-8,10-dione // Tetrahedron Letters. -1998. V. 39, N. 27. — P. 4901−4904.
Fiirstner A., Hannen P. Platinum- and Gold-Catalyzed Rearrangement Reactions of Propargyl Acetates: Total Syntheses of (-)-a-Cubebene, (-)-Cubebol, Sesquicarene and Related Terpenes // Chem. Eur.J. 2006. — V. 12, N. 11.-P. 3006−3019.
Ohta Y., Ohara K., Hirose Y. Acid catalyzed isomerization of a-cubebene, a-copaene and a-ylangene // Tetrahedron Lett. 1968. -N. 39. — P. 4181−4184.
Srikrishna A., Kumar P. R., Ramasastry S. S. V. Carbanion cyclisation of esters. Part 2: Enantiospecific construction of the tricyclic framework of the marine sesquiterpenes, spirodysins // Tetrahedron Lett. 2004. — V. 45, N. 2. -P. 383−386.
Srikrishna A., Viswajanani R., Sattigeri J. A. A radical cyclisation based cyclopentenone annulation of allyl alcohols // Tetrahedron: Asymmetry. -2003. V. 14.-P. 2975−2983.
Srikrishna A., Kumar P. R. First enantiospecific synthesis of (-)-9-pupukeanon// Tetrahedron Letters. 2002. — V.43, N. 6. — P. 1109−1 111.
Zhou G., Gao X., LiW. Z., Li Y. An enantioselective synthetic strategy toward the polyhydroxylated agarofuran // Tetrahedron Letters. 2001. — V. 42, N.17.-P. 3101−3103.
Srikrishna A., Anebouselvy K. An Enantiospecific Approach to Tricyclic Sesquiterpenes Mayurone and Thujopsenes // J. Org. Chem. 2001. — V. 66, N. 21.-P. 7102−7106.
Chen P., Chen Y., Carroll P. J., Sieburth S. McN. Novel Reaction Pathways for 2-Pyridone 4+4. Photoadducts // Org. Lett. 2004. — V. 6, N. 2, — P. 3367−3370.
Srikrishna A., Dethe D. H. Synthetic Approaches to Guanacastepenes. Enantiospecific Syntheses of ВС and AB Ring Systems of Guanacastepenes and Rameswaralidet // Org. Lett. 2004. — V. 6, N. 2. — P. 165−168.
Abad A., Agullo C., Cunat A. C., Garcia A. B. Synthesis of oxygenated spongiane-type diterpenoids from carvone // Tetrahedron Letters. 2002. — V. 43, N. 44.-P. 7933−7936.
Juhl M., Nielsen Т. E., Le Quement S., Tanner D. Synthesis of the Zoan-thamine ABC Ring System: Some Surprises from Intramolecular Diels-Alder Reactions // J. Org. Chem. 2006. -V. 71, N. 1. — P. 265−280.
Baran P. S., Richter J. M. Direct Coupling of Indoles with Carbonyl Compounds: Short, Enantioselective, Gram-Scale Synthetic Entry into the Hapal-indole and Fischerindole Alkaloid Families // J. Amer. Chem. Soc. 2004. -V. 126, N. 24.-P. 7450−7451.
Dratch S., Charnikhova Т., Saraber F. С. E., Jansen B. J. M., De Groot A. A new approach toward the synthesis of C, D-cis coupled steroid and C, D-cis coupled d-homosteroid skeletons I I Tetrahedron. 2003. — V. 59, N. 24. — P. 4287−4295.
Wang J., Busson R., Blaton N., Rozenski J., Herdewijn P. Enantioselective Approach to the Synthesis of Cyclohexane Carbocyclic Nucleosides // J. Org. Chem. 1998. — V. 63, N. 9. — P. 3051−3058.
Ebert S., Krause N. Synthesis of the Insect Pheromone (2S, 3S, 7RS)-Diprionyl Acetate by Diastereoselective Protonation // Eur. J. Org. Chem. 2001. — N. 20.-P. 3831−3835.
Abad A., Agullo C., Cunat A.C., Navarro I. Stereoselective synthesis of poly-oxygenated atisane-type diterpenoids // Tetrahedron Lett. 2001. — V. 42, N. 51.-P. 8965−8968.
Arno M., Gonzalez M.A., Zaragoza R.J. Diastereoselective synthesis of spongian diterpenes. Total synthesis of the furanoditerpene (-)-spongia-13(16), 14-diene// Tetrahedron. 1999. — V. 55, N. 42. — P. 12 419−12 428.
Mehta G., Chattopadhyay S.K., Umarye J.D. A new carvone based construction of the ring-a of taxoids // Tetrahedron Lett. 1999. — V. 40, N. 26. — P. 4881−4886.
Srikrishna A., Reddy T.J., Kumar P.P. Synthesis of taxanes the carvone approach- a simple, efficient stereo- and enantio-selective synthesis of the func-tionalised A ring // Chem. Commun. — 1996. — V. 11. — P. 1369−1370.
Gesson J.-P., Jacquesy J.-C., Renoux B. A new annulation of carvone to chiral trans and cis fused bicyclic ketones // Tetrahedron Lett. 1986. — V. 27, N. 37.-P. 4461−4464.
Schreiber S.L., Liew W.F. Criegee rearrangement of a-alkoxy hydroperoxides a synthesis of esters and lactones that complements the Baeyer-Villiger oxidation of ketones // Tetrahedron Lett. 1983. — V. 24, N. 23. — P. 2363−2366.
Schreiber S.L. Fragmentation reactions of.alpha.-alkoxy hydroperoxides and application to the synthesis of the macrolide (.±.)-recifeiolide // J. Amer.
Chem. Soc.-1980.-V. 102, N. 19. P. 6163−6165.
McChesney J.D., Thompson T.N. Stereochemistry of the reductive alkylation of alpha., beta.-epoxy ketones // J. Org. Chem. 1985. — V. 50, N. 19. — P. 3473−3481.
Watkins E.B., Chittiboyina A.G., Avery M.A. Recent Developments in the Syntheses of the Epothilones and Related Analogues // Eur. J. Org. Chem. -2006. V. 2006, N. 18.-P. 4071−4084.
Feyen F., Cachoux F., Gertsch L., Wartmann M., Altmann K.-H. Epothilones as Lead Structures for the Synthesis-Based Discovery of New Chemotypes for Microtubule Stabilization // Acc. Chem. Res. 2008. — V. 41, N. 1. — P. 2131.
Cachoux F., Izarno Т., Wartmann M., Altmann K.-H. Total Synthesis and Biological Assessment of Cyclopropane-Based Epothilone Analogues -Modulation of Drug Efflux through Polarity Adjustments // Synlett. 2008. -N. 9.-P. 1384−1388.
Wolinsky J., Hamsher J.J., Hutchins R.O. Isomerization of carvone tribromides. Hydrohalide-catalyzed elimination and readdition // J. Org. Chem. -1970.-V. 35, N. l.-P. 207−214.
Mass D.D., Blagg M, Wiemer D. F Synthesis and reactions of (-) — and (+)-carenones // J. Org. Chem. 1984. — V. 49, N.5. — P. 853−856.
VanRheen V., Kelly R.C., Cha D.Y. An improved catalytic 0s04 oxidation of olefins to cis-l, 2-glycols using tertiary amine oxides as the oxidant // Tetrahedron Lett. 1976. — N. 23. — P. 1973−1976.
Baer E. J. Oxidative Cleavage of Cyclic a-Keto Alcohols by Means of Lead Tetraacetate. II // J. Am. Chem. Soc. 1942. — V. 64, N. 5. — P. 1416−1421.
Garver L., Eikeren P. A facile synthesis of (+)-pinol from (-)-carvone // J. Org. Chem. 1976. -V. 41, N.16. — P. 2773−2774.
Luche J.L. Lanthanides in organic chemistry. 1. Selective 1,2 reductions of conjugated ketones // J. Am. Chem. Soc. 1978. — V. 100, N. 7. — P. 22 262 227.
Yasuda A., Yamamoto H., Nozaki H. A stereoselective 1,3-transposition reaction of allylic alcohols // Tetrahedron Lett. 1976. — N. 30. — P. 2621−2622.
Schroeter S.H., Eliel E.L. The Configuration of the Carvomenthols, Carveols, and Related Compounds // J. Org. Chem. 1965. — V. 30, N. 1. — P. 1−7.
Overman L.E. Thermal and mercuric ion catalyzed 3,3.-sigmatropic rearrangement of allylic trichloroacetimidates. 1,3 Transposition of alcohol and amine functions // J. Am. Chem. Soc. 1974. — V. 96, N. 2. — P. 597−599.
Kok P., DeClercg P.J., Vandewalle M.E. (+)-Carpesiolin: total synthesis and structural determination // J.Org.Chem. 1979. — V. 44, N. 25. — P. 45 534 557.
Carlsen P. H. J., Katsuki Т., Martin V. S., Sharpless К. B. A greatly improved procedure for ruthenium tetroxide catalyzed oxidations of organic compounds // J. Org. Chem. 1981. — V. 46, N. 19. — P. 3936−3938.
Wolinsky J., Hutchins R. O. Favorsky rearrangement and Grob fragmentation of carvone tribromides // J. Org. Chem. 1972. — V. 37, N. 21. — P. 32 943 299.
Davies S. G., Polywka M. E. CTTThomas S. E. Synthesis of cyclic ethers via bromine assisted epoxide ring expansion // J. Chem. Soc. Perkin Trans. -1986.-I, P. 1277−1282.
Laikov D. N. Fast evaluation of density functional exchange-correlation terms using the expansion of the electron density in auxiliary basis sets // Chem. Phys. Lett. 1997.-V. 281, N. 1−3.-P. 151−156.

Заполнить форму текущей работой