Metal ile Katalize Edilmiş Doymuş Karbonun C-C Bağlarına Eklenmesi: Sentez Tip II Poliketidler için Reaksiyon
Tip II poliketidler mikroorganizmalardan elde edilmiş ikincil metabolitler olarak doğada bulunan bileşiklerin bir sınıfıdır. Karmaşık yapıları, çok miktarda keton ve hidroksil gruplarıyla süslenmiş birleşik polisiklik aromatik halkalar yardımıyla karakterize edilmiştir. Yaygın birçok antibiyotik antifungal ve antikanser ilaçları Tip II poliketid ya da bu bileşiklerin doğal olarak oluşan türevleridir. Bununla birlikte, laboratuvar sentezi, yaşayan sistemlerde olduğu gibi yüksek seçiciliğe sahip çok adımlı enzimatik proses olduğu için Tip II poliketidlerde zorlayıcıdır.
Teksas Üniversitesi’nden Profesör Michael J. Krische liderliğindeki araştırmacılar çeşitli Tip II poliketidler içinde bulunup doğrudan alt yapılara dağıtılan benzosiklobutenonlar ve diollerin rutenyum ile katalize edilmiş bir siklokatılımını geliştirdi. Bu maddelerin katalitik reaksiyonları, ara ruthena döngüsü yoluyla karbon-karbon (C-C) bağı içerisine doymuş diol karbon-hidrojen (C-H) bağlarının ardışık katılmasını içerir. Raporları Science’da görünmektedir.
Bu araştırma, karbonil ilaveli kimyada modern bir dönüş olarak nitelendirilen, alkollerin hidrojen transferi yoluyla metal ile katalize edilmiş C-C bağları oluşturma reaksiyonları üzerinde bu grubun yardımıyla önceki çalışmaları üzerine inşa etmiştir. Oysaki klasik karbonil ilaveleri tipik olarak aldehit ve keton ile daha önce elde edilmiş organometalik reaktiflerin reaksiyonlarını içerir (örneğin Grignard reaksiyonları). Burada ise bu reaktif türler geçici olarak ve kopya edilmiş şekilde üretilmektedirler. Rutenyum katalizörü iki karbon-rutenyum bağları taşıyan bir ruthena döngüsü oluşturmak için lekelenmiş bir C-C bağına eklenir ve katalizör diolü geçici diketona çevirir. Bu türler siklo katılma ile sonuçlanan çift karbonil ilavesiyle bağlanırlar. Net sonuç doymuş C-C bağları içerisinde iki doymuş diol C-H bağlarının düzgün eklenmesidir.
Yazarlar genel düşüncelerinin testi için örnek reaksiyon olarak rutenyum katalizörünün varlığında trans siklohekzan 1,2 diol ile benzosiklobütenon tepkimeye girmiştir. Reaksiyon koşulları hassas bir şekilde ayarlandıktan sonra, özellikle sin-stereoizomer olarak oluşturulan köprübaşı diol taşıyan trisiklik ürünün %88′ lik verimini elde ettiler.
Koşulların değişkenliğini incelemek üzere benzosiklobütenonların çeşitleriyle 1,2 diollerin çeşitleri tepkimeye sokulmuştur. Diollerin birçoğu birleşik halkalar ile test edilmiştir. Bu, tıkalı koy bölgeleriyle angusiklin doğal ürünler içeren, çeşitli Tip II poliketidler içerisinde bulunan tetrasiklik alt katmanlarla sikloadükt oluşumuyla sonuçlanmıştır. Bilhassa reaksiyonların her biri bölgesel ve stereo seçicilik göstermiştir. Ek olarak, reaksiyon daha fazla işlevsellik elde etmek için benzen halkaları üzerinde halojenürlerin yer değiştirmesine izin vermiştir.
Reaksiyon mekanizmasını açıklığa kavuşturmak üzere yapılan çalışmalar siklo katılmanın redokstan bağımsız şekilde gerçekleşebileceğini göstermiştir. Diğer bir deyişle, benzosiklobutenon bir diol, bir ketol veya yalnız bölgesel ve stereo olmak üzere aynı üründen üretilen bir dion ile tepkimeye girebilir. Diolün reaksiyonu oksidatif olduğunda ve az miktarda benzosiklobütenon gerektirdiğinde, ketolün reaksiyonu nötr redokstur ve benzosiklobütenon ve ketolün eşit miktarlarından oluşturulabilir. Dionun indirgeyici reaksiyonu indirgeyici rolü yapan 2-propanolün ilavesine ihtiyaç duymaktadır.
Tip II poliketidlere erişimin yaygınlaşmasının ötesinde, bu çalışmalar yardımıyla şekillendirilmiş olan reaktivite kimyasal sentez alanında daha geniş çıkarımlara sahiptir.
Dr. Michael Krische PhsyOrg’ a şunları söyledi. “C-H aktivasyonu alanında yakın zamanda gösterilen gelişimin aksine, C-C sigma bağlarını değiştiren katalizörlerin gelişimi geride kalmıştı ve genellikle grup yönetimi gerektiren, çoğunlukla bağlanmış π bağları arasına giren molekül içi reaksiyonlarla sınırlandırıldı. Hidrojen transferi, birleşim eşleri olarak yenilenebilir alkollerin kullanılması ve C-C bağlarının çok kullanılarak işlevselleştirilmesi geniş ve yeni bir yaklaşım öneriyor.”
Kaynak : phys.org
