Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszék
PIRIDIN EGYSÉGET TARTALMAZÓ KIRÁLIS 18-KORONA-6-ÉTEREK SZINTÉZISE ÉS ALKALMAZÁSUK PhD értekezés
Készítette: Kupai József okleveles vegyészmérnök
Témavezető: Dr. Huszthy Péter egyetemi tanár
2012
Köszönetnyilvánítás
Köszönetemet fejezem ki Dr. Huszthy Péter egyetemi tanárnak az átadott ismeretekért és azért az áldozatkész, türelmes munkáért, mellyel a szerves kémiai kutatómunkába bevezetett. Köszönöm, hogy lehetővé tette, hogy irányításával a PhD fokozat megszerzéséhez megfelelő színvonalú kutatómunkát végezzek. Szeretnék köszönetet mondani a közelmúltban elhunyt Dr. Nyitrai József egyetemi tanárnak, aki nagyon sokat segített tudományos diákkörös koromban a szerves kémia alapjaiba történő bevezetésével, majd doktori munkám során hasznos személyes és szakmai tanácsaival. Köszönöm Dr. Tóth Tündének a diplomamunkám során konzulensként, majd a doktori munkám során a preparatív munkában nyújtott segítségét. Köszönöm a Szürke Laborban dolgozó valamennyi jelenlegi és korábbi munkatársamnak az évek során nyújtott támogatásukat és a jó munkahelyi légkört, amelyben dolgozhattam. Köszönöm Antal Katának a preparatív munkában való részvételét és a HPLC mérések egy részének elvégzését. Köszönöm Katz Mariannának a preparatív munkában való részvételét. Köszönöm Sas Balázsnénak és Hallók Editnek a laboratóriumi munka során nyújtott gondos technikai segítségüket. Köszönöm a Szerves Kémia Csoport közösségének az átadott ismereteket, tapasztalatokat és hogy a Tanszéken jó közösségben végezhettem munkámat. Köszönöm Lévai Sándornak és Dr. Balogh György Tibornak a HPLC mérések elvégzésében és kiértékelésében nyújtott messzemenő segítségüket. Köszönöm Varga Gábornak a HPLC oszlopok töltését. Köszönet illeti Dr. Párkányi Lászlót a röntgenanalitikai vizsgálatokért, Dr. Kolonits Pált, Dr. Szöllősy Áront, Dr. Simon Andrást és Kiss Erzsébetet az NMR spektrumok, Ófalvi Katalint, Timkó Gyulánét és Szabó Évát az IR spektrumok, Dr. Gerencsér Jánost és Dr. Gorka-Kereskényi Álmost a tömegspektrumok felvételéért, Dr. Medzihradszky Kálmánnét 2
és Dr. Bősze Szilviát az elemanalízisek elvégzéséért, valamint Dr. Nagy Józsefet a vegyületek elnevezésében nyújtott segítségéért. Köszönöm Szabó Zsuzsának az egyéves doktorjelölti ösztöndíjat, és a kutatás anyagi támogatását, bíztató szavait. Köszönöm a Pro Progressio Alapítványnak az egyéves doktorjelölti ösztöndíjat, és a kutatás anyagi támogatását. Köszönöm az OTKA Irodának a kutatáshoz szükséges anyagi háttér (K62654, K81127 és PD71910) biztosítását. Köszönöm az Új Széchenyi Terv TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002 program anyagi támogatását. Köszönöm szüleimnek és öcsémnek a rengeteg segítséget, hogy bármikor számíthattam rájuk, köszönöm nagyszüleim példáját. Köszönöm menyasszonyom türelmét, támogatását és szeretetét.
3
TARTALOMJEGYZÉK JELÖLÉSEK ÉS RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE
9
1. BEVEZETÉS
11
2. IRODALMI ÁTTEKINTÉS
13
2.1. A makrociklusok és enantiomer-felismerő-képességük
13
2.1.1. A szupramolekuláris kémia, enantiomer-felismerés
13
2.1.2. A makrociklusok felosztása
15
2.1.3. Az N-heterociklus egységet tartalmazó koronaéterek
18
2.1.3.1. A pirimidin, fenantrolin, akridin, fenazin, triazin és triazol egységet tartalmazó koronaéterek és enantiomer-felismerő-képességük
18
2.1.3.2. A piridin egységet tartalmazó koronaéterek és enantiomer-felismerő-képességük 2.2. A nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)
21 26
2.2.1. A királis kromatográfia jelentősége, felosztása
26
2.2.2. A királis HPLC
28
2.3. Koronaéter alapú királis állófázisok
29
2.3.1. Piridin egységet nem tartalmazó koronaéter alapú királis állófázisok 2.3.2. Piridin egységet tartalmazó koronaéter alapú királis állófázisok
29 34
2.3.3. Szilárd hordozóhoz történő rögzítés lehetőségei, oszloptöltési technikák
37
3. KUTATÁSI CÉLOK
42
4. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK
44
4.1. Az új, piridin egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaéterek, a piridino-koronaéter alapú királis állófázisok, valamint prekurzoraik előállítása
44
4.1.1. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridino18-korona-6-éterek prekurzorainak szintézise
44
4.1.1.1. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridindiészterek szintézise
45
4.1.1.2. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált 4
piridindimetanol-ditozilátok, illetve egy biszbrómmetil-származék szintézise 4.1.2. Gyűrűzárási reakciók
48 50
4.1.3. A piridino-18-korona-6-étereken történő átalakítások, amelyek királis állófázisok lehetséges prekurzoraihoz vezetnek
51
4.1.3.1. A piridino-18-korona-6-étereken történő átalakítások, amelyek halogénatommal vagy trifluormetilszulfoniloxicsoporttal szubsztituált piridino-koronaéterekhez vezetnek
51
4.1.3.2. A piridino-18-korona-6-étereken történő átalakítások, amelyek ciano- vagy karboxilcsoporttal szubsztituált piridino-koronaéterekhez vezetnek 4.1.4. Piridino-koronaéter alapú királis állófázisok előállítása
56 59
4.1.4.1. A piridino-koronaéter szilikagélhez rögzítése a piridingyűrű 4-es helyzetében nitrogénatomon keresztül kapcsolódó oldalkar segítségével
59
4.1.4.2. A piridino-koronaéter szilikagélhez rögzítése a piridingyűrű 4-es helyzetében szénatomon keresztül kapcsolódó oldalkar segítségével
63
4.2. A királis állófázisok alkalmazása protonált primer aminok enantiomerjeinek elválasztására
67
4.2.1. Az (S,S)-CSP-68 királis állófázis alkalmazása enantiomerek elválasztására
68
4.2.2. Az (S,S)-CSP-68m királis állófázis alkalmazása enantiomerek elválasztására
70
4.2.3. Az (S,S)-CSP-69 királis állófázis alkalmazása enantiomerek elválasztására 5. KÍSÉRLETEK RÉSZLETES LEÍRÁSA
73 78
5.1. Az új, piridin egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaéterek, a piridino-koronaéter alapú királis állófázisok, valamint prekurzoraik szintézise
78
5.1.1.(4S,14S)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-21-oxid [(S,S)-46]
80 5
5.1.2.(4S,14S)-21-Metoxi-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-triénmetilszulfát [(S,S)-47]
80
5.1.3. (4S,14S)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién-19-karbonitril [(S,S)-48] 5.1.4. Általános eljárás királis piridino-koronaéterek előállítására
81 81
5.1.5. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-[(tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza1(21),17,19-trién [(S,S)-49]
82
5.1.6. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo [15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-metanol [(S,S)-50]
83
5.1.7. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo [15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-karboxaldehid [(S,S)-51] 83 5.1.8. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo [15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-karbonsav [(S,S)-52]
84
5.1.9. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-metoxi-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-53]
85
5.1.10. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-klór-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-54]
85
5.1.11. (4S,14S)-(-)-4,14-Diizobutil-19-klór-3,6,9,12,15-pentaoxa21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién [(S,S)-55]
87
5.1.12. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-bróm-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién [(S,S)-56]
88
5.1.13. (4S,14S)-(-)-4,14-Diizobutil-19-bróm-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-57]
89
5.1.14. (4S,14S)-(+)-19-Jód-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-58]
90
5.1.15. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo [15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il trifluormetánszulfonát [(S,S)-59]
90
5.1.16. Általános eljárás szekunder amino egységet tartalmazó királis piridino-koronaéterek előállítására
91 6
5.1.17. (4S,14S)-(+)-N-Butil-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién-19amin [(S,S)-60]
91
5.1.18. (4S,14S)-(-)-N-Butil-4,14-diizobutil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién-19amin [(S,S)-61]
92
5.1.19. (4S,14S)-(+)-N-Benzil-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién-19amin [(S,S)-62]
93
5.1.20. (4S,14S)-(-)-N-Benzil-4,14-diizobutil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién-19amin [(S,S)-63]
93
5.1.21. 1-Butil-1-[(4S,14S)-(+)-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]3-(3-(trietoxiszilil)propil)karbamid [(S,S)-64]
94
5.1.22. Metil 4-[(4S,14S)-(-)-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]benzoát [(S,S)-65]
95
5.1.23. 4-[(4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]benzoesav [(S,S)-66]
96
5.1.24. 4-[(4S,14S)-(-)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]N-(3-(trietoxiszilil)propil)benzamid [(S,S)-67]
96
5.1.25. Az (S,S)-CSP-68 királis állófázis
97
5.1.26. Az (S,S)-CSP-68m módosított királis állófázis
98
5.1.27. Az (S,S)-CSP-69 királis állófázis
98
5.1.28. Dimetil-4-(hidroximetil)piridin-2,6-dikarboxilát (71)
99
5.1.29. Dimetil-4-[(tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]piridin2,6-dikarboxilát (72)
99
5.1.30. Dietil-4-bróm-2,6-piridindikarboxilát (74)
100
5.1.31. Dimetil-4-klór-2,6-piridindikarboxilát (75)
100
5.1.32. {4-[(Tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]piridin-2,6-diil} 7
dimetanol (77)
101
5.1.33. 4-Bróm-2,6-piridindimetanol (78)
101
5.1.34. 4-Klór-2,6-piridindimetanol (79)
102
5.1.35. 4-Metoxi-2,6-piridindimetanol (80)
102
5.1.36. 4-{[(Tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]piridin-2,6-diil}
5.2.
bisz(metilén) bisz(4-metilbenzolszulfonát) (81)
103
5.1.37. 4-Bróm-2,6-bisz[(p-tolilszulfonil)oximetil]piridin (82)
103
5.1.38. 4-Klór-2,6-bisz[(p-tolilszulfonil)oximetil]piridin (83)
104
5.1.39. 4-Metoxi-2,6-bisz[(p-tolilszulfonil)oximetil]piridin (84)
104
5.1.40. 4-Bróm-2,6-bisz(brómmetil)piridin (85)
104
A királis állófázisok HPLC körülmények között történő alkalmazása
106
6. ÖSSZEFOGLALÁS
107
TÉZISEK
113
7. FÜGGELÉK
115
7.1. A 29 dimetil-kelidamát előállítása
115
7.2. Az enantiomertiszta (S,S)-88 és (S,S)-89 piridono-koronaéterek előállítása
115
7.3. Az enantiomertiszta (S,S)-19 piridino-koronaéter előállítása
116
7.4. Az enantiomertiszta (S,S)-86 dimetil-szubsztituált tetraetilénglikol előállítása
117
7.5. Az enantiomertiszta (S,S)-87 diizobutil-szubsztituált tetraetilénglikol előállítása 7.6. Kromatográfiás alapfogalmak
118 118
IRODALOMJEGYZÉK
121
KÖZLEMÉNYEK
130
8
JELÖLÉSEK ÉS RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE Ac2O:
ecetsavanhidrid
AcOH:
ecetsav
AIBN:
2,2′-azobisz(2-metilpropionitril)
aq.:
vizes oldat
Bn:
benzilcsoport
Br-PEA:
1-(4-brómfenil)etilamin
BuLi:
butil-lítium
CE:
kapilláris elektroforézis
CMA:
királszelektív mozgófázisadalék
CSP:
királis állófázis
DAD:
diódasoros detektor
DCC:
diciklohexil-karbodiimid
DHP:
3,4-dihidro-2H-pirán
DME:
1,2-dimetoxietán
DMF:
N,N-dimetilformamid
DMSO:
dimetil-szulfoxid
ee:
enantiomerfelesleg
Et2O:
dietil-éter
EtOAc:
etil-acetát
EtOH:
etanol
HPLC:
nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia
IRA-120:
proton formában lévő kationcserélő gyanta
MCPBA:
m-klórperbenzoesav
MeOH:
metanol
Me2SO4:
dimetil-szulfát
1-NEA:
1-(1-naftil)etilamin
2-NEA:
1-(2-naftil)etilamin
NO2-PEA:
1-(4-nitrofenil)etilamin
ODS:
oktadecil-csoportokkal módosított szilikagél
PAME:
fenilalanin-metilészter 9
PEA:
1-feniletilamin
PGME:
fenilglicin-metilészter
Ph:
fenilcsoport
PPTS:
piridinium-p-toluolszulfonát
Py:
piridin
RS:
hatékonyság
sz.h.:
szobahőmérséklet
TEA:
trietil-amin
Tf:
trifluormetilszulfonil-csoport
Tf2O:
trifluormetilszulfonsav-anhidrid
THF:
tetrahidrofurán
THP:
tetrahidropiranil-csoport
TMAH:
tetrametilammónium-hidroxid
Ts:
tozilcsoport (p-toluolszulfonil-csoport)
TsCl:
p-toluolszulfonsav-klorid
TSPA:
3-(trietoxiszilil)propil-amin
VRK:
vékonyréteg-kromatográfia
10
1.
BEVEZETÉS A molekuláris felismerés egy gyakran előforduló jelenség a természetben, amely alatt
azt értjük, amikor egy molekula egy azt körülvevő halmazból képes szelektíven kiválasztani egy másik molekulát vagy iont, és azzal rendezett szerkezetet alkotni. Erre az élő szervezetek működésének molekuláris szintjén megvalósuló jelenségre példa az egyféle konfigurációjú aminosavak és cukrok beépülése és lebomlása a metabolizmus során, a szubsztrátum specifikus kapcsolódása az enzim aktív centrumához, az immunrendszer működésének alapját képező antigén–antitest kölcsönhatás, az öröklés és a fehérjeszintézis szempontjából létfontosságú DNS kettős csavarjának kialakulása és a fémionok szelektív megkötődése és transzportja a biomembránokon keresztül természetes ionoforok segítségével. Néhány évtizeddel ezelőtt a molekuláris felismerést még kizárólag biológiai jelenségként tartották számon, de a szupramolekuláris kémia fejlődésével az élő szervezet ezen sajátossága jól modellezhető szintetikusan előállított viszonylag egyszerű molekulákkal is, mint amilyenek például a koronaéterek, így a molekuláris felismerés kiterjeszthető az élettelen természetre is. A szupramolekuláris kémia egyik úttörője C. J. Pedersen, aki az 1960-as években a ciklikus poliéterek egy új családjának, a koronaétereknek első képviselőit szintetizálta, és vizsgálta azok komplexképzését is.1–3 A téma jelentőségét mi sem bizonyítja jobban mint az, hogy 1987-ben a kémiai Nobel-díjat a szupramolekuláris kémia három kiemelkedő alakja, C. J. Pedersen, J.-M. Lehn és D. J. Cram kapták. A hetvenes évektől kezdve a Brigham Young Egyetem (Provo, Utah, USA) R. M. Izatt, J. S. Bradshaw, D. J. Lamb és J. J. Christensen munkássága nyomán a koronaéterkutatások egyik központjává vált. Az itt folyó kutatómunkába kapcsolódott be Dr. Huszthy Péter a nyolcvanas évek közepén,4–10 aki hazatérve a BME Szerves Kémia Tanszéken folytatta az N-heterociklus egységet tartalmazó királis koronaéter típusú makrociklusokkal kapcsolatos kutatásokat.11–48 Az említett kutatómunkába 2007-ben diplomázó hallgatóként kapcsolódtam be, majd a megkezdett kutatásokat PhD hallgatóként folytattam. Doktori munkám során 3 új piridinokoronaéter alapú királis állófázist állítottunk elő, majd ezekkel sikeresen választottuk szét protonált primer aralkilammónium sók enantiomerjeinek keverékét. A PhD értekezésemben ezen a területen végzett kutatásaim eredményeit foglalom össze.
11
Az értekezésem első részében a témához kapcsolódó irodalmi előzményeket és a kutatási céljaimat vázolom. A következő részben az általunk szintetizált új királis koronaéterek előnyös tulajdonságait és szintézisük elméleti vonatkozásait ismertetem. Kitérek az említett koronaéterekből képzett királis állófázisok szerves ammóniumsó enantiomerek
nagyhatékonyságú
folyadékkromatográfiás
(HPLC)
módszerrel
való
elválasztásra. Ezután a preparatív munka részletes leírása következik. A dolgozat az összefoglalással zárul, melyben főbb kutatási eredményeinket ismertetem röviden. A függelékben
a
dolgozatomban
bemutatott
vegyületek
szintéziséhez
szükséges,
a
szakirodalomban már közölt prekurzorok szintézisét mutatom be. A „Közlemények” rész az értekezés alapját képező négy tudományos közleményt tartalmazza, melyekhez kapcsolódóan itt jegyzem meg, hogy a rájuk való hivatkozásokat a hivatkozásszám előtti K betűvel jelöltem a dolgozatomban.
12
2.
IRODALMI ÁTTEKINTÉS
2.1. A makrociklusok és enantiomer-felismerő-képességük 2.1.1. A szupramolekuláris kémia, molekuláris felismerés, enantiomer-felismerés A szupramolekuláris kémia a gazda- és vendégmolekulák között létrejövő nemkovalens kölcsönhatásokkal foglalkozik. Ebben az értelmezésben tekintünk egy molekulát (gazdamolekula), ami megköt egy másik molekulát (vendégmolekula), és ezáltal egy gazda–vendég komplex, vagy szupramolekula jön létre. A nemkovalens kötések magában foglalják az ionos és dipoláris kölcsönhatásokat (ion–ion, ion–dipól, dipól–dipól), a hidrogénkötéseket, az aromás kölcsönhatásokat (π–π, kation–π, anion–π), a van der Waals kölcsönhatást és az elsősorban nehézfémekre és halogénekre jellemző zárt–héj kölcsönhatást is. Általánosan a gazdamolekula egy nagy molekula vagy aggregátum, mint az enzimek, gének, vagy az immunrendszer antitestjeinek kötőhelyei vagy elegendően nagy üreggel rendelkező szintetikus gyűrűs vegyületek. A vendégmolekula pedig egy kation, egy egyszerű szervetlen anion, egy ionpár vagy egy bonyolultabb molekula, mint a hormonok, feromonok, gyógyszerhatóanyagok, kofaktorok, inhibitorok, szubsztrátok vagy a neurotranszmitterek. Másként fogalmazva a gazdamolekula egy olyan molekulaentitás, amely konvergens (összefutó) (pl. Lewis-bázikus donor atomok, hidrogénkötés donorok), a vendégmolekula pedig divergens (szétfutó) kötési helyekkel rendelkezik (pl. gömb alakú, Lewis-savas fémkation, vagy hidrogénkötés akceptor halogenid anion). Megfordítva, a kötési helyet úgy is definiálhatjuk, mint az a régió, ahol a gazda- és a vendégmolekula képes részt venni egy nemkovalens kölcsönhatásban.49 Molekuláris felismerést mutatnak a természetben előforduló olyan ionofor molekulák is, amelyek szelektíven kötnek meg egy akirális vendégmolekulát. Például a valinomicin (1. ábra) gazdamolekula szelektíven köti meg a vendég K+ iont, ezzel szabályozza a transzportját a sejtmembránon keresztül.50–51
13
valinomicin 1. ábra Példa egy természetes ionoforra: a valinomicin
A molekuláris felismerés egy speciális esete az enantiomer-felismerés, amely egy vendégmolekula enantiomerjeinek királis gazdamolekulával történő megkülönböztetését jelenti,
vagyis
különböző
stabilitású
komplexek
képződnek
az
enantiomerekkel
(termodinamikus kontroll), illetve a komplexképzés vagy a komplexdisszociáció sebessége (kinetikus kontroll) különbözhet. Példaként említeném azt a megfigyelést, hogy csak Dcukrok és L-aminosavak vesznek részt a metabolikus folyamatokban. Az enantiomerek fizikai
tulajdonságai
megegyeznek,
csupán
az
optikai
forgatásuk
különböző,
a
szervezetünkbe jutva azonban nagyon is eltérő biológiai hatást válthatnak ki. Emiatt kiemelkedően fontossá vált az enantiomertiszta vegyületek előállítása a gyógyszeripar, a növényvédőszerek, de még az élelmiszer- és a kozmetikai ipar területén is. Gyakran előfordul, hogy egy gyógyszerhatóanyag egyik enantiomerje hatékony (eutomer), a másik hatástalan, vagy toxikus (disztomer). Például a hírhedt thalidomid (Contergan) (R)enantiomerje nyugtató hatású (szedatívum), az (S)-enantiomerje teratogén; amíg az L-dopa (Levadopa) Parkinson-kór kezelésére használható, addig a D-dopa nagymértékben toxikus; a propranolol esetében csak az (S)-izomerjének van β-adrenerg blokkoló hatása. Korábban gyakran racemát formában forgalmazták a gyógyszereket. Azonban miután kiderült, hogy a tükörképi párok jelentősen másképp viselkedhetnek az élő szervezetben, számos racém gyógyszer használatát betiltották. 1992-től az FDA (Food Drug Administration) arra kötelezi a gyógyszergyártókat, hogyha racém hatóanyagot kívánnak bevezetni, akkor mindkét
14
enantiomerre és a racemátra is külön-külön el kell végezni az összes klinikai és toxikológiai vizsgálatot. Pirkle és Pochapsky az enantiomer-felismerés feltételeként fogalmazta meg a „hárompontos szabályt”. A szabály szerint a sikeres enantiomer-megkülönböztetéshez a gazda- és a vendégmolekula között legalább három különböző egyidejűleg fellépő másodlagos (nem kovalens) kölcsönhatás szükséges, amelyek közül legalább az egyiknek sztereokémia-függőnek kell lennie. A sztereokémiától függő sztérikus taszítás például enantiomer-felismerést eredményezhet. A maradék két kölcsönhatás (ha mindkettő vonzó) olyan
konformációban
megvalósulhasson.
rögzíti
a
komplexet,
hogy
az
enantiomer-felismerés
52
A primer aminok, aminosavak és származékaik nagy biológiai jelentőséggel bírnak. Az aminosavak a fehérjék építőelemei, a primer aminok az aminosavak bomlástermékei vagy akár
neurotranszmitterként
is
funkcionálhatnak.
Éppen
ezért
az
enantioszelektív
felismerésükre szolgáló szintetikus receptorok fejlesztése is nagy jelentőségű.53 Az enantiomer-felismerés
kiváltható
olyan
viszonylag
egyszerű
királis
szintetikus
gazdamolekulákkal is, mint amilyenek például a koronaéterek. 2.1.2. A makrociklusok felosztása A szupramolekuláris kémia fiatal tudomány, amelynek története az 1960-as évek végén, a makrociklusok, azon belül a koronaéterek felfedezésével kezdődött. Az American du Pont de Nemours vállalatnál dolgozó C. J. Pedersen 1967-ben egy szintézis melléktermékeként (0,4%-ban) szintetizálta a dibenzo-18-korona-6-étert (1) (2. ábra). Sikerült izolálnia és később karakterizálnia a meglehetősen kis mennyiségben keletkező mellékterméket. Feltűnt neki a különleges oldhatósági tulajdonsága, illetve könnyű kristályosíthatósága, ami kizárja a polimer szerkezetet. Alig oldódott metanolban, de alkálifémion hozzáadása után jelentősen javult az oldhatósága. Pedersen nemsokára jó termeléssel is tudta szintetizálni a dibenzo-18-korona-6-étert (1) (2. ábra). Azt tapasztalta, hogy szerves oldószerhez, mint például a benzolhoz koronaétert adva a szervetlen sók, mint például a kálium-permanganát oldhatóvá válnak. Pedersen azzal magyarázta ezt, hogy „a K+ ion beleesik a molekula közepén lévő üregbe”, de ezt ekkor még nem bizonyították be. 1,2,54–57 A későbbi kutatási eredmények gyorsan igazolták az elképzelését. A kezdeti sikerek gyorsan egy egészen új vegyületcsalád szintéziséhez vezettek, amelyeket Pedersen a dibenzo-1815
korona-6-éter K+ ionnal alkotott korona alakú komplexének alakjáról koronaétereknek nevezett el. Pedersen kezdeti eredményei után a koronaéterek nagyon népszerűvé váltak a kationok komplexálásában. A koronaéterek üregméretüktől függően más-más ionokat képesek komplexálni. Például az 2. ábrán látható 12-korona-4-éter (2, üregátmérő=0,12–0,15 nm) a Li+ ionnal (ionátmérő=0,12 nm), a 15-korona-5-éter (3, üregátmérő=0,17–0,22 nm) a Na+ ionnal (ionátmérő=0,19 nm), a 18-korona-6-éter (4, üregátmérő=0,26–0,32 nm) a K+ ionnal (ionátmérő=0,27 nm) képez igen erős komplexet. Definíció szerint a koronaéterek (-CH2CH2-O-)n n≥4 ismétlődő egységgel rendelkeznek és komplexáló képességgel bírnak.58 A komplexképzés egy Lewis sav-bázis reakcióhoz hasonló jelenség, melyben az elektronban gazdag heteroatomok a gyűrűbe került elektronhiányos kationnal donor–akceptor kapcsolatba lépnek. Jellemzőjük, hogy belső hidrofil üregből és külső hidrofób vázból állnak. A donoratom O, N és S atom lehet.
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O O
O
O
O
O
O O
O 2
1
3
4
2. ábra Pedersen elsőként vizsgált koronaéterei
Elsőként Stoddart és munkatársai számoltak be enantiomertiszta királis koronaéter szintéziséről. Az általuk előállított makrociklus a szénhidrát alapú, D-ribózból előállított 5 koronaéter volt (3. ábra). 59 HO
OH * *
O
O O
O
* * HO
5
OH
3. ábra Az első királis koronaéter
Cram és munkatársai állították elő az első olyan bisz(1,1’-binaftil)-22-korona-6-éterszármazékokat (6, 7), amelyek axiális kiralitással rendelkeztek (4. ábra). Sikerült igazolniuk, hogy ezek a makrociklusok aminszármazékok enantiomerjei között képesek különbséget 16
tenni.60–63 A fent említett gazdamolekulák kiralitásáért a binaftil egységeken belüli gátolt rotáció a felelős.
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O 7
6
4. ábra Cram axiális kiralitással rendelkező koronaéterei
Az utóbbi másfél évtizedben a következő szerkezeti egységeket tartalmazó királis koronaéterek terén értek el figyelemreméltó eredményeket: binaftil egységet tartalmazó koronaéterek, borkősavból és származékaiból levezethető koronaéterek, aminosavakból, aminokból és származékaiból levezethető koronaéterek, szénhidrát alapú koronaéterek, fenolszármazékokat tartalmazó koronaéterek,
heterociklus egységet hordozó koronaéterek. 34
A királis koronaéterek egyik felhasználási területe az enantioszelektív szintézisekben testesül meg: királis fázistranszfer katalizátorként alkalmazzák őket olyan reakciókban, ahol optikailag aktív termékek keletkezhetnek.64 A koronaéterek fázistranszfer-katalizátorként való felhasználásukat az teszi lehetővé, hogy komplexképző tulajdonságuk mellett, amfipatikus molekulák is. A féminokkal vagy ammóniumionokkal képzett koronaéterkomplexek „kifelé” lipofil tulajdonságot mutatnak, így oldhatóak apoláris oldószerekben. Emellett a szerves fázisba ellenionként bekerülő anionnak, hidrátburkát elveszítve jelentősen megnövekszik a reaktivitása, ami számos reakció esetén sokszoros reakciósebességnövekedést eredményezhet. Ha a királis koronaéter katalizátor képes aszimmetrikus indukciót kifejteni, akkor a reakcióban nem racém elegy keletkezik, hanem valamelyik enantiomer feleslegben vagy tisztán. Binaftil egységet tartalmazó koronaétereket Michael-addícióknál alkalmazták először enantioszelektív katalizátorként.65,66 17
Szénhidrátokból
felépülő
makrociklusokkal
mint
aszimmetrikus
szintézisek
katalizátoraival több reakciót sikerült megvalósítani jó enantioszelektivitással (80–95% Michael-addíciót,67–82
enantiomerfelesleg)
úgymint
epoxidációját,80,83–85
Darzens-kondenzációt71,72,74,80,82,86,87
kalkonok és
aszimmetrikus
α-aminofoszfonátok
aszimmetrikus szintézisét.88 Piridin és szénhidrát egységet egyaránt tartalmazó királis koronaéterrel is hajtottak már végre enantioszelektív Michael-addíciót.89 A koronaéter-származékok csupán egy kis szeletét képezik a makrociklusok családjának.90 A szintén kiemelkedő jelentőséggel bíró kalixarénekkel, a Lehn és munkatársai által felfedezett kriptánsokkal,91,92 a podandokkal, a ciklámokkal, a ciklodextrinekkel, a ciklofánokkal, a kriptofánokkal, a lariát-éterekkel, a molekuláris kleftekkel, a katenánokkal és a Cram és munkatársai által felfedezett szferánsokkal60,93 doktori értekezésemben nem foglalkozok részletesebben, mivel elsősorban az N-heterociklus egységet tartalmazó koronaéterek képezik dolgozatom fő témakörét. 2.1.3. Az N-heterociklus egységet tartalmazó koronaéterek 2.1.3.1. A pirimidin, fenantrolin, akridin, fenazin, triazin és triazol egységet tartalmazó koronaéterek Az irodalomban a gazda- és vendégmolekula közötti π–π vonzó kölcsönhatást különböző elektronban szegény aromás gyűrűt tartalmazó koronaéterek előállításával vizsgálták. A legintenzívebben kutatott piridingyűrűt tartalmazó koronaétereken kívül pirimidin, fenantrolin, akridin, fenazin, triazin és triazol egységet tartalmazó koronaéterszármazékokat állítottak elő. Pirimidino-koronaéter-származékokat [pl. (S,S)-8] először Redd és munkatársai állítottak elő,94 akik vizsgálták ezen makrociklusok protonált primer aminokkal képzett komplexeit is (5. ábra).95
18
OMe Me
N N Me
O
O
O
O
Me
O (S,S)-8
5. ábra Az első királis pirimidino-koronaéter
Az első fenantrolino-koronaéter [(S,S)-9] előállítása Wang és munkatársai neveihez fűződik (6. ábra).96 A fenantrolin egységet tartalmazó ligandum két sztereoelektronos szempontból azonos nitrogént tartalmaz a gyűrűben. Ez a hárompontos hidrogénkötés számára, az ív alakú aromás π-elektronrendszere pedig a π–π kölcsönhatás számára ad nagyobb szabadságot, ezért bár a komplex stabilitása növekszik, de a sztérikus gátlások különbsége csökken a két diasztereomer komplex között, ami az enantioszelektivitás csökkenéséhez vezet a piridino-koronaéteréhez képest.96
N
N
O
O O
O
Me
Me O
O
(S,S)-9
6. ábra Az első királis fenantrolin egységet tartalmazó koronaéter
Akridin, [pl. (R,R)-10], illetve fenazin egységet [pl. (R,R)-11] tartalmazó koronaétereket először Huszthynak és munkatársainak sikerült előállítani (7. ábra).16 Az akridin és fenazin egységet tartalmazó ligandumok előnye a merev konformáción túl, hogy a fémionokkal, illetve szerves ammóniumsó enantiomerekkel történő komplexképzésük CD, illetve látható–UV spektroszkópiával,19,46,97–99 fluoreszcencia spektroszkópiával23,46,48,100 is vizsgálható,
illetve
potenciometriás
membránelektródba
beépítve
alkalmazhatók
enantiomerek megkülönböztetésére.42
19
Y N Me
O
O
O
O
Me
O (R,R)-10: Y=CH (R,R)-11: Y=N
7. ábra Az első királis akridin, illetve fenazin egységet tartalmazó koronaéterek
Az első királis triazol egységet tartalmazó koronaéter-diésztert [(S,S)-12] Bradshaw és munkatársai szintetizálták, majd vizsgálták aminokkal mutatott komplexképzését (8. ábra). 101
Később Echegoyen, de Mendoza és munkatársaik számos új triazol egységet tartalmazó
koronaétert szintetizáltak, de ezek a makrociklusok csak közepes enantioszelektivitást mutattak racém protonált ammóniumsókkal szemben.102–105 N N
O Me
O N H
O
O
O
Me
O O
(S,S)-12 8. ábra Az első királis triazol egységet tartalmazó koronaéter
1,3,5-Triazin egységet tartalmazó koronaétert (13) felületaktív katalizátoroknak használtak Kuwamura és munkatársai (9. ábra).106 OC 8H 17 N O
N N
O
O O
O 13
9. ábra Az első triazin egységet tartalmazó koronaéter
20
2.1.3.2. A piridin egységet tartalmazó királis koronaéterek Az első olyan koronaétert, amely piridin egységet tartalmaz (14) Cram és munkatársai állították elő 1974-ben.107 Ez akirális makrociklus volt. Ugyanez a kutatócsoport közölte először, hogy a piridin egységet tartalmazó 18-korona-6-éter típusú makrociklusok piridinjének nitrogénatomja erősebb hidrogénkötést létesít a vizsgált kationokkal, mint az éter oxigén atom. éterek
a
108,109
Ennek és az aromás gyűrűnek köszönhetően a piridino-18-korona-6-
18-korona-6-éternél
sokkal
nagyobb
komplexálási
képességet
mutatnak
nehézfémionokkal és protonált primer aminokkal szemben.97 X
Y R
Y
N
* O
O
O
* R
O O
makrociklus 14 15 16 17 (S,S)-18 (S,S)-19
R H H H H Me Me
X H Cl OMe H H H
Y H2 O O O O H2
10. ábra Az első piridin egységet tartalmazó koronaéterek
Az első akirális észter típusú piridino-koronaétert, amely a piridingyűrű 4-es helyzetében klóratomot (15), illetve metoxicsoportot (16) tartalmazott Bradshaw és munkatársai állították el (10. ábra).109 Az észter típusú piridino-koronaéter nagyságrendileg ugyanolyan erősségű komplexet képezett az alkilammónium ionokkal, mint az éter típusú piridino-koronaéter. Jones és munkatársai közölték az első olyan akirális (17), illetve királis [(S,S)-18] piridino-koronaéterek szintézisét, amely a piridingyűrű 4-es helyzetében nem tartalmaznak szubsztituenst, és a piridin egység észter típusú kötéssel kapcsolódik a makrogyűrűhöz (10. ábra).110 Később kiderült, hogy az észter típusú ligandumok enantiomerfelismerő-képessége jobb, mint a csak éter oxigént tartalmazó analogonoké.111 Mégis mivel az észter típusú koronaéterek nukleofil oldószerekre és erősen savas, illetve bázikus körülményekre érzékenyek, ezért alkalmazhatóságuk korlátozott. A doktori 21
munkám során is felhasznált, a kiralitáscentrumokon metilcsoportokat hordozó, csak éter oxigént tartalmazó piridino-18-korona-6-étert [(S,S)-19, ld. 10. ábra] nagyobb mennyiségben Izatt és munkatársai szintetizálták 1994-ben.111 A
piridino-koronaéter-származékok
enantiomer-felismerését
tanulmányozva
megállapították, hogy képesek különbséget tenni a racém protonált primer aminok, aminosavak és aminosav-származékok enantiomerjei között. Az enantiomer-felismerés szelektivitását fokozza, ha minél több ponton minél többféle másodlagos vagy gyenge kölcsönhatás alakul ki.112 A piridino-18-korona-6-éterek üregmérete leginkább a K+ ionok, illetve a hasonló méretű NH4+ ionok komplexálását teszi lehetővé. Összehasonlítva a különböző számú alkil-szubsztituenst tartalmazó ammóniumionokat megállapítható, hogy az alkilcsoportok számának növekedésével egyre jobban csökken a komplex stabilitása, ami a gazda- és vendégmolekula között létrejövő hidrogénkötések számának csökkenésével és a sztérikus taszítás növekedésével magyarázható.49 Éppen ezért elsősorban protonált primer aminok enantiomerjeinek szelektív komplexképzését vizsgálták királis piridino-18-korona-6éterek segítségével. A ligandum–vendégmolekula komplexek stabilitása a komplex stabilitási állandó (K) logaritmusának nagyságával jellemezhető (logK). A különböző módszerekkel kapott eredmények alapján a gazda- és a vendégmolekula közötti kölcsönhatásban az alábbi három tényező a legfontosabb: a hárompontos hidrogénkötés a makrogyűrű heteroatomjai és az ammóniumsó protonjai között, az elektronhiányos piridingyűrű és a vendégmolekula elektrondús aromás részének – kölcsönhatása, a sztérikus gátlás a ligandum aszimmetriacentrumain található szubsztituensek és az ammóniumsó szénatomjaihoz kapcsolódó hidrogénjei között. 52,97,111,113 A piridin egység nitrogénje, az előzetes várakozásoknak megfelelően mindig résztvesz a hárompontos hidrogénkötés kialakításában, ezzel a vendégmolekulát egy olyan helyzetben rögzítve, melyben a sztérikus hatások a legjobban érvényesülhetnek.11,97,111,112,114 A hárompontos hidrogénkötésben a nitrogénatomon kívül a makrogyűrű két alternáló oxigénatomja vesz részt (11. ábra).115
22
11. ábra A 17 piridino-koronaéter és az 1-(1-naftil)etil-amin (1-NEA) között létrejövő hidrogénkötések
További általános elv, hogy a – kölcsönhatás kialakítása során a két aromás gyűrű az elektronrendszerek maximális átlapolásának érdekében a minél inkább párhuzamos elhelyezkedésre
törekszik
enantioszelektivitást,
mely
(szemtől egy
szembe
adott
–
típusú
ligandumnak
egy
kölcsönhatás).49
kiválasztott
Az
ammóniumsó
enantiomerjeivel való eltérő komplexképzési hajlamára vezethető vissza, alapvetően a sztérikus gátlás különbsége határozza meg. A gazdamolekula aszimmetriacentrumain így minél nagyobb térkitöltésű és minél inkább gömbszimmetrikus csoportok jelenléte kívánatos.97 Az enantioszelektivitás mértékét a gazdamolekulának a vendégmolekula két enantiomerjével képzett komplexeinek stabilitási állandók logaritmusainak különbségének nagyságával jellemezhetjük (ΔlogK), amelyek kalorimetrikusan,111,114,116–118
1
H NMR-
rel111,119 és Fourier-transzformációs ionciklotron rezonancia tömegspektroszkópiával (FTICR/MS)120 is meghatározhatóak. Általánosan megfigyelt jelenség, hogy a heterokirális komplex
[(R,R)-koronaéter–(S)-aralkilammónium
aralkilammónium
só]
stabilabb
a
homokirális
só
vagy
(S,S)-koronaéter–(R)-
komplexhez
[(S,S)-koronaéter–(S)-
aralkilammónium só vagy (R,R)-koronaéter–(R)-aralkilammónium só] viszonyítva.29,111 Ennek oka az, hogy a homokirális komplexnél erősebb sztérikus taszítás lép fel a gazdamolekula
kiralitáscentrumain
lévő
alkilcsoportok
és
a
vendégmolekula
naftalingyűrűjének bizonyos atomjai, illetve csoportjai között (erre egy példát a 12. ábrán láthatunk).
23
(S,S)-19+(R)-1-NEA
(S,S)-19+(S)-1-NEA H N H
O
H3C
H O H
O
CH3
H MeO O
12. ábra Az (S,S)-19 ligandum és az 1-NEA enantiomerjei által alkotott komplexek lehetséges térbeli elrendeződései
A két komplex stabilitásbeli különbözősége felelős a racém vendégmolekula enantiomerjeinek elválasztásáért.52,121 A heterokirális komplex nagyobb stabilitását igazolja az is, hogy például egy vendégmolekula racemátjának az (S,S)-konfigurációjú piridinokoronaéter alapú királis állófázis segítségével történő folyadékkromatográfiás elválasztásnál a vendégmolekula (R)-konfigurációjú enantiomerjének nagyobb a retenciós ideje.37 Zhang és munkatársainak összefoglaló közleménye szerint97 a makrociklus receptor C2-, C3-122,123 vagy D2-124 szimmetria esetén nagyobb enantioszelektivitást mutat, mint C1vagy D3- szimmetriánál. Az irodalomban eddig vizsgált és a doktori munkám során előállított piridino-koronaéterek nagyrésze C2-szimmetriával rendelkezik. Ez teszi lehetővé, hogy a ligandum kiralitáscentrumain lévő alkilcsoportok úgy helyezkedjenek el, hogy a vendégmolekula egyik enantiomerjével nagyobb sztérikus taszítás lépjen fel, mint a másikkal. Still
és
munkatársai
megállapították,
hogy
az
enantioszelektivitás
egyik
kulcstényezője a makrociklus korlátozott konformációs flexibilitása.123 A gazda–vendég komplex konformációjának hatékony rögzítése lehetővé teszi, hogy a királis gazdamolekula a kiralitáscentrumain lévő szubsztituensek taszító kölcsönhatását maximálisan fel tudja használni az enantiomerek megkülönböztetésében. A komplex merevségét egyrészt a makrociklus merevsége, illetve a többpontos kölcsönhatások számának növekedése fokozza. 24
Ezek
alapján
a
piridino-koronaéter
képes
merev
komplexet
képezni
különböző
vendégmolekulákkal, tehát alkalmas az enantiomer-diszkriminációra. Összehasonlítva az (S,S)-19 dimetil-szubsztituált piridino-koronaéter (12. ábra) és az (R,R)-10 dimetil-szubsztituált akridino-koronaéter (7. ábra) 1-NEA-val, illetve 1feniletilaminnal (PEA) képzett komplexeinek merevségét megállapítható, hogy a piridinokoronaéter komplexek nagyobb flexibilitása okozza a piridino-koronaéterek kisebb enantiomer-megkülönböztető-képességét.23 Izatt és munkatársai az észter típusú és a csak éterkötést tartalmazó piridinokoronaéterek enantiomer-megkülönböztető-képességét is összehasonlították. Azt tapasztalták, hogy a csak éterkötést tartalmazó (S,S)-19 dimetil-szubsztituált piridino-koronaéter (12. ábra) az (S,S)-18 észter típusú dimetil-szubsztituált piridino-koronaéternél (12. ábra) flexibilisebb konformációjú komplexet képez a protonált primer aminokkal, ami az enantioszelektivitást csökkenti.111 A koronaéterek felhasználása Pedersen úttörő felfedezése óta meglehetősen kiszélesedett. Kétfázisú reakcióban (pl.: nukleofil-szubsztitúció, elimináció, hidrolízis, oxidáció, szuperoxid-kémia) fázistranszfer-katalizátorként már nemcsak anionok, hanem kationok, gyökök vagy molekulák szerves fázisba juttatására is használhatók.125–129 Az elektroanalitikában
membránelektródok
ligandumaként,130,131
a
szennyvízkezelésben
fémionok kinyerésére, az atomiparban radioaktív elemek dúsítására, atomerőművi vizek tisztítására, illetve adalékanyagként az olaj-, fotó- és gumiiparban is alkalmazhatók. A könnyen deprotonálható koronaétereket fémionok szelektív transzportjára, fémionok folyadék-folyadék extrakciójában,132,133 illetve fémionok híg vizes oldataiból ion-flotációval való kinyerésére134 lehet használni. Koronaéter alapú ionoforokat fluoreszcens szenzorként is alkalmaztak.135,136 A koronaéterek biológiai aktivitással is rendelkezhetnek: képesek lehetnek az enzimaktivitás szabályozására, kölcsönhatásba léphetnek a DNS-sel, és felnyithatják azt, illetve mikróbaellenes szerként is viselkedhetnek.58 Dolgozatomban a koronaéter alapú királis állófázisok enantiomerek elválasztására történő alkalmazásával foglalkozom részletesebben.
25
2.2. Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC) 2.2.1. A királis kromatográfia jelentősége, felosztása A kromatográfia napjaink egyik legfontosabb és leggyakrabban használt analitikai elválasztási módszere. A kromatográfiás technikák alkalmazásával hasonló fizikai-kémiai tulajdonságú
vegyületek
elválasztását
tudjuk
megoldani.
Az
egyes
komponensek
elkülönülése azáltal jön létre, hogy a vegyületek mozgási sebessége (migrációja, vándorlása) adott feltételek mellett különböző.137 A gyógyszeriparban a hatóanyagtartalom, a szennyezők és a bomlástermékek vizsgálatára,138 a klinikai területen a metabolikus rendellenességek, a neurotranszmitterek (pl. acetilkolin, dopamin) vizsgálatára, az élelmiszeriparban az élelmiszeradalékok (pl. vitaminok, tartósítószerek), szénhidrátok, aminosavak, toxinok meghatározására,
a
környezetanalitikában
peszticidek,
poliaromás
szénhidrogének
meghatározására, a bűnűgyi analitikában kábítószerek, doppingszerek (szteroidok) és robbanószer maradékok kimutatatására alkalmazzák. A királis kromatográfia alkalmas módszer az enantiomerek hatékony elválasztására. Magas enantiomerfelesleg (ee>99,8%) esetén is pontos eredményt szolgáltat. A vizsgálat gyorsaságát segíti, hogy egy analízis alatt több enantiomerpár is meghatározható. Nagy előnye, hogy az enantiomerek megkülönböztetésére nincs szükség feltétlenül optikailag tiszta standardokra. Napjainkban a királis kromatográfokat már on-line lehet kapcsolni a szerkezetazonosító műszerekhez, és a mérések automatizálhatóak. A jel–zaj viszonyt jelentősen javítja, hogy a mátrix komponensek zavarása kiszűrhető. Általános szabály, hogy amíg a szelektor merev szerkezete nagy szelektivitást tesz lehetővé, addig flexibilis szerkezet esetén széles felismerési spektrummal rendelkezik. Az elválasztások túlnyomó része a hárompontos kölcsönhatásokra vezethető vissza, és a taszító kölcsönhatásoknak nagy szerepe van az enantiomerek megkülönböztetésében. Elsősorban a kiralitáscentrumokhoz közeli funkciós csoportok segítik az elválasztást. A királis kromatográfiát a mozgófázis szerint feloszthatjuk
gázkromatográfiára (GC),
folyadékkromatográfiára (LC) például: nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiára (HPLC),
szuperkritikus oldószeres kromatográfiára (SFC)
elektrokinetikus kromatográfiára (EKC) 26
például: kapilláris elektrokinetikus kromatográfiára (CEC). A folyadék- és gázkromatográfiás elválasztás alapja az, hogy a különböző fizikai-kémiai tulajdonságú komponensek megoszlása a mozgó- és állófázisok között eltérő. Az alkalmazott oszlop szerint megkülönböztethetünk
töltetes oszlopkromatográfiát,
kapilláris (üres cső) oszlopkromatográfiát,
chip kromatográfiát,
vékonyréteg-kromatográfiát (VRK).
Az enantiomerek elválasztásakor a szelektor molekula és a vizsgálandó anyagok enantiomerjei ideiglenes diasztereomer asszociátumokat képeznek, amelyek fizikai-kémiai tulajdonságai különböznek,52,113 így lehetővé válik az elválasztásuk. A királis kromatográfiát a diasztereomer asszociátum képzésének helye szerint is csoportosíthatjuk. A közvetlen (direkt) módszernél a szelektorok és a vizsgálandó anyagok kromatografálás közben alkotnak ideiglenes diasztereomer asszociátumokat. A közvetett (indirekt) módszernél a diasztereomer asszociátumokat a kromatografálás előtt szintetizáljuk, és ezeket akirális oszlopon analizáljuk. A királis kromatográfiát a szelektor helye szerint is feloszthatjuk királis állófázis [chiral stationary phase (CSP)], illetve királszelektív mozgófázisadalék [chiral modifying agent (CMA)] alkalmazására. A nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia mellett a kapilláris elektroforézis (CE) az egyik leghatékonyabb módszer enantiomerek elválasztására. Kuhn és munkatársai alkalmaztak először királis koronaétereket, egészen pontosan királis 18-korona-6tetrakarbonsav-származékokat ciklodextrin alapú CE királis szelektoraként.139–143 Nishi és munkatársai 1997-ben összehasonlították a királis koronaéter alapú HPLC és a koronaétereket királis szelektorként alkalmazó ciklodextrin alapú CE módszereket primer aminok enantiomerjeinek elválasztására. A királis koronaéter szelektort alkalmazó CE 1000 móltömeg feletti primer aminocsoportot tartalmazó epimerek elválasztására is alkalmasnak bizonyult. A HPLC technikát ilyen esetekben nem tudták sikeresen alkalmazni. Bizonyos gyógyszerhatóanyag analitok esetén viszont a HPLC technika segítségével értek el hatékonyabb elválasztást a racém protonált primer aminok enantiomerjeinél a CE módszerrel szemben.144 Az irodalomban eddig csak egyedül Ilisz és munkatársai alkalmaztak enantiomertiszta piridino-koronaéter
szelektormolekulát
[(S,S)-19]
ciklodextrin
alapú
CE
királis 27
szelektoraként. Sikeresen választották szét az 1-(1-aminoarilmetil)-2-naftol és a 2-(1aminoarilmetil)-1-naftol-származékok enantiomerjeit.K145 2.2.2. A királis HPLC A számos különböző elválasztási módszer közül a királis állófázis segítségével működő folyadékkromatográfia bizonyítottan a legprecízebb és leghatékonyabb enantiomerelválasztási és enantiomerkeverék meghatározási módszer.146–148 A nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás (HPLC) módszerek besorolása az álló- és mozgófázis jellemző tulajdonsága alapján történhet. Normál fázisú folyadékkromatográfiáról (NP-HPLC) akkor beszélünk, ha az állófázis polárisabb, mint a mozgófázis (általában alkoholok, kloroform, hexán, heptán). Az NP-HPLC lipofil anyagok, mint például lipidek, zsírok, olajok, elválasztására alkalmas. A fordított fázisú kromatográfiánál (RP-HPLC) az állófázis mindig apolárisabb jellegű (pl. oktadecil-csoportokkal módosított szilikagél, ODS), mint a mozgófázis (vizes pufferek, acetonitril, metanol). Az RP-HPLC fehérjék, peptidek, aminosavak, aminok és nukleinsavak elválasztására is alkalmas. A legtöbb királis analízist HPLC-n végzik, nemcsak analitikai, hanem preparatív célokra is alkalmas ez a technika. A mozgófázis változtathatósága miatt magas szelektivitás értékeket lehet elérni. A királis HPLC-ben az elválasztásnál az ionos kölcsönhatásoknak, ezek közül a taszító kölcsönhatásoknak nagy a szerepe. A legelterjedtebb királis állófázisok poliszacharid- (cellulóz, amilóz) származékok. Az optikailag aktív állófázisokat különböző szempontok szerint csoportosíthatjuk. Az egyik ilyen csoportosítási lehetőség, hogy eredetük szerint soroljuk kategóriába azokat. Ennek megfelelően természetes alapú (pl. fehérje, poliszacharid, ciklodextrin, antibiotikum), félszintetikus (pl. módosított oligo- és poliszacharidok, poliszacharid szulfátok), szintetikus (pl. koronaéterek, poliakrilátok, poliakrilamidok) királis állófázisokat különböztetünk meg. Egy másik besorolás az elválasztási mechanizmus szerint kategorizál. Ennek alapján ligandumcserés (Davankov-féle), donor–akceptor (Pirkle-féle), zárvány komplexképző, poliszacharid alapú, 28
fehérje alapú, molekulalenyomat (imprinted) alapú, illetve szintetikus polimer alapú királis állófázisokról beszélhetünk.137,149 2.3.
Koronaéter alapú királis állófázisok
2.3.1. Piridin egységet nem tartalmazó koronaéter alapú királis állófázisok A számos vizsgált vegyülettípus, úgymint természetes és módosított aminosavak és ciklodextrinek, fehérjék, és lineáris vagy elágazó szénhidrát-származékok (pl. cellulóz vagy amilóz) mellett a királis koronaéterek a primer amin származékok enantiomerjeinek elválasztására
használt
folyadékkromatográfiás
királis
állófázisok
legsikeresebb
szelektormolekulai közé tartoznak.150 Már 1994-ben megjósolták, hogy a királis makrociklusok fontos szerepet fognak játszani az enantiomerek elválasztásában.151 A koronaéter alapú királis állófázisok mind analitikai, mind preparatív méretben használhatók primer aminok, aminosavak és származékaik enantiomerjeinek elválasztására.152,153 Cram és munkatársainak sikerült először királis koronaéter alapú CSP-t előállítani. Axiális kiralitással rendelkező bisz(1,1’-binaftil)-22-korona-6-étert rögzítettek kovalens kötéssel szilikagélhez, majd a kapott királis állófázist (CSP-20) hatékonyan alkalmazták királis amin származékok enantiomerjeinek elválasztására (13. ábra). Az ideiglenes diasztereomer asszociátumok képzése a szelektor és a vendégmolekula között a kromatografálás közben történt (közvetlen királis kromatográfiás módszer, ld. 2.2.1. fejezet).154,155 Me Me Si O Me Me MeO Si Me
Me Si MeO Me
Me O Si Me
O O
O
O
O O CSP- 20
szilikagél
Me Si OMe Me
13. ábra Az első koronaéter alapú királis állófázis
29
Newcomb és munkatársai enantiomertiszta dimetil-szubsztituált bisz(1,1’-binaftil)-22korona-6-étert [(R,R)-21] állítottak elő, és vizsgálták, hogy mennyire tud különbséget tenni a racém aminosavak és észtereik enantiomerjei között (14. ábra). Me O O
O
O
O O
Me (R,R)- 21
14. ábra Newcomb koronaétere
A királis rezolválóképesség mértékét egy ún. enantiomer-rezolváló készülékkel próbálták meghatározni. Ahogy az a 15. ábrán is látható, egy W-alakú csövet használtak. A W-alakú cső mindkét oldalának alsó részébe a gazdamolekula kloroformos oldatát töltötték, és mágneses keverővel kevertették. Az (S,S)-enantiomert a bal oldali szárba töltötték, az (R,R)-enantiomert pedig a jobb oldaliba. A középső tartályba a racém vendégmolekulák vizes oldatát töltötték, és mechanikusan kevertették. A bal és a jobb oldalon a víz–kloroform fázishatárfelületeken a koronaéter gazdamolekulák enantioszelektíven komplexálták a vendégmolekulákat, és a D-vendég a jobb oldali kloroformos fázison keresztül a jobb oldali vizes fázisba került, az L-vendég pedig a bal oldaliba. Ez azzal magyarázható, hogy az (R,R)gazdamolekula erősebben kötötte meg a D-vendégmolekulát, illetve az (S,S)-gazdamolekula pedig az L-vendégmolekulát. A koncentráció gradienst a 86–90%-os enantiomertisztaságú vendégek bal és jobb oldali vizes fázisból történő eltávolításával, illetve friss racemát középső tartályban való pótlásával tartották fenn. A legjobb enantiomer-elválasztást a protonált fenilglicin-metilészternél (PGME) érték el.49,156
30
15. ábra Newcomb rezolváló készüléke
1974-ben Sousa és munkatársai alkalmaztak először királis koronaétert a mozgófázis adalékaként racém amin származékok enantiomerjeinek szétválasztására.157 Az alkalmazott CMA módszer (ld. 2.2.1. fejezet) hátránya, hogy csak vízmentes mozgófázist lehetett alkalmazni, és a toxikus koronaétert is tartalmazó mozgófázist különös figyelemmel kellett kezelni. Napjainkban éppen ezek a hátrányok miatt használnak enantiomerek elválasztására inkább királis állófázisokat. 1981-ben Lingenfelter és munkatársai (3,3’-diszubsztituált-1,10-binaftil)-20-korona6-étereket állítottak elő, és tanulmányozták enantioszelektív komplexképzésüket aminosavak és aminosav-észterek enantiomerjeivel.158 Az előbbi axiális kiralitással rendelkező koronaéterek
közül
a
(3,3’-difenil-1,10-binaftil)-20-korona-6-éterrel
Shinbo
és
munkatársai159 és 5 évvel később az új (6,6’-dioktil-3,30-difenil-1,10-binaftil)-20-korona-6éterrel160 dinamikusan fedett oktadecil szilikagélt állítottak elő. Az így nyert CSP-k hatékonynak bizonyultak primer amin származékok enantiomerjeinek elválasztására. 31
Machida és Hyun alkalmazták először a borkősavból levezethető, (+)-(18-korona-6)2,3,11,12-tetrakarbonsavat királis állófázis szelektorként.161,162 A 16. ábrán látható az első ilyen koronaéter alapú királis állófázis (CSP-22). AcHN O
O HOOC
O
O
HOOC
O
O
C
N H COOH
OMe Si O O OMe Si O O
O
szilikagél
O
O HOOC
O
O
HOOC
O
O O
O
OMe
N H N H
Si O O Si O O OMe
CSP-22
16. ábra Az első (18-korona-6)-2,3,11,12-tetrakarbonsav alapú királis állófázis
Elsősorban Hyun és munkatársai alkalmazták az előbbi, borkősavból levezethető koronaéter
alapú
királis
állófázist
racém
primer
aminok
enantiomerjeinek
szétválasztására.163–168 Napjainkban sikerült az ilyen típusú koronaéter alapú királis állófázist szekunder aminoalkoholok,169 β-aminosavak,170–172 az NMDA (N-metil-D-aszpartát) antagonista 1-aril-1,2,3,4-tetrahidroizokinolin,173 a fluorokinolon-vázú antibiotikum, a gemifloxacin-mezilát,174–176 az antiepileptikum vigabatrin177 és az aril-α-aminoalkilketonok178 enantiomerjeinek hatékony elválasztására is alkalmazni. Szekunder aminok enantiomerjeit Steffeck és munkatársainak sikerült először szétválasztania a Hyun-féle borkősavból levezethető koronaéter alapú királis állófázis segítségével.179 Hirose és munkatársai pszeudo-18-korona-6-éter alapú királis állófázissal racém aminok, aminoalkoholok, aminosavak és aminosav-észterek enantiomerjeit választották szét hatákonyan.180–183 A koronaéter alapú királis állófázisok alkalmazása nagyon széleskörű. Sikeresen elválasztották az aszpartám édesítőszer sztereoizomerjeit,184 dipeptidek 4 sztereoizomerjét185 és például a GABA-b receptor agonista baclofen enantiomerjeit185 nagy hatékonysággal. A 32
Lingenfelter és munkatársai által előállított,158 majd a Shinbo és munkatársai által dinamikus fedésre
alkalmazott159
(3,3’-difenil-1,10-binaftil)-20-korona-6-éterhez
hasonló
CSP-t
kereskedelmi forgalomba hozta Crownpak CR (CSP-23) néven a Daicel and Chiral Technologies (17. ábra). Mindkét enantiomerforma, azaz a Crownpak CR(+) és a CR(-) is kapható kereskedelmi forgalomban, ami azért különösen fontos, mert eltérő elúciós sorrend érhető el velük.
CSP-23 17. ábra A kereskedelmi forgalomban kapható Crownpak CR (ODS: oktadecil-csoportokkal módosított szilikagél)
A Hyun és munkatársai által előállított 3-aminopropilezett szilikagélhez (18-korona6)-2,3,11,12-tetrakarbonsavat kétszeresen kötve egy másik kereskedelmi forgalomban is kapható koronaéter alapú CSP-t kapunk, amelyet ChiroSil RCA(+) és RCA(-) (CSP-24) (Regis, Morton Grove, IL), illetve ChiralHyun-CR-1 (K-MAC, Korea) néven hoznak forgalomba (18. ábra).
O szilikagél
O O Si O
HOOC H N C O
O
O
O
O
O C
N H COOH
O Si O O
szilikagél
O
CSP-24
18. ábra A kereskedelmi forgalomban kapható ChiroSil RCA
33
Ezen koronaéter alapú CSP-k felhasználása alapvetően primer amin származékokra, tehát főleg aminosavakra, aminosav-észterekre, aminoalkoholokra, és királis, primer amin funkciós csoporttal rendelkező gyógyszerhatóanyagokra korlátozódik. 2.3.2. Piridin egységet tartalmazó koronaéter alapú királis állófázisok Az első olyan CSP-t, amelynél királis szelektorként optikailag aktív piridino-18korona-6-étert alkalmaztak [(S,S)-CSP-25] Bradshaw és munkatársai állították elő (19. ábra). Enantiomertiszta, az aszimmetriacentrumokon metilcsoportokat tartalmazó piridino-18korona-6-étert rögzítettek kovalens kötéssel szilikagélhez. Aceton–metanol (7:3) elegyet használva eluensként nem értek el jó elválasztást az 1-NEA enantiomerjeivel szemben.186 Ugyanezzel a királis állófázissal [(S,S)-CSP-25], eluensként metanolt használva légköri nyomáson majdnem alapvonal elválást értek el az 1-NEA enantiomerjeivel szemben.187 X
N R
*
O
O
O
* R
O O
O (S,S)-CSP-25: R=Me, X=O(CH 2 )3 Si O O
szilikagél
O (R,R)-CSP- 26 : R=Ph, X=O(CH2 )11 Si O O
szilikagél
O (R,R)-CSP- 27 : R=t -Bu, X=O(CH2 )3 Si O O
szilikagél
O (R,R)-CSP- 28 : R=t -Bu, X=OCH 2CONH(CH 2 )3 Si O O
O (S,S)-CSP-39: R=Me, X=OCH 2CONH(CH 2 )3Si O O
HPLC minőségű szilikagél
szf érikus HPLC minőségű szilikagél
19. ábra Piridino-koronaéter alapú királis állófázisok
34
Az aszimmetriacentrumokon fenilcsoporttal szubsztituált, a piridingyűrű 4-es helyzetében hosszabb kapcsoló kart tartalmazó piridino-18-korona-6-étert szilikagélhez rögzítve, a kapott CSP [(R,R)-CSP-26] sokkal kevésbé volt hatékony, mint a kiralitáscentrumokon metilcsoportokot hordozó CSP [(S,S)-CSP-25].187 Ennek fő oka, hogy a fenilcsoport planáris szerkezetű, így a szén–szén kötés körüli rotációval minimalizálni tudja a sztérikus feszültséget, csökkentve ezzel az enantioszelektivitást.111,119 A kiralitáscentrumokon található alkilcsoportok (a nagy térkitöltésű terc-butil-, szekbutil- és izobutilcsoportok, és a kisebb térkitöltésű izopropil- vagy metilcsoportok) enantioszelektivitásra gyakorolt hatását tanulmányozva azt tapasztalták, hogy a nagyobb térkitöltésű, gömbalakú csoportok – a sztérikus taszítások közötti nagyobb különbség következtében – nagyobb enantioszelektivitást biztosítanak.188 Köntös és munkatársai nagy térkitöltésű terc-butilcsoportttal szubsztituált piridinokoronaéter alapú CSP-t [(R,R)-CSP-27] állítottak elő, amellyel sikeresen választották szét a racém 1-NEA, PEA, fenilglicin-metilészter (PGME) és fenilalanin-metilészter (PAME) enantiomerjeit (19. ábra).18,22 Ugyancsak terc-butilcsoporttal szubsztituált piridino-koronaétert rögzítettek szilárd hordozóhoz [(R,R)-CSP-28] Horváth és munkatársai annyi különbséggel, hogy a szelektormolekulát az eddig használt nagy szemcse- és pórusméretű normál szilikagél helyett HPLC minőségű szilikagélhez kötötték, illetve a szelektormolekula piridingyűrűjének 4-es helyzetében kapcsolódó kar savamid kötést is tartalmazott (19. ábra). Az így nyert CSP [(R,R)-CSP-28] hatékonyan választotta szét az 1-NEA és a PEA enantiomerjeit nagy nyomáson, de az aromás egységet tartalmazó aminosav-származékoknál csak kis hatékonysággal működött.24 Ennek az lehet az oka, hogy a nagy térigényű terc-butilcsoportok miatt a szelektormolekula a vendégmolekulákkal csak kis stabilitású komplexeket tud képezni. Az (R,R)-CSP-28 királis állófázist a 29 dimetil-kelidamátból kiindulva állították elő (20. ábra). A piridingyűrű 4-es helyzetében lévő fenolos hidroxilcsoportot tetrahidropiranil (THP) védőcsoporttal látták el [3,4-dihidro-2H-piránnal (DHP) reagáltatva piridinium-ptoluolszulfonát (PPTS) katalizátor jelenlétében], mert ennek a szintézisút későbbi lépéseiben bázikus körülményekre ellenállónak kellett maradnia. Az így nyert THP-védett diésztert (30) nátrium-tetrahidrido-boráttal 31 diollá redukálták, amelyet p-toluolszulfonsav-kloriddal (TsCl) diklórmetán és kálium-hidroxid 40%-os vizes oldatának 1:1 arányú keverékében 32 ditoziláttá alakították (20. ábra). 35
O
OH
OTHP
DHP PPTS
MeO
OMe
N H
O
MeO
O
OMe
N O
CH2Cl 2 MeO (f orráshőm.)
O
O
29b
29a
O 30 (81%)
OTHP 30
OMe
N
OTHP TsCl
NaBH 4 EtOH (f orráshőm.)
40% aq. KOH CH2Cl2
N OH OH 31 (87%)
N OTs OTs 32 (55%)
20. ábra A 32 ditozilát előállítása 29 dimetil-kelidamátból kiindulva
A 32 ditozilátból és az (R,R)-33 diterc-butil-szubsztituált tetraetilénglikolból erős bázis jelenlétében végzett Williamson-féle éterképzéssel jutottak az (R,R)-34 makrociklushoz, amelynek THP-csoportját ecetsavas hidrolízissel eltávolítva az (R,R)-35 piridonokoronaéterhez jutottak (21. ábra). OTHP t-Bu
OH
HO
t-Bu 1. NaH, THF (f orráshőm.)
O
O
2.
O
OTHP
N t-Bu
O
OTs 32
t -Bu
EtOH H2O
t-Bu
O O
N OTs
AcOH O
O
(R,R)-33
O
(R,R)-34 (nyerstermék)
O
N H
O
O
t-Bu
O O
(R,R)-35 (63%)
21. ábra Az (R,R)-35 piridono-koronaéter előállítása
Az
(R,R)-35
piridono-koronaétert
klórecetsav-benzilészterrel
kálium-karbonát
jelenlétében alkilezték, majd a keletkező (R,R)-36 benzil-észtert katalitikusan debenzilezve az (R,R)-37 karbonsavat kapták termékként (22. ábra). Az (R,R)-37 karbonsavat diciklohexilkarbodiimid (DCC) jelenlétében 3-aminopropil-trimetoxiszilánnal reagáltatva az (R,R)-38 trimetoxiszilil-végcsoportot tartalmazó amidot állítottak elő, amelyből HPLC minőségű szilikagéllel toluolban forráshőmérsékleten történő kevertetéssel alakították ki az (R,R)-CSP28 királis állófázist (22. ábra).24
36
22. ábra Az (R,R)-CSP-28 királis állófázis előállítása
Farkas és munkatársai az aminszármazékok enantiomerjeivel stabilabb komplexet képző, metilcsoporttal szubsztituált enantiomertiszta piridino-koronaétert111 rögzítették szférikus HPLC minőségű szilikagélhez [(S,S)-CSP-39] (19. ábra, 34. oldal). Az így nyert CSP [(S,S)-CSP-39] nagy hatékonysággal tudta szétválasztani az 1-NEA, a 2-NEA, a PEA és aromás oldalláncú aminosav-származékok enantiomerjeit nagy nyomáson.37 2.3.3. Szilárd hordozóhoz történő rögzítés lehetőségei, oszloptöltési technikák Dolgozatomban csak az N-heterociklus egységet tartalmazó koronaéterek állófázishoz történő rögzítésére térek ki. A más koronaéterekre ismert dinamikus kötés (például Shinbo és munkatársai által előállított CSP159,160) heterociklus egységet tartalmazó koronaéterekre nem jellemző, az ilyen típusú koronaétereket csak kovalens kötéssel rögzítették szilárd hordozóhoz. A szilárd hordozók alapján beszélhetünk:
polisztirol gyantához rögzített CSP-ről,21
normál
szilikagélhez
rögzített
(75–500
μm
szemcseátmérőjű,
15
nm
18,186,187
pórusátmérőjű szilikagél),
37
HPLC minőségű szilikagélhez rögzített (5 μm szemcseátmérőjű, 15 nm pórusátmérőjű szilikagél),24
szférikus HPLC minőségű szilikagélhez rögzített (4 μm szemcseátmérőjű, 6 nm pórusátmérőjű szilikagél),37 és
módosított HPLC minőségű szilikagélhez rögzített (merkaptopropilezett 4 μm szemcseátmérőjű, 6 nm pórusátmérőjű szilikagél)39
királis állófázisokról. N-Heterociklus egységet tartalmazó koronaéter alapú CSP-t többféle módszerrel állíthatunk elő. Klórmetilcsoportokat tartalmazó (Merrifield-féle) polisztirol gyanta számos különböző funkciós csoportot tartalmazó makrociklussal reagáltatható (például hidroxil-,21 vagy aminocsoportot tartalmazó makrociklussal, illetve azakoronaéterekkel közvetlenül is). N-Heterociklus egységet tartalmazó koronaétert módosított szilikagélhez is köthetünk. Lakatos és munkatársai merkaptopropil-csoporttal módosított szilikagélhez kötöttek egy terminális olefin végcsoportú akridin egységet tartalmazó koronaétert [(R,R)-40] gyökös reakcióban [gyökkeltő ebben az esetben az azobiszizobutironitril (AIBN)], így akridinokoronaéter alapú CSP-hez [(R,R)-CSP-41] jutottak (23. ábra).39 CONHCH 2CH=CH 2 HS N Me
O
O
O
O O (R,R)- 40
Me
CONH(CH2 )3 S(CH2 )3 Si O Si O O AIBN CHCl3 (f orráshőm.)
szf érikus HPLC szilikagél
O O O
szf érikus HPLC szilikagél
N Me
O
O
O
Me
O O
(R,R)-CSP-41
23. ábra Akridino-koronaéter-származék merkaptopropil-csoporttal módosított szilikagélhez kötése
Abban az esetben, ha csak szilanolcsoportot tartalmazó (tehát nem módosított) szilikagélhez tervezünk koronaétert rögzíteni, elsőként a koronaétert trialkoxiszililvégcsoporttal kell ellátni. Trialkoxiszilil-végcsoportú N-heterociklus egységet tartalmazó koronaétert eddig három módszerrel állítottak elő. A legelterjedtebb módszer, hogy terminális kettőskötésű oldallánccal látjuk el a makrociklust, majd trialkoxiszilánnal regioszelektív hidroszililezési reakciót végzünk.18,37,186,187 Erre példaként a 24. ábrán mutatom be azt, ahogy Farkas és munkatársai az (S,S)-42 terminális olefinkötést tartalmazó 38
piridino-koronaétert trietoxiszilánnal platina katalizátor jelenlétében reagáltatva (S,S)-43 trietoxiszilil-végcsoportú piridino-koronaéter-származékhoz jutottak.37
OCH2 CONHCH 2 CH=CH 2
OCH2 CONH(CH2 )3 Si(OEt)3
(EtO) 3SiH, Pt katalizátor
N Me
O
O
O
O
Me
N Me
O
O
Me
CH2Cl 2 O
O
O
O
(S ,S)-42
(S,S )- 43
24. ábra Terminális kettőskötéssel rendelkező piridino-koronaéter regioszelektív hidroszililezése
A második módszer esetében Horváth és munkatársai karboxilcsoportot tartalmazó piridinokoronaétert [(R,R)-37] trimetoxiszilil-végcsoportú savamiddá [(R,R)-38] alakították 3(trimetoxiszilil)propil-aminnal reagáltatva (22. ábra, 37. oldal).24 A harmadik módszernél Kertész és munkatársai a makrogyűrűben szekunder aminocsoporttal rendelkező akirális akridino-koronaétert (44) 3-(trietoxiszilil)propil-jodiddal reagáltatták trietil-amin (TEA) jelenlétében, és így trietoxiszilil-végcsoportú makrociklushoz (45) jutottak (25. ábra).47
I
N O
O
O
O
Si(OEt)3 TEA DMF
N O
O
O
O
N H
N
44
45 (90%)
Si(OEt)3
25. ábra Szekunder aminocsoportot tartalmazó makrociklus reakciója 3-(trietoxiszilil)propil-jodiddal
Miután a három módszer valamelyikével előállították a trialkoxiszilil-végcsoportú makrociklust, szilikagéllel toluolban forralták.18,24,37,186,187 A szelektormolekula szilikagélhez kovalens kötéssel történő rögzítésével kapott királis állófázist üres rozsdamentes acéloszlopba kell betölteni, hogy HPLC oszlopot kapjanak. Oszloptöltésre két módszer ismert az irodalomban. Az egyik módszer a száraz töltés. A száraz töltést nagy 39
szemcseméretű (25–50 μm), elsősorban preparatív kromatográfiás célokra alkalmaznak, mert 10 μm-nél kisebb szemcseátmérőjű adszorbens töltésénél rossz töltési hatékonyságot, illetve instabil (nem reprodukálható) oszlopokat értek el. A kis szemcseméret töltésére alkalmas zagytöltésnél az üres oszlopot az adszorbens valamilyen oldószerben képzett zagyát töltik be nagy nyomás alatt.189‒191 A zagytöltés műveletét a 26. ábrán mutatom be. Az adszorbens valamilyen oldószerben képzett zagyát a zagytartályba töltik, a tartályt a nagy nyomású pumpához illesztik (a pumpa dugattyúja a bemenő légnyomást hidraulikus fluid nyomássá alakítja), majd a pumpával belenyomják a zagyot a porózus zárószerelvénnyel ellátott üres oszlopba. A szilárd szemcséket visszatartja az oszlop zárószerelvénye, amin csak a zagy oldószere tud átjutni. Amikor az oszlop megtelt, eltávolítják az oszlopot a zagytöltő berendezésből, és egy másik porózus zárószerelvénnyel látják el az oszlop bemenő nyílását.190
26. ábra A zagytöltő berendezés felépítése
Fontos, hogy ne aggregálódjanak a szemcsék a töltés közben, ezért különösen kritikus az oldószer megválasztása. Módosítatlan szilikagélnél vagy poláris ligandumokkal módosított szilikagélnél poláris oldószert, pl. metanolt szoktak alkalmazni. A nyomást az oszlop és a 40
szemcsék méretétől függően kell megválasztani. Ahhoz, hogy stabil oszlopot kapjanak, legalább másfélszer akkora nyomást kell alkalmazni a töltésnél, mint amekkora maximális nyomáson fogják használni később az oszlopot, és gyorsan kell betölteni a zagyot az oszlopba. A zagytöltő berendezést úgy kell megválasztani, hogy az oszloptöltés során ugyanolyan belső átmérőjű csöveken keresztül tudjon haladni a zagy a zagytartály végétől a töltendő oszlop elejéig. A töltésnél az állandó nyomású pumpák (pl. a Haskel pumpa) előnyösebbek, mint az állandó áramlást biztosító pumpák.189
41
3. KUTATÁSI CÉLOK A doktori munkám során célul tűztük ki a piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált enantiomertiszta piridino-18-korona-6-éterek szintézisét. Az irodalomban eddig csak a piridingyűrű 4-es helyzetében oxigénatomon át kapcsolódó karral kötöttek piridinokoronaétert szilikagélhez.18,24,37,186,187 Célunk volt oxigénatom helyett nitrogén-, illetve szénatomon keresztül kapcsolódó kar kialakítása, illetve a várhatóan nagyobb π–π kölcsönhatás, ezáltal jobb enantioszelektivitás biztosítása érdekében, aromás csoport beépítésével új piridino-koronaéter alapú királis állófázisok előállítása. Az új királis állófázisokat protonált primer aralkilaminok enantiomerjeinek elválasztására használtuk.K192 Az értekezésemben huszonkét új enantiomertiszta királis piridin egységet tartalmazó makrociklus [(S,S)-46–(S,S)-67] (27. ábra) szintéziséről számolok be. K192–K195 X
Me
O
N+ O-
O
N
Me
R O
O
R
O O
(S,S )-46 [K193]
Me
O O
O O
ligandum X R (S,S)-48 CN Me (S,S)-49 CH2OTHP Me N+ (S,S)-50 CH2OH Me (S,S)-51 CHO Me O OMe O Me (S,S)-52 COOH Me MeSO4 (S,S)-53 OMe Me O O (S,S)-54 Cl Me O (S,S)-55 Cl iBu (S,S)-56 Br Me (S,S )-47 [K193] (S,S)-57 Br iBu (S,S)-58 I Me (S,S)-59 OTf Me (S,S)-60 NHBu Me (S,S)-61 NHBu iBu (S,S)-62 NHCH2Ph Me (S,S)-63 NHCH2Ph iBu (S,S)-64 N(Bu)CONH(CH2)3Si(OEt)3 Me (S,S)-65 (C6H4)-4-COOMe Me (S,S)-66 (C6H4)-4-COOH Me (S,S)-67 (C6H4)-4-CONH(CH2)3Si(OEt)3 Me 27. ábra A doktori munkám során előállított enantiomertiszta piridino-18-korona-6-éterek
irod. [K193] [K195] [K195] [K195] [K195] [K194] [K194] [K194] [K194] [K194] [K192] [K192] [K192] [K192] [K192] [K192] [K192] [K192] [K192] [K192]
42
A trietoxiszilil-végcsoporttal rendelkező (S,S)-64, illetve (S,S)-67 makrociklusokat kovalens kötéssel szilikagélhez rögzítve új királis állófázisokat [(S,S)-CSP-68, (S,S)-CSP-68m, illetve (S,S)-CSP-69] állítottunk elő (28. ábra).K192
28. ábra A doktori munkám során előállított királis állófázisok
A kapott királis állófázisok alkalmazásával protonált primer aralkilaminok enantiomerjeinek kromatográfiás elválasztásával foglalkoztunk. A felsorolt kutatási eredményeinkből eddig négy közlemény született,K192–K195 melyeknek társszerzője vagyok, ezek képezik a PhD értekezésem alapját.
43
4. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK
4.1. Az új, piridin egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaéterek, a piridinokoronaéter alapú királis állófázisok, valamint prekurzoraik előállítása 4.1.1. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridino-18-korona-6-éterek prekurzorainak szintézise
Az irodalom szerint eddig csak a piridingyűrű 4-es helyzetében oxigénatomon át kapcsolódó karral kötöttek piridino-koronaétert szilikagélhez.18,24,37,186,187 A kapcsoló karoknak oxigénatom helyett más atomon keresztül a piridin egységhez való kapcsolását a komplexképzés során fellépő vonzó kölcsönhatások megváltoztatására, ezáltal várhatóan jobb enantiomer-megkülönböztető-képességű királis állófázisok előállítása, illetve a nagyobb kémiai stabilitás elérése érdekében végeztük. Az új királis állófázisok előállításához a piridingyűrű 4-es helyzetében valamilyen trialkoxiszilil-végcsoportú szubsztituens kialakítására volt szükség. Az irodalomban az Nheterociklus egységet tartalmazó koronaéter alapú királis állófázisoknál valamilyen terminális kettőskötésű oldallánc,18,37,186,187 karboxil-24 vagy aminocsoport47 átalakításával tudtak trialkoxiszilil-végcsoportú oldalkart kialakítani. Az előbb felsorolt csoportok beviteléhez a piridingyűrű 4-es helyzetében szintetikusan könnyen átalakítható funkciós csoporttal, mint például halogénatommal, hidroxil-, trifluormetilszulfoniloxi-, ciano-, hidroximetil-, formil-, illetve alkoxicsoporttal szubsztituált piridino-koronaétereket kellett szintetizálnunk. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridino-18-korona-6-étereket a 29. ábrán bemutatott általános séma szerint lehet előállítani. Minden esetben a piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridin-2,6-diészterből indultak ki, az észterfunkció alkohollá való redukciójával diolt állítottak elő, melynek tozilezésével megkapták a gyűrűzáráshoz szükséges piridin egységet tartalmazó prekurzort. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridin-2,6-dimetanol-ditozilátból és az enantiomertiszta dialkilszubsztituált tetraetilénglikol erős bázissal képzett biszalkoxidjából makrociklizációs reakcióban állították elő a piridino-18-korona-6-éter-származékokat.18,20,21,24,111,187,196 44
X
X
X
NaBH4
TsCl
EtOH RO 2C
N
CO2 R
HOH2 C
N
CH2 OH
X
TsOH2 C
N
CH 2OTs
R
N
CH 2OTs
N R
*
O
O
O
O
*
X=H, OBn, OTHP, OCH 2CH=CH 2, O(CH 2)3OCPh 3, O(CH 2)9CH=CH 2 R
THF
+ *
TsOH2 C
X
NaH
HO
40% aq. KOH CH2Cl2
O
* 3
OH
R= Me, iPr, iBu, t-Bu, s-Bu, Ph, Bn but-3-enil
O
R
29. ábra A szubsztituálatlan, ill. a piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridino-18-korona-6-éterek általános előállítása
Elsőként az általunk előállított, illetve vizsgált makrociklusok lehetséges aromás részeinek, a piridin-prekurzoroknak a szintézisét mutatom be. 4.1.1.1 A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridin-diészterek szintézise A Horváth és munkatársai által előállított, a 20., 21. és 22. ábrán (36., 37. oldal) bemutatott
(R,R)-35
hidroxilcsoporttal
szubsztituált
piridino-koronaéterhez
vezető
szintézisutat vettük alapul a piridingyűrű 4-es helyzetében hidroximetil-csoportot tartalmazó (S,S)-50 piridino-18-korona-6-éter előállításánál.K195 A hidroximetil-csoport formil-, majd karboxilcsoporttá való oxidációját terveztük, mert a korábbi tapasztalatok szerint a karboxilcsoport lehetővé teszi, hogy szilikagélhez rögzíthető trialkoxiszilil-végcsoportú piridino-koronaéterhez jussunk.24,39 A
dimetil-piridin-2,6-dikarboxiláthoz
(70)
irodalmi
módszerrel
jutottunk
a
kereskedelemben könnyen beszerezhető 2,6-lutidinből kiindulva.197,198 A piridingyűrű 4-es helyzetében történő regioszelektív hidroximetilezésére Shelkov és Melman egy csekély termeléssel működő hidrogén-peroxidot, vas-szulfátot, kénsavat és metanolt reagensként alkalmazó módosított Fenton típusú reakciót dolgozott ki. Az első próbálkozásuknál 1–5 ekvivalens kénsavat használtak a piridin nitrogénatomjának protonálására. Ebben az esetben 45
nem keletkezett a várt hidroximetilezett termék. Kénsav 30%-os vizes oldatát használva a szabadgyök képződéséhez elegendően savas közeget tudtak biztosítani, és 30%-os termeléssel jutottak a dimetil-4-hidroximetilpiridin-2,6-dikarboxiláthoz (71) (30. ábra).199
30. ábra A hidroximetil-csoport Fenton típusú reakcióval történő bevitelének mechanizmusa199
Célunk volt a reakciókörülmények megváltoztatásával a hidroximetilezési reakció optimalizálása. A kénsav helyett, amelynek pKa értéke200 -3,0, a piridin nitrogénjének hatékonyabb protonálása érdekében egy erősebb Brönsted-savat, a koncentrált (70%-os) perklórsavat (pKa = -10,0)200 használtuk. A telített vizes vas-szulfátot vas-perklorát telített vizes oldatára cseréltük. Ezzel lényegesen jobb termeléssel (65%) kaptuk a 71 hidroximetilszármazékot (31. ábra).K195 A makrociklizáció erősen bázikus közege miatt a hidroximetil-csoportot valamilyen bázikus körülmények között stabil védőcsoporttal, például tetrahidopiranil- (THP) csoporttal kellett ellátnunk. A THP-csoport bevitelét a Bradshaw és munkatársai által a dimetilkelidamát (29b) hidroxilcsoportjának THP-védési reakciója alapján201 piridinium-ptoluolszulfonát katalizátor jelenlétében dihidropiránnal végeztük diklórmetán oldószerben. Ezzel a módszerrel jó termeléssel jutottunk az eddig még nem közölt 72 THP-védett származékhoz (31. ábra).K195
46
CH 2 OH
MeOH 70% aq. HClO 4 MeOOC
N
COOMe
aq. Fe(ClO4) 2 30% aq. H 2O2
MeOOC
N
COOMe
CH 2Cl2 (forráshőm.)
MeOOC
N
COOMe
72 (84%)
71 (65%)
70
CH 2OTHP
DHP PPTS
31. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében (tetrahidropiraniloxi)metil-csoportot tartalmazó piridin-diészter előállítása
A szintetikusan könnyen továbbalakítható halogénatommal szubsztituált piridinokoronaéterek előállítása céljából a piridingyűrű 4-es helyzetében halogénatommal szubsztituált piridin-diésztereket állítottunk elő. A kereskedelemben könnyen beszerezhető acetonból, dietil-oxalátból, fém nátriumból, etanolból és ammóniából kiindulva irodalmi módszerrel202 nyert kelidámsavból (73) próbáltuk a halogénszármazékokat előállítani. Takalo és Kankare által közölt, a kelidámsavból (73) kiinduló 74 bróm-diészter szintézisére203 egy egyszerűsített eljárást dolgoztunk ki.K194 A reakcióelegyben argon atmoszférában foszfor-tribromidból és brómból in situ előállított foszfor-pentabromidot nem izoláltuk, hanem ennek kloroformos oldatába adagoltuk be a kelidámsavat (73), majd az így kapott bróm-biszsavbromidot sem nyertük ki, hanem egyedényes módszerrel vízmentes etanolt hozzáadva a 74 bróm-diészterré alakítottuk (32. ábra). A fenti kutatók a foszforpentabromidot izolálták.203 Takalo és Kankare hexánból kristályosították át a 74 diésztert, mi az egyedényes reakcióból adódó eltérő szennyezésprofil miatt diizopropil-étert használtunk erre a célra.K194 A dimetil-4-klórpiridin-2,6-dikarboxilát (75) előállítását kelidámsavból a környezetet károsító
szén-tetraklorid 204
alkalmazásával végezték. módszerrel
186
oldószerben,
a
drága
és
veszélyes
foszfor-pentaklorid
Mi ettől eltérve, a kelidámsavat (73) először az irodalomban leírt
29 dimetil-kelidamáttá alakítottuk, majd utóbbit kloroform oldószerben tionil-
kloriddal katalitikus mennyiségű N,N-dimetilformamid (DMF) jelenlétében reagáltatva nyertük a kívánt 75 klór-diésztert kitűnő termeléssel (32. ábra).K194 Ugyancsak a 29 dimetilkelidamátból kiindulva irodalmi eljárás alapján202 kálium-karbonát jelenlétében dimetilszulfáttal (Me2SO4) dimetilformamid oldószerben szobahőmérsékleten reagáltatva jutottunk a 76 4-metoxipiridin-diészterhez (32. ábra).
47
Br
EtO2 C
O
HO2 C
N H 73
N CO2 Et 74 (50%)
1) PBr3, Br2 CHCl 3 2) EtOH (forráshőm.) CO 2H
Cl
MeO2 C SOCl2 MeOH (forráshőm.)
MeO2 C
SOCl2 kat. DMF
OH
N CO2 Me 75 (91%)
CHCl3 (f orráshőm.) N
CO2 Me
29b (83%) Me2SO4 K2CO 3 DMF
MeO2 C
OMe
N
CO2 Me
76 (61%)
32. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében brómatomot, klóratomot, illetve metoxicsoportot tartalmazó piridindiészterek előállítása
4.1.1.2 A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridindimetanol-ditozilátok, illetve egy biszbrómmetil-származék szintézise Horváth és munkatársai a piridingyűrű 4-es helyzetében négy különböző csoporttal (metoxi-, benziloxi-, tetrahidropiraniloxi- és alliloxicsoporttal) szubsztituált piridin-diészterszármazékból állítottak elő piridindimetanol-ditozilátokat oly módon, hogy először a diésztereket nátrium-tetrahidrido-boráttal biszhidroximetil származékokká redukálták, majd egyedényes reakcióban az utóbbiakat izolálás nélkül tozilezték.202 Az általunk előállított négy észtert ugyanilyen módon 77 (tetrahidropiraniloxi)metil-, 78 bróm-, 79 klór- és 80 metoxi-diolokká redukáltuk (33. ábra). Az előbbi módszertől202 eltérően a diolokat izoláltuk, mert az egyedényes módszernél a redukciós lépés melléktermékei zavarták a tozilezési reakciót. A négy diol közül három: a 78 bróm-,205 a 79 klór-,206 és a 80 metoxi-diol207 leírt vegyület, de mi ezeket az irodalomban leírtaktól eltérő módon tisztítottuk. A 78 brómdiol átkristályosítására eltérő oldószert használtunk: aceton helyett vizet. Így jobb termelést (70% helyett 85%) értünk el.K194 A 79 klór-diol és a 80 metoxi-diol kinyerésénél a Lüning és munkatársai által alkalmazott időigényes (2–3 napig 48
tartó) folyamatos folyadék-folyadék extrakciót206,207 a 79 klór-diol esetén vízből, a 80 metoxi-diolnál pedig kloroformból történő átkristályosítással sikerült kiváltanunk.K194 A 77 (tetrahidropiraniloxi)metil-szubsztituált piridin-2,6-dimetanolt mi állítottuk elő először.K195 X
TsOH 2 C TsCl X
X 40% aq. KOH CH2Cl2
NaBH 4 RO2 C
N
CO2 R
72: X=CH 2OTHP, R=Me 74: X=Br, R=Et 75: X=Cl, R=Me 76: X=OMe, R=Me
EtOH (forráshőm.)
HOH 2 C
N
N
CH2 OTs
81: X=CH 2OTHP (83%) 82: X=Br (87%) 83: X=Cl (92%) 84: X=OMe (78%)
CH2 OH
77: X=CH 2OTHP (61%) 78: X=Br (85%) 79: X=Cl (67%) 80: X=OMe (62%)
PBr 3 Et2O (forráshőm.) (X=Br)
Br
BrH 2C
N
CH2 Br
85 (48%)
33. ábra A makrociklizációs reakció piridin egységet tartalmazó prekurzorainak előállítása
A 77–80 diolok hidroxilcsoportját a gyűrűzásához szükséges jó kilépőcsoportokká (például toziláttá vagy bromiddá) kellett alakítanunk. Tahri és munkatársai szerint bromid kilépőcsoport esetén jobb termelést lehet elérni a gyűrűzárásnál, mint tozilát esetén. A fenti kutatócsoport
primer
hidroxilcsoportot
tartalmazó
tetraetilénglikolokkal
végezte
a
makrociklizációt.208 Abban az esetben, ha a makrociklizációhoz használt tetraetilénglikolszármazék szekunder hidroxilcsoportot tartalmaz, az irodalomban még nem történt összehasonlítás a két kilépőcsoport (tozilát és bromid) között piridino-koronaéter szintézise esetén. A 81 (tetrahidropiraniloxi)metil-, a 82 bróm-, a 83 klór- és a 84 metoxi-ditozilátok előállítása úgy történt, hogy a diolokat p-toluolszulfonsav-kloriddal (TsCl) reagáltattuk diklórmetán és kálium-hidroxid 40%-os vizes oldatának 1:1 arányú keverékében. A brómatommal szubsztituált 78 piridin-diolt foszfor-tribromiddal reagáltatva az irodalmi eljárástól205 eltérően dietil-éter oldószerben 85 biszbrómmetil-származékká alakítottuk annak érdekében, hogy össze tudjuk hasonlítani, hogy mely kilépőcsoport esetén tudunk jobb termelést elérni a gyűrűzárásban.K194
49
4.1.2. Gyűrűzárási reakciók A piridingyűrű 4-es helyzetében különböző funkciós csoportokkal szubsztituált enantiomertiszta piridino-koronaétereket az Izatt és munkatársai által alkalmazott gyűrűzárási reakció111 szerint állítottuk elő. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált, a 2-es és 6-os helyzetében lévő metiléncsoportokon jó kilépőcsoportot tartalmazó piridinszármazékokat dialkil-szubsztituált tetraetilénglikolból nátrium-hidrid erős bázissal képzett biszalkoxidokkal reagáltattuk (34. ábra). A nátrium-hidrid szerepe egyrészt a tetraetilénglikol hidroxilcsoportjának deprotonálása, másrészt a Na+ ion templát-hatásának biztosítása. A templáthatás az intramolekuláris reakció valószínűségét növeli azáltal, hogy a szubsztrátum és a reagens a kialakítandó gyűrű mérete szerint megválasztott fémion köré csavarodik. Ezáltal a nem kívánt polimer termékeket vissza tudjuk szorítani. A gyűrűzárási reakció minden esetben enantiomertiszta koronaétert eredményezett. Ezt egyrészt onnan feltételezhetjük, hogy a makrociklizációs reakcióban a kiralitáscentrum nem volt érintett, másrészt diasztereomerek keletkezését az NMR felvételekkel is ki tudtuk volna mutatni. X
HO
O
OH 3
R R (S,S )- 86 : R=Me (S,S )- 87 : R=iBu
N
1. NaH, THF (f orráshőm.) 2.
R
X
O
O
O
O
R
O YH 2C
N
CH 2 Y
81: X=CH 2OTHP, Y=OTs 82: X=Br, Y=OTs 85: X=Br, Y=Br 83: X=Cl, Y=OTs 84: X=OMe, Y=OTs
(S,S )-49: X=CH2OTHP, R=Me (nyerstermék) (S,S )-56: X=Br, R=Me (8%, 82-ből 2%, 85 -ből) (S,S )-54: X=Cl, R=Me (9%) (S,S )-57: X=Br, R=iBu (12%) (S,S )-55 : X=Cl, R=iBu (13%) (S,S )-53: X=OMe, R=Me (16%)
34. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridino-18-korona-6-éterek előállítása makrociklizációval
A brómatommal és a klóratommal szubsztituált piridino-koronaéterek esetén a kiralitáscentrumokon lévő alkilcsoportok enantioszelektivitásra, illetve a gyűrűzárás termelésére gyakorolt hatásának tanulmányozása céljából a dimetil-szubsztituált piridino50
koronaéterek [(S,S)-54, (S,S)-56] mellett izobutilcsoporttal diszubsztituált piridinokoronaéter-származékokat [(S,S)-55, (S,S)-57] is előállítottunk. Az (S,S)-86 dimetil-, illetve az (S,S)-87 diizobutil-szubsztituált tetraetilénglikolokat irodalmi módszerek20,209 alapján szintetizáltuk. A piridingyűrű 4-es helyzetében brómatomot, a kiralitáscentrumokon metilcsoportokat tartalmazó (S,S)-56 piridino-koronaétert egyrészt 82 bróm-ditozilátból, másrészt 85 tribrómszármazékból állítottuk elő. A Tahri és munkatársai által az akirális piridino-koronaéterek szintézisénél tapasztaltaktól208 eltérően a tozilát kilépőcsoport esetén értünk el jobb termelést, mint bromid-származék esetén. Tehát érdemes a diolokat a legjobb termelés
érdekében
Összehasonlítva
a
ditoziláttá,
és
makrociklizációs
nem
biszbrómmetil-származékká
reakciókban
a
alakítani.K194
tetraetilénglikol-származékok
kiralitáscentrumain lévő alkilcsoportoknak a gyűrűzárás termelésére gyakorolt hatását megállapíthatjuk, hogy minden esetben az izobutilcsoport esetén tudtunk jobb termelést elérni, mint a metil szubsztituens esetén (34. ábra).K194 Az (S,S)-49 (tetrahidropiraniloxi)metil-szubsztituált piridino-koronaéter esetén a nyersterméket a (tetrahidropiraniloxi)-szubsztituált analogonhoz24 [(R,R)-34] (ld. 21. ábra, 36. oldal) hasonlóan nem tisztítottuk, csak a karakterizáláshoz szükséges mintányi mennyiséget nyertünk ki tisztán (34. ábra).K195 Az összes többi makrociklus esetén a nyersterméket oszlopkromatográfiásan tisztítottuk. Az új enantiomertiszta piridinokoronaétereket
eredményező
makrociklizációs
reakciók
közül
a
metoxicsoporttal
szubsztituált (S,S)-53 piridino-koronaéter szintézisénél értük el a legjobb termelést (16%). K194
4.1.3. A
piridino-18-korona-6-étereken
történő
átalakítások,
amelyek
királis
állófázisok lehetséges prekurzoraihoz vezetnek 4.1.3.1. A
piridino-18-korona-6-étereken
halogénatommal
vagy
történő
átalakítások,
trifluormetilszulfoniloxi-csoporttal
amelyek szubsztituált
piridino-koronaéterekhez vezetnek A szintetikusan könnyen továbbalakítható halogénatommal szubsztituált piridinokoronaétereket
a
nagyobb
össztermelés
reményében
megpróbáltuk
az
irodalmi
módszerekkel21,24,202 előállított dimetil- [(S,S)-88], illetve diizobutil- [(S,S)-89] szubsztituált piridono-18-korona-6-éterekből kiindulva is szintetizálni (35. ábra). 51
Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaétert tionil-kloriddal reagáltatva katalitikus mennyiségű dimetilformamid jelenlétében kloroform oldószerben jó termeléssel sikerült az (S,S)-54 klórszármazékot előállítani. Az (S,S)-55 diizobutil-szubsztituált klórszármazékot gyengébb termeléssel sikerült az előbbi módszerrel előállítanunk az (S,S)-89 diizobutil-szubsztituált piridono-koronaéterből kiindulva (35. ábra). Az (S,S)-88 piridonokoronaétert
foszfor-pentabromiddal
reagáltatva
kloroform
oldószerben
az
(S,S)-56
brómszármazékká is átalakítottuk (35. ábra).K194 Cl
N R SOCl 2 kat. DMF
O O
N H
O
O
(S,S)-54: R=Me (67%) (S,S)-55: R=iBu (33%)
O
O
R
O
CHCl 3 (f orráshőm.)
R
O
OTf
O O
R
Tf 2O TEA
N Me
CH2Cl 2
O
O
O
O
O (S ,S)-88: R=Me (S ,S)-89: R=iBu
I
Me
30% aq. HCl NaI CH 3CN
N Me
O
O
O
O
O
O
(S ,S)-59 (98%)
(S ,S)-58 (57%)
PBr 5
Me
Br
CHCl 3 (f orráshőm.) N Me
O
O
O
Me
O O
(S ,S)-56 (18%)
35. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében halogénatomot, illetve trifluormetilszulfoniloxi-csoportot tartalmazó piridino-18-korona-6-éterek előállítása
Mivel célunk volt a piridingyűrű 4-es helyzetében szénatomon keresztül kapcsolódó szubsztituens bevitele, ezért a szén–szén kapcsolási reakciókban (pl. Suzuki-reakció) egyik leggyakrabban használt trifluormetilszulfoniloxi-csoportot is megpróbáltuk kialakítani piridono-koronaéterből kiindulva. Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaétert 52
trifluormetilszulfonsav-anhidriddel (Tf2O) reagáltatva közel kvantitatív termeléssel kaptuk az (S,S)-59 triflátot.K192 A szakirodalom szerint210 a Suzuki-reakció sebességmeghatározó lépésében, az oxidatív addícióban az elektrofilek reaktivitása a szerves boronsavakkal szemben általában az aril-jodid>aril-bromid>aril-triflát>>aril-klorid sorrendben csökken. Ezért megpróbáltuk az (S,S)-59 triflátot jódszármazékká alakítani. Az (S,S)-59 triflátot a piridin-analogonokra leírt irodalmi eljárás alapján211 nátrium-jodiddal sósav jelenlétében acetonitril oldószerben alakítottuk az (S,S)-58 jódszármazékká.K192 A sósav szerepe a piridin nitrogénjének protonálása volt. A protonált piridin egyik mezomer határszerkezetében a piridingyűrű 4-es helyzetében lévő pozitív töltés elősegíti a triflát–jód cserével járó SNAr reakció lejátszódását (36. ábra).
OTf
OTf
OTf
OTf
N H
_ N H
_ N H
_ N H
Tf O
I
TfO
I _ N H
_ N H
I
+ Tf OH N _
36. ábra A protonált piridinszármazék 4-es helyzetében lejátszódó triflát–jód csere feltételezett mechanizmusa
Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaéternek az (S,S)-54 klórszármazékká alakítását különböző oldószerben (kloroform vagy diklórmetán), és különböző savkloriddal [tionil-klorid vagy oxalil-klorid] is kipróbáltuk (37. ábra). A legjobb termelést (74%) tionilkloriddal
katalitikus
mennyiségű
dimetilformamid
jelenlétében
forró
diklórmetán
oldószerben végzett reakcióval értük el. K192
53
O
Me
Cl
N H
O O
N
O
Me A: (COCl)2, CH 2Cl2 Me B: (COCl) 2, CHCl3
O
O
C: SOCl2, CH 2Cl2 D: SOCl 2 , CHCl3
O
O
O
Me
O O
(forráshőm.)
(S,S)- 88
(S ,S)-54 (A:48%, B:10%, C:74%, D:67%)
37. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében klóratomot tartalmazó piridino-18-korona-6-éter [(S,S)-54] előállítása különböző körülmények között
Az
(S,S)-54
dimetil-szubsztituált
klórpiridino-koronaéterből
egykristályt
növesztettünk heptán–diklórmetán elegyéből, hogy információt nyerhessünk a szilárd halmazállapotban felvett szerkezetéről.K194 Néhány hasonló piridino-koronaéter-származék, amelyet az (S,S)-54 makrociklusból állítottak elő, az elemi analízis vizsgálatok szerint vízkomplexet adtak.K193 A röntgenvizsgálat igazolta, hogy az (S,S)-54 makrociklus kristályos formában nem komplexált vizet. A 34. ábrán bemutatott (50. oldal) makrociklizációs reakcióval nyert (S,S)-54 koronaéter forgatóképessége nem változott az átkristályosítása során, amiből szintén igazolni tudtuk, hogy a gyűrűzárási reakció enantiomertiszta koronaétert eredményezett. A krisztallográfiai adatokat (a szerkezeti faktorok kivételével) a Cambridge-i Krisztallográfiai Adatközpontba beküldtük (kódja: CCDC-800246).K194 A röntgenanalitikai vizsgálatokat Dr. Párkányi László végezte. Az előzőek alapján a piridingyűrű 4-es helyzetében halogénatommal szubsztituált piridino-koronaétereket két különböző szintézisúton is elő tudtuk állítani. A továbbiakban összehasonlítom minden egyes makrociklusra a két szintézisút össztermelését. A két szintézisút közös kiindulóanyaga a 29 dimetil-kelidamát volt (32. ábra). Az először bemutatott szintézisútnál (1. szintézisút) először vittük be a piridingyűrű 4es helyzetébe a halogénatomot, majd utána zártuk be a gyűrűt. A halogénatommal szubsztituált piridino-koronaétert tehát a 29 dimetil-kelidamátot halogén-származékká alakító, az észter funkciót alkohollá redukáló, a diolt ditoziláttá alakító, majd gyűrűzáró lépésben állítottuk elő (32., 33. és 34. ábra, 47.,48. és 50. oldal). A
második
szintézisútnál
(2.
szintézisút)
előbb
kialakítottuk
irodalmi
módszerekkel21,24,202 a piridono egységet tartalmazó makrociklust, majd a halogénatomot 54
csak ezután vittük be a piridingyűrű 4-es helyzetébe. Ebben az esetben a 29 dimetilkelidamátot O-benzilező, az észter funkciót alkohollá redukáló, a diolt ditoziláttá alakító, a ditozilátot gyűrűbe záró, majd debenzilező, végül a piridono-koronaétert halogénszármazékká alakító lépés követte (a piridono-koronaéterek irodalmi módszerrel történő szintézise a dolgozatom Függelék fejezetében megtalálható). Az 1. táblázatból kiderül, hogy a benziloxi-származékok gyűrűzárási reakciói jobb termeléssel mennek végbe, mint a halogénszármazékoké. Ez az utóbbiak mellékreakcióival magyarázható. A klorid és a bromid sokkal jobb kilépőcsoportok, mint a benziloxi-csoport. A dialkil-szubsztituált tetraetilénglikolok biszalkoxidjai nukleofil szubsztitúciós reakcióban tudnak reagálni a halogénszármazékokkal. Az így nyerhető melléktermékeket nem izoláltuk, szerkezetüket nem igazoltuk. A halogénatommal szubsztituált piridino-koronaéterek a reakcióelegyben lévő kevés víz hatására piridono-koronaéterré alakultak. Ezeket a mellékterméket izoláltuk, és NMR-vizsgálatokkal igazoltuk is a szerkezetüket. Az előbb bemutatott két mellékreakció miatt csökkent jelentősen a halogénszármazékok gyűrűzárási reakcióinak termelése a benziloxi-származékokhoz képest. 1. táblázat A halogénatommal szubsztituált piridino-koronaéterek 29 dimetil-kelidamátból [illetve egy esetben kelidámsavból (73)] kiinduló két különböző szintézisúton történő előállításuk termelésének összehasonlítása. Makrociklus Szintézisút Észterezés* (%) Benzilezés/Halogénezés (%) Redukció (%) Tozilezés (%) Gyűrűzárás (%) Debenzilezés (%) Halogénezés (%) Össztermelés (%)
(S,S)-54 1.
(S,S)-54 2.
(S,S)-55 1.
(S,S)-55 2.
(S,S)-56 1.
(S,S)-56 2.
91 67 92 9 -
80
80
50***
83* 80
34 96 74
91 67 92 13 -
15,5
7,3
5,0
80**
45 88 33
85 87 8 -
8,4
3,0
80**
80** 34 96 18 3,1
*: Az (S,S)-56 brómszármazék szintézisénél a közös kiindulóanyag a kelidámsav (73), ezért annak 29 dimetilkelidamáttá történő alakítását is figyelembe kellett venni. **: Ezekben az esetekben a redukciós és a tozilezési lépést egy egyedényes reakcióban végeztük. ***: A 74 brómdiésztert a kelidámsavból (73) egy egyedényes reakcióban állítottuk elő.
Megállapítható, hogy az első szintézisútnál kevesebb lépésben jutottunk el a célvegyületekhez, de minden esetben a második szintézisútnál érhettünk el magasabb össztermelést. (1. táblázat) Az (S,S)-54 makrociklust tudtuk a legjobb össztermeléssel előállítani.K192 55
4.1.3.2.
A piridino-18-korona-6-étereken történő átalakítások, amelyek cianovagy karboxilcsoporttal szubsztituált piridino-koronaéterekhez vezetnek
Ahogy azt irodalmi példákon láthattuk, a karboxilcsoport lehetővé teszi, hogy koronaétert szilikagélhez rögzíthessünk.24,39 A karboxilcsoportot vagy a megfelelő nitril hidrolízisével, vagy a hidroximetil-csoport oxidációjával terveztük kialakítani. Először az (S,S)-48 cianocsoporttal szubsztituált piridino-koronaéter szintézisét ismertetem. Az irodalmi módszerrel111 előállított (S,S)-19 dimetil-szubsztituált piridinokoronaéterből indultunk ki. Feely és Beavers a 2,6-lutidin piridingyűrűjének 4-es helyzetében történő nitrilezésére leírt módszerét212 követtük. Tőlük eltérően nem hidrogén-peroxiddal, hanem m-klórperbenzoesavval (MCPBA) diklórmetán oldószerben oxidáltuk az (S,S)-19 piridino-koronaéter piridingyűrűjének nitrogénatomját, és jó termeléssel jutottunk az (S,S)-46 N-oxidhoz (38. ábra).
N Me
O
O
Me MCPBA Me
O
O
O
CH2Cl2
O
N+ O-
O
Me
O
O
O
(S,S)-19
(S,S)-46 (78%)
38. ábra A piridino-koronaéter N-oxidjának előállítása
Az (S,S)-46 N-oxidot dimetil-szulfáttal 100 °C-on reagáltatva az (S,S)-47 N-metoxiszármazékhoz jutottunk, majd azt nátrium-cianiddal metanol–víz oldószerelegyben reagáltatva kaptuk az (S,S)-48 nitril származékot (39. ábra).K193 CN
N+ Me
O
O
-
O
N+ O O
Me Me2SO 4 Me (100 °C)
MeSO4-
O
OMe O
O
O
Me
N NaCN MeOH/H2O
Me
O
Me
O O
O
O
O
O
(S,S)-46
(S,S)- 47 (75%)
(S,S)- 48 (13%)
39. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében cianocsoporttal szubsztituált piridino-18-korona-6-éter szintézise
56
A reakció feltételezett mechanizmusát a 40. ábrán mutatom be. Az (S,S)-47 N-metoxiszármazék egyik mezomer határszerkezetében a piridingyűrű 4-es helyzetében lévő pozitív töltés teszi lehetővé a nukleofil cianidion támadását.
.. N _ O
N O
O
H3 C O S OCH 3 O
N O CH 3
H
C N _ N O CH 3
_ N O
_ N O CH 3
_ N O CH3
H
C N _ N O CH 3
CH 3
C N
N _
40. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetébe történő cianocsoport bevitelének mechanizmusa
A cianocsoport bevitelének alacsony termelése miatt a karboxilcsoportot nem érdemes a nitril hidrolízisével előállítani. Ezért a hidroximetil-csoporttal szubsztituált piridinokoronaéter mint lehetséges karbonsav-prekurzor szintézisét céloztuk meg. A továbbiakban ezt a szintézisutat ismertetem. Az (S,S)-49 (tetrahidropiraniloxi)metil-csoporttal szubsztituált piridino-koronaétert azért állítottuk elő, hogy a tetrahidropiranil-védőcsoport eltávolítása után az (S,S)-50 hidroximetil-származékot kapjuk. A tetrahidropiranil-védőcsoportot irodalmi módszer alapján21 erősen savas proton formában lévő kationcserélő gyantával (Amberlite IRA-120) távolítottuk el, hogy elkerüljük az esetleges mellékreakciókat (ecetsavat használva a hidroximetil-származék acetileződhetne, míg ásványi sav használata a makrogyűrű felnyílásával is járhat) (41. ábra).
57
CH 2OTHP
CH 2OH
N Me
N
O
O
O
O
Me IRA-120 (H+) Me MeOH
O
O
O
O
Me
O O
(S ,S)-49
(S,S)-50 (24% eredő termelés a makrociklizációra és a THP eltávolítására)
41. ábra A tetrahidropiranil-csoport eltávolítása proton formában lévő kationcserélő gyanta segítségével
A hidroximetil-csoportot két enyhe oxidációval terveztük karboxilcsoporttá alakítani, mert az egylépéses erélyes oxidáció a benzil típusú metiléncsoportok oxidációjával vagy a makrogyűrű felnyílásával is járhatott volna. Az (S,S)-50 hidroximetil-származékot Swernoxidációval az (S,S)-51 aldehiddé alakítottuk. A formil funkciót hidrogén-peroxiddal hangyasav jelenlétében oxidáltuk karboxilcsoporttá, és így megkaptuk az (S,S)-52 karbonsavat (42. ábra).K195 CHO
CH2 OH
COOH
N Me
O
O
O
O O (S ,S)-50
1) (COCl)2 2) DMSO Me 3) TEA Me CH 2Cl2 -78 °C->0 °C
N
N O
O
O
O
Me
HCOOH Me H2O 2
O
O
O
Me
O
O
O
(S,S)- 51 (57%)
(S,S )- 52 (62%)
42. ábra A hidroximetil-csoport Swern-oxidációja aldehiddé, majd annak enyhe oxidációja karbonsavvá
A továbbiakban az (S,S)-52 karbonsavat az ismert eljárással24,39 szilikagélhez kívánjuk kötni, majd az így kapott királis állófázissal rezolválási kísérleteket tervezünk végezni.
58
4.1.4. Piridino-koronaéter alapú királis állófázisok előállítása 4.1.4.1.
A piridino-koronaéter szilikagélhez rögzítése annak piridingyűrű 4-es helyzetében nitrogénatomon keresztül kapcsolódó oldalkar segítségével
A doktori munkám céljaként megfogalmazott piridino-koronaéter nitrogénatomon át kapcsolódó karral szilikagélhez történő rögzítéséhez, aminocsoportot kellett a piridinokoronaéter piridingyűrűjének 4-es helyzetébe kialakítani. Az aminocsoport bevitelére alkalmas kiinduló anyagoknak bizonyultak a halogénatommal szubsztituált piridinokoronaéterek. Az (S,S)-54 és (S,S)-55 klóratommal szubsztituált piridino-koronaétereket butil-, illetve benzil-aminnal bombacsőben reagáltatva próbáltuk aminszármazékokká alakítani (43. ábra).K192 Cl
NHR'
N R
N
A: R'-NH 2 (bombacső)
O
O
O
O
R
R
(160 °C, 8 nap)
B: BnNH- Li+, THF (sz.h., 2 h)
O
O
O
O
O
R
O
(S,S )-54: R=Me (S,S )-55: R=iBu
(S,S )-60 : (S,S )-61 : (S,S )-62 : (S,S )-63 :
R=Me, R'=Bu (98%) (A) R= iBu, R'=Bu (98%) (A) R=Me, R'=Bn (88%) (A) R= iBu, R'=Bn (69%) (A) (6%) (B)
43. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében szekunder aminocsoportot tartalmazó piridino-18-korona-6-éterek szintézise
A butil-amint azért választottuk, mert a rövidebb szénláncú alifás egységet tartalmazó aminok
forráspontja
viszonylag
alacsony,
így
a
klórpiridino-koronaéterekkel
forráshőmérsékleten kezelve várhatóan kisebb konverzióval reagáltak volna. A hosszabb szénláncú aminok alkilcsoportja pedig valószínűleg zavarna a vendégmolekulával való komplexképzés közben. A benzil-amint pedig azzal a céllal használtuk, hogy a termék benzilamino-csoportját debenzilezve aminocsoportot tudjunk a piridingyűrű 4-es helyzetében kialakítani. A butilamino-csoporttal szubsztituált piridino-koronaétereket [(S,S)-60, (S,S)-61] közel kvantitatív termeléssel sikerült előállítani. A benzilamino-csoportot is jó termeléssel 59
sikerült bevinni a piridino-koronaéter piridingyűrűjének 4-es helyzetébe, így az (S,S)-62 és az (S,S)-63 szekunder aminokat kaptuk.K192 A szakirodalomban a metoxicsoportot benzilamino-csoportra cserélő nukleofilszubsztitúciós reakció analógiájára213 az (S,S)-55 klórpiridino-koronaétert a benzil-aminból butil-lítiummal in situ képzett lítium-benzilamiddal tetrahidrofurán oldószerben reagáltatva csak szerény termeléssel (6%) kaptuk az (S,S)-63 szekunder amint.K192 Mivel
a
benzilamino-származékokat
többszöri
próbálkozásra
sem
sikerült
debenzilezni, ezért primer aminocsoport helyett szekunder amino egységet tartalmazó piridino-koronaéterből terveztünk királis állófázist előállítani. A többlépéses szintézisnél fontos szempont az egyes lépések termelése, ezért először a legsikeresebb szekunder amin képzési reakció termékét, az (S,S)-60 butilamino-csoporttal szubsztituált piridino-koronaétert alakítottuk tovább. Döntésünket az is indokolta, mint ahogy azt az 1. táblázatban láthattuk, a 29 dimetil-kelidamátból kiinduló legjobb össztermelést (15,5%) az (S,S)-54 klórpiridino-koronaéter szintézisénél értük el. Az (S,S)-60 butilaminocsoporttal szubsztituált makrociklust vízmentes körülmények között bombacsőben 120 °C-on 3-(trietoxiszilil)propil-izocianáttal reagáltatva (S,S)-64 trietoxiszilil-végcsoportú karbamid egységet tartalmazó piridino-koronaétert tudtunk előállítani, amely már szilikagélhez rögzíthető (44. ábra).K192 O Bu
Bu
NH
OCN
N Me
O
O
O
O O (S,S )-60
Me
OEt Si OEt OEt (bombacső) (120 °C)
N
OEt Si OEt OEt
N H
N Me
O
O
O
Me
O O (S,S)-64 (36%)
44. ábra A trietoxiszilil-végcsoportú karbamid egységet tartalmazó piridino-18-korona-6-éter előállítása
A királis állófázis előállítása előtt meg kellett fontolnunk, hogy milyen szilikagélhez rögzítsük a makrociklust. A HPLC-nél használt szilikagélek esetén az átlagos szemcseátmérő 3–10 µm, a pórusátmérő 6–30 nm. Az átlagos szemcseméret csökkentésével a kolonnatöltésnél a szemcsék összetapadnak, és úgy viselkednek, mint egy nagyobb átmérőjű szemcse. Emiatt a porózus tölteteknél 2–3 μm, nem porózus tölteteknél 1–2 μm az alsó 60
alkalmazható szemcseátmérő.137 Az irodalomban legutóbb HPLC oszlop töltésére előállított (S,S)-CSP-39 piridino-koronaéter alapú királis állófázisnál 60 Ǻ, azaz 6 nm pórusátmérőjű, tehát mezopórusos (2 nm–50 nm tartományba eső), 4 μm szemcseátmérőjű szilikagélhez, a Merck által forgalmazott Superspher® Si 60 szilikagélhez rögzítették a piridino-koronaétert.37 Mivel hatékony elválasztást értek el számos analit esetén, ezért mi is az ilyen típusú szilikagél mellett döntöttünk. A Farkas és munkatársai által alkalmazott módszer37 alapján az (S,S)-64 trietoxiszililvégcsoportú piridino-koronaétert szférikus HPLC minőségű szilikagéllel mechanikus kevertetés mellett toluolban forráshőmérsékleten tartottuk 4 napon keresztül (45. ábra).K192
O Si O O
H 2N O Bu
N
O OEt Si OEt OEt
N H
N Me
O
O
O
O
Bu
szf érikus HPLC szilikagél
Me
N
szférikus HPLC szilikagél
O Si O O
N H
N Me
toluol (f orráshőm.)
O
O
O
O
O
O
(S,S )-64
(S,S)-CSP- 68
Me
45. ábra A trietoxiszilil-végcsoportú karbamid egységet tartalmazó piridino-18-korona-6-éter kovalens kötéssel szilikagélhez történő rögzítése
A módosított szilikagél kiszűrése után a szűrletet bepároltuk. NMR vizsgálatok és forgatóképesség
mérés
alapján
megállapítottuk,
hogy
a
hosszú
ideig
tartó
forráshőmérsékleten való kezelés során melléktermékként az (S,S)-60 butilamino-származék (44. ábra) is keletkezett. Ez a melléktermék a szilárd hordozóhoz rögzített koronaéter karbamid egységének hidrolízise során keletkezett. Ebből következik, és az elemi analízis vizsgálatok is ezt támasztják alá, hogy a kapott királis állófázis [(S,S)-CSP-68] a szilikagélhez kötött szabad aminopropil-csoportokat is tartalmazott. Az (S,S)-CSP-68 királis állófázist üres HPLC oszlopba terveztük tölteni. Farkas és munkatársai 150×4,6 mm keresztmetszetű üres acéloszlopba töltötték az adszorbenst37 zagytöltési technikával Haskel-pumpa segítségével 350 bar nyomáson. Egy hasonló méretű 61
(150×4 mm) üres acéloszlopba töltöttük mi is az új piridino-koronaéter alapú (S,S)-CSP-68 királis állófázist. Mi is zagytöltési technikával, Haskel-pumpa segítségével töltöttük meg az oszlopot, de a nagyobb hatékonyság érdekében 500 bar nyomást alkalmaztunk.K192 A HPLC oszlop méretei összhangban voltak a kereskedelemben kapható királis HPLC oszlopok méreteivel, ugyanis 10 μm átlagos szemcseátmérővel 25–30 cm hosszú kolonnák kaphatók, 5 μm-esből 10–25 cm hosszú és a 3,5 μm átlagos szemcseméretű kolonnák 5–10 cm hosszúak.137 Az oszlopok töltését a Chiroquest Kft.-nél dolgozó Varga Gábor végezte. A kapott HPLC oszloppal az 1-NEA, az 1-(4-brómfenil)etilamin (Br-PEA) és az 1-(4nitrofenil)etilamin (NO2-PEA) enantiomerjeit választottuk szét. A protonált primer aralkilaminok enantiomerjeinek királis HPLC-vel történő elválasztása során a szilikagél felületén
lévő
szabad
aminopropil-csoportok
konkurálhatnak
a
vendégmolekulák
aminocsoportjaival, ami csúcsszélesedést, így az elválasztás hatékonyságának csökkenését okozta. A HPLC oszlopon ezért 1 órán keresztül ecetsav-anhidridet (Ac2O) engedtünk át trietil-amin jelenlétében dimetilformamid oldószerben 40 °C-on (46. ábra). A kapott módosított királis állófázissal [(S,S)-CSP-68m] jobb enantiomer-elválasztást értünk el az előbbi vendégmolekulákra, és a 1-(2-naftil)etilamin (2-NEA) enantiomerjeit is szét tudtuk választani.K192 O Si O O
H 2N
O Bu
N
szf érikus HPLC szilikagél
O
O Si O O
N H
O Si O O
AcHN
Bu
N
szf érikus HPLC szilikagél
O Si O O
N H
Ac2O TEA
N Me
O
O
O
Me
O O (S,S)-CSP- 68
DMF (40°C)
N Me
O
O
O
Me
O O (S,S)-CSP-68m
46. ábra A királis állófázis módosítása a szilikagél felületén lévő szabad aminopropil-csoportok acetilezésével
A jövőben tervezzük a másik három szekunder aminocsoportot tartalmazó piridinokoronaéterből [(S,S)-61–(S,S)-63] kiindulva új királis állófázisokat előállítani, így a kiralitáscentrumokon lévő alkilcsoportok enantioszelektivitásra gyakorolt hatását szintén tanulmányozni tudjuk. 62
4.1.4.2. A piridino-koronaéter szilikagélhez rögzítése a piridingyűrűjének 4-es helyzetében szénatomon keresztül kapcsolódó oldalkar segítségével Az egyik leggyakrabban használt szén–szén kötés kialakítására alkalmas módszer a szerves boronsavak halogenidekkel vagy hasonló elektrofilekkel (például triflátokkal) való keresztkapcsolási reakciója, amit felfedezőjéről Suzuki-reakciónak hívnak. A Suzuki-reakció enyhe körülmények között megy végbe, vízre nem érzékeny, a funkciós csoportok széles körét tolerálja, ezen felül nem eredményez mérgező melléktermékeket.214 A piridingyűrű 4-es helyzetébe aromás csoportot terveztünk bevinni, annak reményében, hogy az aromás csoportot tartalmazó analitok a fenilcsoporttal szubsztituált piridingyűrűvel erősebb π–π kölcsönhatásba tudnak lépni, ezzel hatékonyabb enantiomerelválasztást érhetünk el. A szakirodalom szerint a triflátokat az arilezési Suzuki-reakcióban aromás boronészterek helyett aromás boronsavakkal reagáltatva általában jobb termelést kapunk.214,215 Mivel a végső célunk a szilikagélhez rögzítést lehetővé tevő karboxilcsoport bevitele volt, ezért a kapcsolási reakcióhoz 4-(metoxikarbonil)fenilboronsavat használtunk. Az általunk előállított (S,S)-59 triflátból és a belőle nyert (S,S)-58 jodidból kiinduló Suzukireakciók termelését kívántuk összehasonlítani. Az (S,S)-65 (metoxikarbonil)fenil-csoporttal szubsztituált piridino-koronaétert az (S,S)-59 triflát, illetve az (S,S)-58 jodid és 4-(metoxikarbonil)fenilboronsav palládium katalizált keresztkapcsolási reakciójában állítottuk elő kálium-foszfát és kálium-bromid jelenlétében dioxánt használva oldószerként. A kálium-bromid hozzáadására azért volt szükség, hogy megelőzzük a katalizátor nemkívánatos bomlását (hidrolitikus deboronálódás) a meglehetősen instabil kationos palládium-származék szerves palládium-bromiddá történő alakításával.216 Az (S,S)-58 jodidból kiinduló Suzuki-reakció termelése a vártnak megfelelően magasabb lett (92%), mint az (S,S)-59 triflátból kiinduló (68%), de figyelembe véve, hogy az (S,S)-58 jodidot az (S,S)-59 triflátból lehet előállítani, az (S,S)-88 piridono-koronaéterre vonatkoztatott össztermelés (52%) valamivel rosszabb (47. ábra).K192
63
COOMe
COOH
COOMe X
N Me
O
O
O
O
Me
B(OH)2 Pd(PPh 3)4 K 3PO 4 KBr dioxán (85 °C)
O
N Me
O
O
O
O
Me
1) 25% aq. TMAH Me MeOH 2) AcOH
N O O
O
(S,S )-59 : X=OTf (S,S )-58: X=I
O
Me
O O
(S,S)-65 (68% trif látból 92% jodidból)
(S,S )-66 (96%)
47. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetébe (metoxikarbonil)fenil-csoport bevitele Suzuki-reakcióval, majd az észter-funkció hidrolízise
Az (S,S)-65 (metoxikarbonil)fenil-csoporttal szubsztituált piridino-koronaéter észter funkcióját 25%-os vizes tetrametilammónium-hidroxiddal (TMAH) (azaz fémiont vagy NH4+ iont nem tartalmazó bázist használva, így a komplexálást elkerülve) hidrolizálva, majd ecetsavval megsavanyítva az (S,S)-66 karbonsavat kaptuk (47. ábra). A karboxil-funkció lehetővé teszi a szelektormolekula szilikagélhez történő rögzítését. Az (S,S)-66 karbonsavat tionil-kloriddal savkloriddá alakítottuk, majd annak izolálása nélkül 3-(trietoxiszilil)propilaminnal reagáltatva az (S,S)-67 trietoxiszilil-végcsoportú, amid egységet tartalmazó piridinokoronaétert kaptuk (48. ábra).
COOH
CONH(CH 2) 3Si(OEt) 3
N Me
N
O
O
O
O O (S,S )-66
Me
1) SOCl 2 (40 °C) 2) H2N(CH 2)3Si(OEt) 3 TEA THF
Me
O
O
O
O
Me
O (S,S)-67 (55%)
48. ábra A trietoxiszilil-végcsoportú, amid egységet tartalmazó piridino-18-korona-6-éter szintézise
Az (S,S)-CSP-69 királis állófázist az (S,S)-67 trietoxiszilil-végcsoportú koronaéterből az (S,S)-CSP-68-nál alkalmazott szférikus HPLC minőségű szilikagéllel toluolban mechanikusan kevertetve 20 óráig forráshőmérsékleten állítottuk elő (49. ábra). Ebben az 64
esetben a szűrletből nem mutattuk ki az esetleges hidrolízisből származó mellékterméket. A királis állófázis felületi borítottságát elemi analízissel határoztuk meg.K192
CONH(CH 2) 3Si(OEt) 3
CONH(CH 2) 3Si
O O O
szf érikus HPLC szilikagél
szférikus HPLC szilikagél N Me
O
O
O
Me
toluol (forráshőm.)
N Me
O
O
O
O
Me
O
O
O
(S,S)-67
(S,S)-CSP-69
49. ábra A trietoxiszilil-végcsoportú, amid egységet tartalmazó piridino-18-korona-6-éter kovalens kötéssel szilikagélhez rögzítése
Összehasonlítva a két új királis állófázist a szakirodalomban eddig előállított piridinokoronaéter alapú királis állófázisokkal, megállapítható, hogy mind a (S,S)-CSP-68, mind az (S,S)-CSP-69 esetén grammonként kevesebb szelektormolekulát sikerült rögzíteni a szilikagél felületéhez (2. táblázat). Az (S,S)-CSP-68 esetén valószínűleg azért értünk el kisebb mértékű piridino-koronaéter rögzítést, mint az (S,S)-CSP-39 esetén, mert a karbamid egységek egy része az erélyes körülmények között elhidrolizált. A hidrolízis elkerülése érdekében 4 nap helyett 20 óráig forráshőmérsékleten kezelt (S,S)-CSP-69 esetén ugyan sikerült elkerülni a nemkívánatos hidrolízist, viszont nem volt elegendően hosszú a reakcióidő a magasabb felületi borítottság eléréséhez. 2. táblázat A különböző piridino-koronaéter alapú királis állófázisoknál elért felületi borítottság.
(S,S)-CSP-25
mmol kötött koronaéter/g szilikagél* 0,243
forráshőmérsékleten kezelés ideje 2 nap
szilikagél minősége normál
(R,R)-CSP-26
0,135
2 nap
normál
(R,R)-CSP-27
0,42
5 nap
normál
(R,R)-CSP-28
0,20
33 óra
HPLC
(S,S)-CSP-39
0,15
4 nap
szférikus HPLC
(S,S)-CSP-68
0,058
4 nap
szférikus HPLC
(S,S)-CSP-69
0,045
20 óra
szférikus HPLC
CSP
*: az elemanalízisek C%-ából számolt adatai alapján
65
Az új királis állófázist [(S,S)-CSP-69] ugyanolyan paraméterekkel rendelkező üres HPLC oszlopba töltöttük, mint amit az (S,S)-CSP-68-nál alkalmaztunk, majd a kapott királis HPLC oszloppal 1-NEA, 2-NEA, Br-PEA és NO2-PEA enantiomerjeit választottuk hatékonyan szét egymástól.K192 Az (S,S)-CSP-69 királis állófázis vizsgálata további protonált primer aralkilaminok enantiomerjeinek elválasztására jelenleg is folyamatban van. Az (S,S)-66 karbonsav királis szelektorként való alkalmazását enantiomerek elválasztására a Szegedi Tudományegyetemen Dr. Ilisz és munkatársai vizsgálják kapilláris elektroforetikus technikával.
66
4.2.
A királis állófázisok alkalmazása protonált primer aminok enantiomerjeinek elválasztására Az (S,S)-CSP-68 királis állófázis, és annak módosított változata [(S,S)-CSP-68m],
illetve az (S,S)-CSP-69 királis állófázis enantiomer-elválasztó-képességének vizsgálatára olyan vendégmolekulákat kellett választanunk, amelyekkel három független kölcsönhatás tud kialakulni. A hárompontos hidrogénkötés kialakulásához a vendégmolekulán primer aminocsoport jelenlétére volt szükség. Az aromás π–π kölcsönhatás kialakulásához az analitnak aromás gyűrűvel kellett rendelkeznie. A primer aminocsoportnak és az aromás gyűrűnek közel kell lennie egymáshoz (két–három szénatomnyi távolságra), hogy a sztérikus hatások érvényesülni tudjanak. A Richter Gedeon Vegyészeti Gyár Szintézistámogató Laboratóriumában a fenti kritériumokat kielégítő 1-NEA a 2-NEA, a Br-PEA és a NO2-PEA enantiomerjeivel vizsgálták az új piridino-koronaéter alapú királis állófázisokat (50. ábra). A méréseket és a kiértékeléseket Lévai Sándor és Antal Kata végezték. Az alább felsorolt vendégmolekulákat a kutatócsoportunkban korábban előállították. NH2
1-(1-naftil)etilamin 1-NEA
NH2
Br 1-(4-brómf enil)etilamin Br-PEA
NH2
1-(2-naf til)etilamin 2-NEA
NH2
NO2
1-(4-nitrof enil)etilamin NO2-PEA
50. ábra Az új piridino-koronaéter alapú királis állófázisokkal elválasztani kívánt vendégmolekulák
67
4.2.1. Az (S,S)-CSP-68 királis állófázis alkalmazása enantiomerek elválasztására Izokratikus, tehát állandó eluens összetételű elúciót alkalmaztunk 0,05% (V/V) hangyasav savas és 0,2% (V/V) trietil-amin bázikus módosítót tartalmazó acetonitril–metanol 7:3 arányú oldószereleggyel. A fenti eluens alkalmazásával optimális retenciós időket és hatékony elválasztást értünk el 1,0 ml/perc áramlási sebességgel 25 °C-on. A savas módosítóra (hangyasav) a mozgófázisban az analitok primer aminocsoportjának protonálása miatt volt szükséges.152 A mozgófázishoz adott trietil-amint a szabad szilanolcsoportok dezaktiválására használtuk.217 Minden analit esetén az (R)- és az (S)-enantiomerek 2:1 arányú keverékét használtuk, így meg tudtuk határozni az enantiomerek elúciós sorrendjét. Megállapítottuk, hogy minden esetben az (S)-enantiomer jött le kisebb retenciós idővel az oszlopról, mint az antipódja. Ez az elúciós sorrend összhangban van a hasonló piridinokoronaéterek normál szilikagélhez18,186,187 vagy Merrifield-féle polimer gyantához21 kovalens kötéssel rögzített királis állófázisok esetén tapasztaltakkal. A megfigyelt elúciós sorrend az általánosan
tapasztalt
aralkilammónium
só
heterokirális vagy
komplexek
[úgymint
(R,R)-koronaéter–(S)-
(S,S)-koronaéter–(R)-aralkilammónium
só]
homokirális
komplexekhez [úgymint (S,S)-koronaéter–(S)-aralkilammónium só vagy (R,R)-koronaéter– (R)-aralkilammónium só] viszonyított nagyobb stabilitásával magyarázható.29,111 A
legjobban
visszatartott
vendégmolekula
az
1-NEA
volt,
és
magasabb
enantioszelektivitást is értünk el, mint a Br-PEA vagy a NO2-PEA esetében (3. táblázat, 51. ábra). Ez a tapasztalat feltehetőleg annak köszönhető, hogy a NEA kiterjedtebb aromás rendszerrel rendelkezik, mint a PEA-származékok, így a királis állófázis piridingyűrűjével erősebb π–π vonzó kölcsönhatás tud kialakulni. Az erősebb vonzó kölcsönhatás következtében megnő a retenciós idő, és a kiralitáscentrumokon lévő alkilcsoportok enantiomer-megkülönböztető hatása jobban tud érvényesülni. A brómatom és a nitrocsoport eltérő induktív és a mezomer effektusának figyelembevételével megállapíthatjuk, hogy a BrPEA aromás egysége elektronban gazdagabb, mint a NO2-PEA-é. Az elektronban gazdagabb aromás egység erősebb π–π vonzó kölcsönhatást tud kialakítani a királis állófázis elektronban szegény
piridingyűrűjével,
ezáltal
a
Br-PEA
esetén
nagyobb
visszatartást
és
enantiomerszelektivitást lehet elérni.
68
3. táblázat Az (S,S)-CSP-68 királis állófázis felhasználásával elért enantiomer-elválasztási adatok a vizsgált primer aralkilaminoknál, illetve összehasonlítás az irodalmi piridino-koronaéter alapú királis állófázisokkal. Királis állófázis
Analit
t (S)
t (R)
[perc]
[perc]
α
RS
eluens
(R,R)-CSP-28
1-NEA
4,48
6,02
1,52
1,54
A
(S,S)-CSP-39
1-NEA
4,77
8,65
2,12
2,73
B
(S,S)-CSP-68
1-NEA
4,61
6,22
1,67
1,67
C
(S,S)-CSP-68
Br-PEA
3,61
4,23
1,44
0,85
C
(S,S)-CSP-68
NO2-PEA
2,70
2,91
1,40
0,61
C
A: Izokratikus elúció: diklórmetán–metanol 9:1 arányú keverékével (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc). B: Gradiens elúció: 5–0% metanol + 1% trietil-amin eluenssel (áramlási sebesség: 1,2 ml/perc). C: Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 + 0,05% hangyasav és 0,2% trietil-amin (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
a
b
c
51. ábra Az (S,S)-CSP-68 alkalmazásával elért enantiomer-elválasztás a) 1-NEA b) a Br-PEA c) a NO2-PEA enantiomerjeinél. Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 arányú keverékében alkalmazott 0,05% hangyasav és 0,2% trietil-amin módosítókkal (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
69
Összehasonlítva az új királis állófázis [(S,S)-CSP-68] enantiomer-elválasztási adatait a Horváth és munkatársai által publikált24 piridino-koronaéter alapú CSP-nél [(R,R)-CSP-28] mérttel, illetve a Farkas és munkatársai által közölt piridino-koronaéter alapú CSP-nél [(S,S)CSP-39] mérttel37 megállapíthatjuk, hogy az (R,R)-CSP-28-nál jobb, de a (S,S)-CSP-39-nél rosszabb szelektivitási és elválasztási eredményeket értünk el az 1-NEA enantiomerjeire (3. táblázat). Az (S,S)-CSP-68 királis állófázissal egyedül az 1-NEA enantiomerjeit tudtuk szétválasztani az elvárható (Rs>1,5) felbontással. A Br-PEA és a NO2-PEA enantiomerjeinél tapasztalt csúcsszélesedés és gyengébb enantioszelektivitás a királis állófázis felületén lévő poláris szabad aminopropil-csoportok konkuráló hatásával magyarázható. A hatékonyabb elválasztás érdekében ezért acetileztük az aminopropil-csoportokat, így nyertük az (S,S)-CSP68m módosított királis állófázist. 4.2.2. Az (S,S)-CSP-68m királis állófázis alkalmazása enantiomerek elválasztására Az (S,S)-CSP-68m módosított királis állófázissal mindhárom vendégmolekulánál (1NEA, Br-PEA és NO2-PEA) hatékonyabb elválasztást sikerült elérnünk, mint az (S,S)-CSP68 alkalmazásával (4. táblázat, 52. ábra). A hatékonyabb elválasztási eredmények miatt az (S,S)-CSP-68m királis állófázist a 2-NEA enantiomerjeinek elválasztására is kipróbáltuk, és hatékonynak bizonyult. Összehasonlítva a módosított CSP [(S,S)-CSP-68m] 2-NEA-ra és 1NEA-ra vonatkozó elválasztási adatait (4. táblázat) megállapíthatjuk, hogy az 1-NEA-nál jobb hatékonyságot lehet elérni, mint 2-NEA esetén. Ez a megfigyelés a 2-NEA naftalingyűrűjének a komplexben mutatkozó kedvezőtlenebb helyzetével magyarázható.29 4. táblázat Az (S,S)-CSP-68m alkalmazásával elért enantiomer-elválasztási adatok a vizsgált primer aralkilaminoknál. t (S)
t (R)
α
RS
[perc]
[perc]
1-NEA
7,40
11,47
1,78
4,54
2-NEA
8,35
10,92
1,42
1,60
Br-PEA
4,97
6,23
1,46
1,00
NO2-PEA
3,02
3,30
1,35
0,95
Analitok
Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 arányú keverékében alkalmazott 0,05% hangyasav és 0,2% trietilamin módosítókkal (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
70
a
b
c
d
52. ábra Az (S,S)-CSP-68m alkalmazásával elért enantiomer-elválasztás a) az 1-NEA b) a 2-NEA c) a Br-PEA d) a NO2-PEA enantiomerjeinél. Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 arányú keverékében alkalmazott 0,05% hangyasav és 0,2% trietil-amin módosítókkal (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
Összehasonlítva az (S,S)-CSP-68 és az (S,S)-CSP-68m királis állófázisokat megállapíthatjuk,
hogy
az
aminopropil-csoportok
acetilezésével
látványos
javulást
figyelhetünk meg a szelektivitási és a felbontási értékek tekintetében (5. táblázat).
71
5. táblázat Az (S,S)-CSP-68 és az (S,S)-CSP-68m királis állófázisok enantiomer-elválasztó-képességének összehasonlítása. Királis állófázis
Analit
t (S)
t (R)
[perc]
[perc]
α
RS
(S,S)-CSP-68
1-NEA
4,61
6,22
1,67
1,67
(S,S)-CSP-68m
1-NEA
7,40
11,47
1,78
4,54
(S,S)-CSP-68
Br-PEA
3,61
4,23
1,44
0,85
(S,S)-CSP-68m
Br-PEA
4,97
6,23
1,46
1,00
(S,S)-CSP-68
NO2-PEA
2,70
2,91
1,40
0,61
(S,S)-CSP-68m
NO2-PEA
3,02
3,30
1,35
0,95
Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 arányú keverékében alkalmazott 0,05% hangyasav és 0,2% trietilamin módosítókkal (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
Az (S,S)-CSP-68m királis állófázissal az 1-NEA enantiomerjeinél jobb felbontást tudtunk elérni, mint az irodalomban eddig ismert piridino-koronaéter alapú királis HPLC állófázisok [(R,R)-CSP-28, (S,S)-CSP-39] esetén. A 2-NEA vendégmolekula esetén az (S,S)-CSP-68m királis állófázissal alapvonalelválást értünk el, de az [(S,S)-CSP-39]37 elválasztási hatékonyságát nem sikerült elérnünk (6. táblázat). 6. táblázat Az (S,S)-CSP-68 és az (S,S)-CSP-68m királis állófázisok összehasonlítása az irodalomban eddig előállított HPLC szilikagélhez rögzített piridino-koronaéter alapú királis állófázisokkal. Királis állófázis
Analit
t (S)
t (R)
[perc]
[perc]
α
RS
eluens
(R,R)-CSP-28
1-NEA
4,48
6,02
1,52
1,54
A
(S,S)-CSP-39
1-NEA
4,77
8,65
2,12
2,73
B
(S,S)-CSP-68
1-NEA
4,61
6,22
1,67
1,67
C
(S,S)-CSP-68m
1-NEA
7,40
11,47
1,78
4,54
C
(S,S)-CSP-39
2-NEA
4,74
7,00
1,66
1,97
B
(S,S)-CSP-68m
2-NEA
8,35
10,92
1,42
1,60
C
A: Izokratikus elúció: diklórmetán–metanol 9:1 arányú keverékével (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc). B: Gradiens elúció: 5–0% metanol + 1% trietil-amin eluenssel (áramlási sebesség: 1,2 ml/perc). C: Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 + 0,05% hangyasav és 0,2% trietil-amin (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
Az (S,S)-CSP-68m királis állófázissal további primer aminok [PEA, 1,2-bisz(2hidroxifenil)etiléndiamin], és aminosav-észterek (PGME, PAME) enantiomerjeit tudtuk 72
sikeresen szétválasztani. Az izokratikus elúció helyett gradiens elúció alkalmazásával jobb elválasztási értékeket sikerült elérni. Vizsgáltuk továbbá az eluensösszetétel (az acetonitril– metanol arányának, illetve a savas és bázikus módosítók arányának) változtatásának, egy harmadik oldószer (diklórmetán, illetve kloroform) hozzáadásának, az oldószer áramlási sebesség változtatásának, a hőmérséklet csökkentésének hatását az elválasztásra.218 Az analitikai módszerfejlesztési eredmények várhatóan egy analitikai témájú doktori disszertáció alapját fogják képezni. 4.2.3. Az (S,S)-CSP-69 királis állófázis alkalmazása enantiomerek elválasztására Az (S,S)-CSP-69 királis állófázissal is megpróbáltuk szétválasztani az 1-NEA, a 2NEA, a Br-PEA és a NO2-PEA enantiomerjeit. Annak érdekében, hogy nagyobb legyen a visszatartás kisebb eluenserősségű (fordított fázisú HPLC-ben) oldószereleggyel (acetonitril– metanol 1:4) eluáltunk. Az (S,S)-CSP-68m királis állófázissal végzett HPLC paraméterek optimalizálási eredményeit felhasználva az (S,S)-CSP-69 esetén 2:1-es sav-bázis arányt alkalmaztunk. Az 1-NEA és a 2-NEA esetében az (R) és az (S) enantiomerek 1:2 arányú keverékét vizsgáltuk, a NO2-PEA esetében ez az arány 2:1 volt. Ezek alapján az enantiomerek elúciós sorrendjét meg tudtuk határozni. A Br-PEA esetén racemátot vizsgáltunk, ezért az elúciós sorrendet a Br-PEA tiszta enantiomerjeinek beinjektálásával tudtuk megállapítani. Mind a négy analit esetén rendkívül hatékony elválasztást sikerült elérnünk (7. táblázat, 53. ábra). Minden esetben az (S)-enantiomer jött le kisebb retenciós idővel az oszlopról, mint az antipódja. Tehát ennél a királis állófázisnál is heterokirális preferencia érvényesült. Az (S,S)-CSP-68 és az (S,S)-CSP-68m királis állófázisoknál tapasztaltakhoz hasonlóan ebben az esetben is az enantiomerszeparáció az 1-NEA vendégmolekula esetén volt a legsikeresebb.
73
7. táblázat Az (S,S)-CSP-69 alkalmazásával elért enantiomer-elválasztási adatok a vizsgált primer aralkilaminoknál. t (S)
t (R)
α
RS
[perc]
[perc]
1-NEA
16,22
37,79
2,49
9,20
2-NEA
15,79
25,07
1,66
4,53
Br-PEA
15,91
23,09
1,51
3,58
NO2-PEA
16,12
21,86
1,40
3,30
Analitok
Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 1:4 arányú keverékében alkalmazott 0,2% hangyasav és 0,1% trietilamin módosítókkal (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
a
b
c
d
53. ábra Az (S,S)-CSP-69 alkalmazásával elért enantiomer-elválasztás a) az 1-NEA b) a 2-NEA c) a Br-PEA d) a NO2-PEA enantiomerjeinél. Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 1:4 arányú keverékében alkalmazott 0,2% hangyasav és 0,1% trietil-amin módosítókkal (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
Az (S,S)-CSP-69 királis állófázis vizsgálata további protonált primer aminok, és aminosav-észterek, valamint gyógyszerhatóanyagok enantiomerjeinek elválasztására jelenleg is folyamatban van. 74
A doktori munkám során előállított királis állófázisok [(S,S)-CSP-68, (S,S)-CSP-68m, (S,S)-CSP-69] enatiomer-elválasztó-képességét az irodalmi CSP-kkel a 8. táblázat alapján hasonlítottam össze. Megállapítható, hogy az (S,S)-CSP-68 hatékonysága elmarad az irodalomban ismert (S,S)-CSP-39 királis állófázisétól. Az (S,S)-CSP-68m az 1-NEA enantiomerjeit hatékonyabban, a 2-NEA enantiomerjeit kevésbé hatékonyan választja szét, mint az irodalmi (S,S)-CSP-39. Az (S,S)-CSP-69 királis állófázis minden vizsgált analit esetén a legjobb elválasztási eredményt adta (8. táblázat). 8. táblázat Az (S,S)-CSP-68, az (S,S)-CSP-68m és az (S,S)-CSP-69 királis állófázisok összehasonlítása az irodalomban eddig előállított HPLC szilikagélhez rögzített piridino-koronaéter alapú királis állófázisokkal. Királis állófázis
Analit
t (S)
t (R)
[perc]
[perc]
α
RS
eluens
(R,R)-CSP-28
1-NEA
4,48
6,02
1,52
1,54
A
(S,S)-CSP-39
1-NEA
4,77
8,65
2,12
2,73
B
(S,S)-CSP-68
1-NEA
4,61
6,22
1,67
1,67
C
(S,S)-CSP-68m
1-NEA
7,40
11,47
1,78
4,54
C
(S,S)-CSP-69
1-NEA
16,22
37,79
2,49
9,20
D
(S,S)-CSP-39
2-NEA
4,74
7,00
1,66
1,97
B
(S,S)-CSP-68m
2-NEA
8,35
10,92
1,42
1,60
C
(S,S)-CSP-69
2-NEA
15,79
25,07
1,66
4,53
D
A: Izokratikus elúció: diklórmetán–metanol 9:1 arányú keverékével (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc). B: Gradiens elúció: 5–0% metanol + 1% trietil-amin eluenssel (áramlási sebesség: 1,2 ml/perc). C: Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 + 0,05% hangyasav és 0,2% trietil-amin (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc). D: Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 1:4 + 0,2% hangyasav és 0,1% trietil-amin (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
A
doktori
munkám
során
előállított
királis
állófázisokat
összehasonlítva
megállapíthatjuk, hogy mindegyik vizsgált vendégmolekula esetében a legjobb enantiomerelválasztást az (S,S)-CSP-69 királis állófázissal tudtuk elérni. Az (S,S)-CSP-68m módosított királis állófázis minden esetben hatékonyabban választotta szét a vendégmolekulák enantiomerjeit, mint az (S,S)-CSP-68 (9. táblázat). Az (S,S)-CSP-69 királis állófázisnál tapasztalt kiemelkedően hatékony enantiomer-elválasztás valószínűleg az aril-piridin egység és a vendégmolekulák aromás gyűrűi között megnövekedett π–π vonzó kölcsönhatásnak köszönhető. 75
9. táblázat Az (S,S)-CSP-68, az (S,S)-CSP-68m és az (S,S)-CSP-69 királis állófázisok enantiomer-elválasztóképességének összehasonlítása. Királis állófázis
Analit
t (S)
t (R)
[perc]
[perc]
α
RS
eluens
(S,S)-CSP-68
1-NEA
4,61
6,22
1,67
1,67
C
(S,S)-CSP-68m
1-NEA
7,40
11,47
1,78
4,54
C
(S,S)-CSP-69
1-NEA
16,22
37,79
2,49
9,20
D
(S,S)-CSP-68
Br-PEA
3,61
4,23
1,44
0,85
C
(S,S)-CSP-68m
Br-PEA
4,97
6,23
1,46
1,00
C
(S,S)-CSP-69
Br-PEA
15,91
23,09
1,51
3,58
D
(S,S)-CSP-68
NO2-PEA
2,70
2,91
1,40
0,61
C
(S,S)-CSP-68m
NO2-PEA
3,02
3,30
1,35
0,95
C
(S,S)-CSP-69
NO2-PEA
16,12
21,86
1,40
3,30
D
(S,S)-CSP-68m
2-NEA
8,35
10,92
1,42
1,60
C
(S,S)-CSP-69
2-NEA
15,79
25,07
1,66
4,53
D
C: Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 7:3 + 0,05% hangyasav és 0,2% trietil-amin (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc). D: Izokratikus elúció: acetonitril–metanol 1:4 + 0,2% hangyasav és 0,1% trietil-amin (áramlási sebesség: 1,0 ml/perc).
A kromatográfiás vizsgálatokat összefoglalva megállapíthatjuk, hogy a három új királis állófázis [(S,S)-CSP-68, (S,S)-CSP-68m, (S,S)-CSP-69] mindegyike alkalmas protonált primer aminok enantiomerjeinek elválasztására. Az (S,S)-CSP-68m és az (S,S)-CSP-69 királis állófázisok az eddig közölt királis állófázisoknál a kisebb felületi borítottság ellenére is nagyobb hatékonyságot mutattak. Doktori értekezésemben nem taglaltam a királis állófázisok HPLC kromatográfiás módszerének
alkalmazásával
további
protonált
primer
aminok,
aminosav-észterek
enantiomerjeinek sikeres elválasztását, illetve ezen elválasztások optimalizálását, amely eredmények egy analitikai témájú MSc-s diplomamunka alapját képezik.218 Az (S,S)-CSP68m
és
az
(S,S)-CSP-69
királis
állófázisokat
eddig
tizenhat
vendégmolekula
enantiomerjeinek elválasztására használták, és azt tapasztalták, hogy kémiailag ellenállóak, és még többszöri használat után sem romlik az enantiomer-elválasztó-képességük.
76
Az általunk előállított piridino-koronaéter-származékoknak az 1-NEA és a 2-NEA enantiomerjeivel képezett komplexeinek CD vizsgálatának eredményei egy ELTÉ-s BSc szakdolgozat,219 illetve egy készülőben lévő publikáció220 alapját képezik. Az általunk irodalmi módszer111 alapján nagyobb mennyiségben előállított (S,S)-19 piridino-koronaéter kapilláris elektroforetikus (CE) technikával királis szelektorként az 1-(1aminoarilmetil)-2-naftol- és a 2-(1-aminoarilmetil)-1-naftol-származékok enantiomerjeinek szétválasztására történő alkalmazásávalK145 doktori értekezésemben nem foglalkozok. Az (S,S)-66 karbonsav CE technikával való vizsgálata a Szegedi Tudományegyetemen dolgozó Dr. Ilisz István vezetésével jelenleg folyamatban van.
77
5.
A KÍSÉRLETEK RÉSZLETES LEÍRÁSA
5.1.
Az új, piridin egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaéterek, a piridinokoronaéter alapú királis állófázisok, valamint prekurzoraik szintézise Kiindulási anyagként a Sigma–Aldrich Corporation vegyszereit használtuk néhány
kivételtől eltekintve, amit dolgozatomban külön jelzek. A reakciók előrehaladását vékonyréteg-kromatográfiával (VRK) követtük, ehhez szilikagél 60 F254 (Merck), illetve alumínium-oxid 60 F254 semleges E (Merck) lapokat használtunk. Az anyagok tisztítására oszlopkromatográfiát,
preparatív
vékonyréteg-kromatográfiát,
átkristályosítást,
illetve
vákuumdesztillációt alkalmaztunk. Az oszlopkromatográfiás elválasztásokhoz szilikagél 60 (Merck, 70–230 mesh), illetve alumínium-oxid (Aldrich, semleges, aktivált, Brockman I) adszorbenseket használtunk. Romil (Cambridge, UK) gyártmányú nagytisztaságú (Super Purity Solvent) tetrahidrofuránnal dolgoztunk. A többi oldószer tisztítása és szárítása a szakirodalomban közölt, jól bevált módszerek221 szerint történt. Az oldószerelegyek esetén megadott összetételek térfogatarányt (V/V) jelentenek. A bepárlásokat csökkentett nyomáson végeztük. Az
anyagok
tisztaságának
ellenőrzésére
vékonyréteg-kromatográfiát,
olvadáspontmérést, illetve optikai forgatóképesség-mérést használtunk. Az olvadáspontokat (korrigálatlan értékek) Boetius mikro-olvadáspontmérő készüléken mértük. Az optikai forgatóképesség meghatározását Perkin–Elmer 241 típusú polariméteren végeztük, melynek kalibrálása a mentol két enantiomerje optikai forgatóképességének mérésével történt. Az előállított vegyületek szerkezetét IR, 1H és
13
C NMR, tömegspektroszkópiai,
valamint elemanalízis módszerekkel igazoltuk. Az IR felvételek Zeiss Specord IR 75 vagy Bruker Alpha-T FT-IR típusú spektrométeren készültek. Az NMR spektrumok felvételét Bruker DRX-500 Avance (500 MHz az 1H és 125 MHz a 1
Bruker 300 Avance (300 MHz a H és 75,5 MHz a
13
13
C spektrumok esetén) vagy
C spektrumok esetén) készüléken
végezték, amelyet minden esetben külön jelzek. A tömegspektrumokat ZQ 2000 MS (Waters Corp.) vagy Agilent-1200 Quadrupole LC/MS készüléken ESI módszert alkalmazva vették fel. Az elemanalíziseket Vario EL III (Elementanalyze Corp., Germany) készüléken az ELTE Szerves Kémia Tanszékének Mikroanalitikai Laboratóriumában végezték. A 150×4 mm méretű rozsdamentes acélból készült üres HPLC oszlopokat a Chiroquest Kft. munkatársa töltötte meg Haskel pumpa segítségével 500 bar nyomáson 78
zagytöltés módszerével. Az új piridino-koronaéter alapú királis állófázisokkal töltött HPLC oszlopokat egy L-2450 UV-detektort, egy L-2130 pumpát, egy L-2200 automata mintaadagolót és egy L-2300 oszlopfűtőt magában foglaló Hitachi HPLC rendszeren vizsgáltuk.
79
5.1.1. (4S,14S)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza1(21),17,19-trién-21-oxid [(S,S)-46] (38. ábra, 56. oldal) Az (S,S)-19 dimetil-szubsztituált piridino-koronaéter (312 mg, 0,96 mmol) vízmentes CH2Cl2-os (6 ml) oldatába argon atmoszférában beadagoltunk MCPBA-at (500 mg, 2,9 mmol), és a kapott keveréket szobahőmérsékleten kevertettük 1 napon keresztül. Miután a reakció lejátszódott, az oldószert lepároltuk, és a maradékot oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol 1:120 eluens alkalmazásával. Termelés: 78% (255 mg), sűrűn folyó, barna olaj. +25,6 (c 1,0, CHCl3); IR (film) νmax Rf: 0,59 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:20); [ ] 25 D 2864, 1456, 1408, 1300, 1248, 1116, 848, 784 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1,20 (d, J = 6 Hz, 6H), 3,37–3,51 (m, 12H), 3,91–4,01 (m, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,84 és δB: 5,11 (J= 16 Hz, 4H) 7,26 (t, J = 8 Hz, 1H), 7,42 (d, J = 8 Hz, 2H);
13
C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 17,36, 65,36, 70,92, 71,30, 74,53, 76,23, 122,70,
124,43, 149,87; MS: 342 (M+1)+; Elemanalízis a C17H27NO6-ra: számolt: C, 59,81; H, 7,97; N, 4,10; talált: C, 59,67; H, 7,99; N, 4,02. 5.1.2. (4S,14S)-21-Metoxi-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién-metilszulfát [(S,S)-47] (39. ábra, 56. oldal) Az (S,S)-46 piridino-koronaéter N-oxidot (800 mg, 2,34 mmol) és frissen desztillált Me2SO4-ot (354 mg, 2,81 mmol) összekevertünk argon atmoszférában szobahőmérsékleten, és a kapott elegyet további 1 órán át kevertettük szobahőmérsékleten, majd 1 napon keresztül 100 ºC-on. Vizet (15 ml) és CHCl3-ot (15 ml) adtunk a lehűtött, hideg reakcióelegyhez. A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist CHCl3-mal (5 ml) extraháltuk. A vizes fázisból a vizet 25 ºC-on (0,05 Hgmm nyomáson) lepároltuk, és a maradékot P2O5 tartalmú exszikkátorban 1 napig szárítottuk. A kapott nyerstermék elegendően tiszta volt ahhoz, hogy a következő lépésben tisztítás nélkül használjuk fel. Termelés: 75% (820 mg), sűrűn folyó, barna olaj. Rf: 0,14 (szilikagél VRK, MeOH–CH2Cl2 = 1:4); [ ] 25 D +36,3 (c 0,4, MeOH); IR (film) νmax 3416, 3144, 2904, 1616, 1456, 1352, 1256, 1152, 1124, 1036, 1008, 944, 756 cm-1; 1H NMR (500 MHz, D2O) δ 1,18 (d, J = 6 Hz, 6H), 3,38-3,47 (m, 12 H), 3,66 (s, 3H), 3,89–3,97 (m, 2H), 4,41 (s, 3H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: 80
δA: 5,00 és δB: 5,24 (J = 15,0 Hz, 4H), 8,15 (d, J = 8 Hz, 2H), 8,49 (t, J = 8 Hz, 1H);
13
C
NMR (125 MHz, D2O) δ 15,44, 55,46, 64,32, 70,01, 70,52, 74,98, 75,82, 129,07, 145,46, 152,92. 5.1.3. (4S,14S)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza1(21),17,19-trién-19-karbonitril [(S,S)-48] (39. ábra, 56. oldal) Az (S,S)-47 N-metoxipiridinium-koronaéter metilszulfát (748 mg, 1,6 mmol) MeOH– víz 1:5 arányú elegyében (30 ml) készült oldatához NaCN-ot (784 mg, 16 mmol) adtunk szobahőmérsékleten, majd 2 napig kevertettük. Miután a reakció lejátszódott, a reakcióelegyet az eredeti térfogat negyedére pároltuk 30 ºC-on. Vizet (10 ml) és CH2Cl2-t (20 ml) adtunk hozzá, a fázisokat alaposan összeráztuk, majd elválasztottuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal (3×5 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük, és az oldószert lepároltuk róla. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol 1:140 eluens alkalmazásával. Termelés: 13% (73 mg), sűrűn folyó, barna olaj. Rf: 0,64 (szilikagél VRK, MeOH–dioxán = 1:2); [ ] 25 D +18,9 (c 0,79, CHCl3); IR (KBr) νmax 3128, 3056, 3024, 2920, 2232, 1596, 1456, 1432, 1416, 1376, 1352, 1344, 1336, 1296, 1120, 1052, 1032, 904, 856, 600 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1,19 (d, J = 6 Hz, 6H), 3,43–3,61 (m, 12 H), 3,81–3,84 (m, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4.87 és δB: 4,91 (J = 14 Hz, 4H), 7,48 (s, 2H);
13
C NMR (125 MHz,
CDCl3) δ 17,16, 70,87, 71,11, 71,36, 74,49, 76,53, 121,05, 121,59, 156,52, 160,80; MS: 351 (M+1)+; Elemanalízis a C18H26N2O5-ra számolt: C, 61,70; H, 7,48; N, 7,99; talált: C, 61,46; H, 7,52; N, 7,81. 5.1.4. Általános eljárás királis piridino-koronaéterek előállítására (34. ábra, 50. oldal) Egy visszafolyó hűtővel, argon bevezetéssel és csepegtetőtölcsérrel ellátott gömblombikban NaH (293 mg, 7,3 mmol, 60% ásványolajos diszperzió) vízmentes THF-os szuszpenzióját (5 ml) kevertettük 0 °C-on 2 percig. Ebbe a szuszpenzióba lassan becsepegtettük a megfelelő a dialkil-szubsztituált tetraetilénglikol [(S,S)-86 vagy (S,S)-87] (2,32 mmol) vízmentes THF-os oldatát (12 ml) argon atmoszférában 0 °C-on. A reakcióelegyet 0 °C-on 10 percig, szobahőmérsékleten fél órán át, majd 4 órán keresztül 81
forráshőmérsékleten kevertettük. A reakcióelegyet -20 °C-ra hűtöttük, és a megfelelő, a piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridin-2,6-dimetanol-ditozilát (81, 82, 83 vagy 84) vagy 2,6-biszbrómmetil-4-brómpiridin (85) (2,36 mmol) vízmentes THF-os oldatát (9 ml) fél órán keresztül becsepegtettük. Ezután a reakcióelegyet szobahőmérsékletre hagytuk felmelegedni, és ezen a hőmérsékleten addig kevertettük, amíg a VRK analízis (Al2O3 VRK; EtOH–toluol megfelelő arányú elegye, ld. később minden egyes vegyület esetében) a kiindulóanyagok elfogyását, illetve a termék keletkezését jelezte. Az oldószert lepároltuk, és a maradékot feloldottuk Et2O–jeges víz (mindkettőből 20 ml) keverékében, majd választótölcsérbe vittük. A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist még CH2Cl2-nal (3×20 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A nyerstermékek tisztítását lásd később minden egyes piridinokoronaéterre. 5.1.5. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-[(tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]-3,6,9,12,15pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-49] (34. ábra, 50. oldal) Az (S,S)-49 piridino-koronaétert az előzőekben leírt „Általános eljárás királis piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.4. fejezet) szerint állítottuk elő az (S,S)-86 dimetil-szubsztituált tetraetilénglikolból (517 mg, 2,32 mmol) és 81 ditozilátból (1,326 g, 2,36 mmol) kiindulva 13 óra alatt. A kapott nyerstermék elegendően tiszta volt ahhoz, hogy a következő lépésben tisztítás nélkül használjuk fel. A nyerstermék egy kis részét Al2O3 preparatív
vékonyrétegen
EtOH–toluol
(1:50)
összetételű
eluens
alkalmazásával
megtisztítottuk, hogy a szerkezetvizsgálatokhoz szükséges mintát kapjunk. Rf: 0,60 (Al2O3 VRK, EtOH-toluol 1:20); [ ] 25 D +4,3 (c 0,73, aceton); IR (film) νmax 2931, 2868, 1609, 1571, 1453, 1371, 1341, 1260, 1201, 1114, 1077, 1035, 977, 948, 904, 869, 814, 537, 430 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,12 (3H, d, J=6 Hz), 1,18 (3H, d, J=6 Hz), 1,60–1,64 (m, 6H), 3,52–3,67 (m, 13H), 3,82–3,85 (m, 1H), 3,88–3,92 (m, 1H), 3,98–4,02 (m, 1H), 4,52–4,54 (m, 1H), 4,69–4,73 (m, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,80 és δB: 4,84 (JAB = 13 Hz, 4H), 7,26 (s, 2H); MS: 440,0 (M+1)+.
82
5.1.6. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza1(21),17,19-trién-19-metanol [(S,S)-50] (41. ábra, 58. oldal)
Az előbbi reakció nyerstermékét [(S,S)-49] (0,70 g) vízmentes MeOH-ban (9 ml) feloldottuk,
és
savas
ioncserélő
gyantával
(0,41
g,
Fluka
Amberlite®
IR-120)
szobahőmérsékleten 18 órán át kevertettük. A gyantát kiszűrtük, MeOH-lal mostuk, és a szűrletet bepároltuk. A maradékot oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:20) eluens alkalmazásával. Termelés: 24% (197,8 mg), (össztermelés a gyűrűzárási és a THP-csoport eltávolítási lépésekre) halványsárga olaj. Rf: 0,50 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:10); [ ] 25 D +12,3 (c 1,76, aceton); IR (film) νmax 3390, 2868, 1638, 1610, 1570, 1452, 1375, 1350, 1226, 1201, 1090, 1033, 1011, 923, 857, 816, 682, 568 cm-1; 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,17 (d, J=6 Hz, 6H); 3,47–3,64 (m, 13H, 1H D2O-val rázva eltűnik); 3,80–3,83 (m, 2H), 4,71 (s, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,76 és δB: 4,80 (JAB = 13 Hz, 4H), 7,29 (s, 2H); 13C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ (ppm) 17,0, 63,5, 70,7, 70,9, 71,4, 74,1, 75,9, 118,6, 150,7, 157,9; MS: 356.1 (M+1)+; Elemanalízis C18H29NO6-ra számolt: C, 60,83; H, 8,22; N, 3,94; talált: C, 60,54; H, 8,29; N, 3,87.
5.1.7. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza1(21),17,19-trién-19-karboxaldehid [(S,S)-51] (42. ábra, 58. oldal) Egy argon bevezetéssel és csepegtetőtölcsérrel ellátott gömblombikban frissen desztillált oxalil-klorid (138,6 mg, 92 μl, 1,09 mmol) vízmentes CH2Cl2-os (0,5 ml) oldatát kevertettük szobahőmérsékleten 2 percig. A reakcióelegyet -78 °C-ra hűtöttük, és vízmentes dimetil-szulfoxidot (DMSO) (133,8 mg, 122 μl, 1,72 mmol) csepegtettünk be 10 perc alatt. Ehhez az elegyhez adagoltuk az (S,S)-50 (46,1 mg, 0,13 mmol) piridino-koronaéter vízmentes CH2Cl2-os (0,13 ml) oldatát 10 perc alatt. Ezután vízmentes TEA-t (25,8 mg, 35,3 μl, 3,9 mmol) adtunk a reakcióelegyhez, és további 45 percig kevertettük argon atmoszférában ugyanezen a hőmérsékleten. A reakcióelegyet 0 °C-ra melegítettük, és ezen a hőmérsékleten 1,5 órán át kevertettük, majd jeges vízre (10 g) öntöttük. Az így kapott elegyet vízzel és CH2Cl2-nal (10–10 ml) választótölcsérbe vittük. A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal extraháltuk (3×10 ml). Az egyesített szerves 83
fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A nyersterméket Al2O3 preparatív vékonyrétegen EtOH–toluol (1:10) eluens alkalmazásával tiszítottuk. Termelés: 57% (25,9 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,69 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:10; pozitív 2,4-dinitrofenilhidrazin teszt); [ ] 25 D +14,0 (c 1,64, aceton); IR (film) νmax 3398, 2959, 2922, 2853, 1708, 1607, 1571, 1561, 1459, 1376, 1351, 1258, 1088, 1013, 870, 796, 721, 703, 684, 669, 622, 601, 583, 569, 552, 517, 503, 487, 472, 453 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,12 (d, J=6 Hz, 6H), 3,40– 3,57 (m, 12H), 3,75–3,78 (m, 2H), 4,71 (s, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,83 és δB: 4,89 (JAB = 14 Hz, 4H), 7,60 (s, 2H), 10,03 (s, 1H); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ (ppm) 17,0, 70,6, 70,9, 71,4, 74,1, 76,2, 118,8, 142,5, 160,7, 192,1 ; MS: 354,4 (M+1)+; Elemanalízis a C18H27NO6-ra számolt: C, 61,17; H, 7,70; N, 3,96; talált: C, 60,88; H, 7,82; N, 3,83.
5.1.8. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza1(21),17,19-trién-19-karbonsav [(S,S)-52] (42. ábra, 58. oldal) Az (S,S)-51 formil-szubsztituált piridino-koronaéter (18,4 mg, 0,05 mmol) HCOOHas (10 μl, 12,0 mg, 0,26 mmol) oldatába becsepegtettünk 0 °C-on 30%-os vizes H2O2-ot (39 μl, 43,1 mg, 0,38 mmol). A reakcióelegyet ezen a hőmérsékleten kevertettük 7 órán keresztül. Az illékony komponenseket lepároltuk, és a HCOOH nyomokat a reakcióelegyhez adott toluol ismételt lepárlásával távolítottuk el, így tisztán kaptuk az (S,S)-52 karbonsavat. Termelés: 62% (12 mg), színtelen olaj. Rf: 0,31 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:2); [ ] 25 D +9,3 (c 0,86, aceton); IR (film) νmax 3419, 2967, 2915, 2875, 2513, 1715, 1679, 1655, 1649, 1638, 1631, 1612, 1571, 1451, 1375, 1350, 1340, 1306, 1222, 1162, 1089, 919, 890, 858, 801, 776, 710, 670, 666, 640 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,23 (d, J=6 Hz, 6H), 3,46–3,63 (m, 12H), 3,86–3,95 (m, 2H), 4,71 (s, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,86 és δB: 4,96 (JAB = 13 Hz, 4H), 8,11 (s, 2H), 8,70 (széles s, 1H);
13
C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ
(ppm) 16,4, 69,2, 70,4, 71,0, 75,0, 75,4, 123,1, 149,5, 156,3, 166,2; MS: 370,8 (M+1)+; Elemanalízis C18H27NO7-re számolt: C, 58,52; H, 7,37; N, 3,79; talált: C, 58,40; H, 7,49; N, 3,51.
84
5.1.9. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-metoxi-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-53] (34. ábra, 50. oldal) Az (S,S)-53 piridino-koronaétert az előzőekben leírt „Általános eljárás királis piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.4. fejezet) szerint állítottuk elő az (S,S)-86 dimetil-szubsztituált tetraetilénglikolból (2,31 g, 10,0 mmol) és 84 ditozilátból (5,32 g, 11,0 mmol) kiindulva. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk először Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:80) eluenssel, majd szilikagél tölteten EtOH–aceton–hexán (2:1:1) eluens alkalmazásával. Termelés: 16% (603,7 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,81 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:10); [ ] 25 D +14,3 (c 0,81, CH2Cl2); IR (film) νmax 2967, 2863, 1597, 1575, 1460, 1392, 1370, 1341, 1323, 1252, 1193, 1106, 1050, 989, 920, 852, 763, 688 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,16 (d, J=6,4 Hz, 6H), 2,67 (széles s, fél mol komplexált víz, 1H), 3,43–3,63 (m, 12H), 3,78–3,83 (m, 2H), 3,85 (s, 3H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,73 és δB: 4,76 (JAB = 13 Hz, 4H), 6,79 (s, 2H);
13
C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ 17,3, 55,3, 70,8, 70,9, 72,0, 73,8, 76,1,
106,6, 160,3, 166,9; MS: 356,2 (M+1)+; Elemanalízis C18H29NO6·0,5H2O-ra számolt: C, 59,32; H, 8,30; N, 3,84; talált: C, 59,35; H, 8,15; N, 3,73. 5.1.10. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-klór-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-54] A.
A 83 ditozilátból és az (S,S)-86 tetraetilénglikolból gyűrűzárással (34. ábra, 50. oldal) Az (S,S)-54 piridino-koronaétert az előzőekben leírt „Általános eljárás királis
piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.4. fejezet) szerint állítottuk elő az (S,S)-86 dimetil-szubsztituált tetraetilénglikolból (380 mg, 1,7 mmol) és a 83 ditozilátból (760 mg, 1,8 mmol) kiindulva. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk először Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:100) eluenssel, majd szilikagél tölteten MeOH–CH2Cl2–TEA (1:10:0,01) eluens alkalmazásával. Termelés: 9% (55 mg), halványsárga olaj. Utóbbit 2 napig mélyhűtőben tartottuk, amíg megszilárdult. Ezután egykristályt növesztettünk heptán–CH2Cl2 elegyből.
85
Op: 45 °C (heptán-CH2Cl2); Rf: 0,60 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:20); [ ] 25 D +17,5 (c 0,814, CH2Cl2); IR (film) νmax 3064, 2864, 1576, 1456, 1416, 1336, 1280, 1120, 856 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1,17 (d, J = 6,5 Hz, 6H), 3,45–3,64 (m, 12H), 3,79–3,85 (m, 2H), 4,81 (s, 4H), 7,27 (s, 2H); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 17,02, 70,66, 70,88, 71,35, 74,01, 76,19, 120,35, 144,74, 160,33; MS: 360 (M+1)+; Elemanalízis C17H26ClNO5-re számolt: C, 56,74; H, 7,28; N, 3,89; talált: C, 56,70; H, 7,07; N, 3,84. B.
Az (S,S)-88 piridono-koronaéterből oxalil-kloriddal CH2Cl2-ban (37. ábra, 54. oldal) Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaéter (880 mg, 2,58 mmol) vízmentes
CH2Cl2-os (30 ml) oldatához először vízmentes DMF-ot (2 csepp), majd frissen desztillált oxalil-kloridot (1,1 ml, 1,64 g, 12,89 mmol) adtunk, és a kapott reakcióelegyet argon atmoszférában 1,5 órán át forráshőmérsékleten kevertettük. Az illékony komponensek eltávolítása után a maradékot CH2Cl2 (100 ml) és 12,5%-os vizes TMAH (30 ml) keverékében oldottuk fel. A vizes fázist CH2Cl2-nal (3×30 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük, és az oldószert lepároltuk. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:120) eluens alkalmazásával. Termelés: 48% (446 mg), halványsárga olaj. A kapott (S,S)-54 makrociklus összes fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett az A módszerrel előállított termékével. C.
Az (S,S)-88 piridono-koronaéterből oxalil-kloriddal CHCl3-ban (37. ábra, 55. oldal) Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaéter (500 mg, 1,46 mmol) vízmentes
CHCl3-os (13 ml) oldatához először vízmentes DMF-ot (2 csepp), majd frissen desztillált oxalil-kloridot (3,2 ml, 4,61 g, 36,32 mmol) adtunk, és a kapott reakcióelegyet argon atmoszférában 1,5 órán át forráshőmérsékleten kevertettük. A nyersterméket a fenti B módszer szerint tisztítottuk. Termelés: 10% (52,7 mg), halványsárga olaj. A kapott (S,S)-54 makrociklus összes fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett az A módszerrel előállított termékével. D.
Az (S,S)-88 piridono-koronaéterből SOCl2-dal CH2Cl2-ban (37. ábra, 54. oldal) Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaéter (841,6 mg, 2,47 mmol)
vízmentes CH2Cl2-os (30 ml) oldatához először vízmentes DMF-ot (2 csepp), majd frissen desztillált SOCl2-ot (0,9 ml, 1,47 g, 12,33 mmol) adtunk, és a kapott reakcióelegyet argon atmoszférában 1,5 órán át forráshőmérsékleten kevertettük. A nyersterméket a fenti B módszer szerint tisztítottuk. Termelés: 74% (658,3 mg), halványsárga olaj. A kapott (S,S)-54 86
makrociklus összes fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett az A módszerrel előállított termékével. E.
Az (S,S)-88 piridono-koronaéterből SOCl2-dal CHCl3-ban (37. ábra, 54. oldal) Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaéter (95,6 mg, 0,28 mmol)
vízmentes CHCl3-os (3 ml) oldatához először vízmentes DMF-ot (2 csepp), majd frissen desztillált SOCl2-ot (0,5 ml, 0,83 g, 6,98 mmol) adtunk, és a kapott reakcióelegyet argon atmoszférában 1,5 órán át forráshőmérsékleten kevertettük. A nyersterméket a fenti B módszer szerint tisztítottuk. Termelés: 67% (67,5 mg), halványsárga olaj. A kapott (S,S)-54 makrociklus összes fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett az A módszerrel előállított termékével. 5.1.11. (4S,14S)-(-)-4,14-Diizobutil-19-klór-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21)-17,19-trién [(S,S)-55] A. A 83 ditozilátból és az (S,S)-87 tetraetilénglikolból gyűrűzárással (34. ábra, 50. oldal) Az (S,S)-55 piridino-koronaétert az előzőekben leírt „Általános eljárás királis piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.4. fejezet) szerint állítottuk elő az (S,S)-87 diizobutil-szubsztituált tetraetilénglikolból (3,78 g, 12,3 mmol) és a 83 ditozilátból (5,50 g, 13,1 mmol) kiindulva. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk először Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:140) eluenssel, majd Al2O3 preparatív vékonyrétegen iPrOH– toluol (1:40) eluens alkalmazásával tisztítottuk. Termelés: 13% (710 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,87 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:20); [ ] 25 D -14,9 (c 1,36, CH2Cl2); IR (film) νmax 2954, 2923, 2867, 1574, 1466, 1413, 1385, 1366, 1349, 1277, 1115, 1042, 943, 921, 856, 837, 754, 662, 542, 408 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 0,89 (d, 6H, J=6,3 Hz, diasztereotóp metilcsoport), 0,91 (d, 6H, J=6,6 Hz, diasztereotóp metilcsoport), 1,15–1,21 (m, 2H), 1,46–1,53 (m, 2H), 1,72–1,81 (m, 2H), 3,43–3,59 (m, 12H), 3,66–3,71 (m, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,77 és δB: 4,82 (JAB= 13,0 Hz, 4H), 7,27 (s, 2H);
13
C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ 22,5, 23,6, 24,8, 41,2, 70,8, 71,2, 72,0,
75,6, 76,6, 120,6, 145,2, 160,6; MS: 443,2 (M+1)+; Elemanalízis C23H38ClNO5-re számolt: C, 62,22; H, 8,63; Cl, 7,98; N, 3,15; talált: C, 62,02; H, 8,66; Cl, 7,89; N, 3,18. B. Az (S,S)-89 piridono-koronaéterből SOCl2-dal (35. ábra, 52. oldal). Az (S,S)-89 diizobutil-szubsztituált piridono-koronaéter (221,3 mg, 0,52 mmol) vízmentes CHCl3-os (5 ml) oldatához először vízmentes DMF-ot (2 csepp), majd frissen 87
desztillált SOCl2-ot (3,9 ml, 6,26 g, 53,5 mmol) adtunk, és a kapott reakcióelegyet argon atmoszférában 1,5 órán át forráshőmérsékleten kevertettük. Az illékony komponenseket lepároltuk, majd a maradékot CH2Cl2-nal (100 ml) és 12,5%-os vizes TMAH-dal (30 ml) választótölcsérbe mostuk. A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal extraháltuk (3×30 ml). Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:140) eluens alkalmazásával. Termelés: 33% (76,2 mg), halványsárga olaj. A kapott (S,S)-55 makrociklus összes fizikai és spektroszkópiai adatai megegyeztek az A módszerrel előállított termékével. 5.1.12. (4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-19-bróm-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21)-17,19-trién [(S,S)-56] A. Az (S,S)-86 tetraetilénglikolból és a 82 ditozilátból gyűrűzárással (34. ábra, 50. oldal) Az (S,S)-56 piridino-koronaétert az előzőekben leírt „Általános eljárás királis piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.4. fejezet) szerint állítottuk elő az (S,S)-86 dimetil-szubsztituált tetraetilénglikolból (3,05 g, 13,7 mmol) és a 82 ditozilátból (7,66 g, 14,5 mmol) kiindulva. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk először Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:100) eluenssel, majd szilikagél tölteten MeOH–CHCl3–TEA (1:10:0,01) eluens alkalmazásával. Termelés: 8% (443 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,58 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:30); [ ] 25 D +17,7 (c 1,516, CH2Cl2); IR (film) νmax 2968, 2865, 1565, 1452, 1409, 1372, 1350, 1332, 1268, 1108, 925, 858, 815, 749, 661, 528, 490, 413 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1,13 (d, J=6,4 Hz, 6H), 3,42–3,61 (m, 12H), 3,72–3,81 (m, 2H), 4,74–4,76 (m, 4H), 7,38 (s, 2H); 13C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ 17,2, 70,8, 71,0, 71,4, 74,2, 75,0, 76,3, 123,6, 133,7, 160,3; MS: 403,1 (M+1)+; Elemanalízis C17H26BrNO5-re számolt: C, 50,50; H, 6,48; Br, 19,76; N, 3,46; talált: C, 50,62; H, 6,60; Br, 19,84; N, 3,44. B. Az (S,S)-86 tetraetilénglikolból és a 85 tribrómszármazékból gyűrűzárással (34. ábra, 50. oldal) Az (S,S)-56 piridino-koronaétert a fenti módszerrel (A) állítottuk elő (S,S)-86 dimetilszubsztituált tetraetilénglikolból (590 mg, 2,66 mmol) és a 85 tribrómszármazékból (914 mg, 2,66 mmol) kiindulva. A nyersterméket a fenti módszer (A) szerint tisztítottuk. Termelés: 2% 88
(21,5 mg), halványsárga olaj. Az így kapott (S,S)-56 makrociklus minden fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett a fenti (A) módszer termékével. C. Az (S,S)-88 piridono-koronaéterből foszfor-pentabromiddal (35. ábra, 52. oldal) Az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált piridono-koronaéter (602,2 mg, 1,72 mmol) vízmentes CHCl3-os (6 ml) oldatába PBr5 (3,43 g, 6,88 mmol) vízmentes CHCl3-os (4 ml) oldatát csepegtettük be, és a reakcióelegyet argon atmoszférában forráshőmérsékleten kevertettük 2 napig. A reakcióelegyet jeges vízre (20 ml) öntöttük, és az elegy pH-ját 9-re állítottuk be 10%-os vizes Me3N-nal. Az elegyet CHCl3-mal extraháltuk (3×20 ml), majd az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A nyersterméket szilikagél preparatív vékonyrétegen kromatográfiás módszerrel EtOH–aceton–hexán (2:1:1) eluens alkalmazásával tisztítottuk. Termelés: 18% (125,2 mg), halványsárga olaj. Az így kapott (S,S)-56 makrociklus minden fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett a fenti (A) módszer termékével. 5.1.13.(4S,14S)-(-)-4,14-Diizobutil-19-bróm-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-57] (34. ábra, 50. oldal) Az (S,S)-57 piridino-koronaétert az előzőekben leírt „Általános eljárás királis piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.4. fejezet) szerint állítottuk elő az (S,S)-87 diizobutil-szubsztituált tetraetilénglikolból (2,71 g, 8,84 mmol) és a 82 ditozilátból (4,93 g, 9,35 mmol). A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk először Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:100) eluenssel, majd szilikagél tölteten EtOH–aceton–hexán (1:1:20) eluens alkalmazásával. Termelés: 12% (518 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,69 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol 1:30); [ ] 25 D -14,6 (c 0,807, CH2Cl2); IR (film) νmax 2954, 2920, 2868, 1567, 1467, 1411, 1386, 1367, 1350, 1261, 1116, 1043, 942, 907, 865, 803, 731, 662, 646, 529, 440 cm-1; 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 0,92 (d, 6H, J=7,3 Hz, diasztereotóp metilcsoport), 0,95 (d, 6H, J=7,0 Hz, diasztereotóp metilcsoport), 1,10–1,23 (m, 2H), 1,46–1,59 (m, 2H), 1,73–1,84 (m, 2H), 3,40–3,57 (m, 12H), 4,80–4,93 (m, 4H), 7,52 (s, 2H);
13
C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ 22,6, 23,6, 24,8, 41,2, 70,8, 71,0, 72,2, 74,7, 76,5,
123,0, 134,4, 160,4; MS: 487,2 (M+1)+; Elemanalízis a C23H38BrNO5-re számolt: C, 56,56; H, 7,84; Br, 16,36; N, 2,87; talált: C, 56,80; H, 7,79; Br, 16,07; N, 2,57.
89
5.1.14.(4S,14S)-(+)-19-Jód-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién [(S,S)-58] (35. ábra, 52. oldal) Az (S,S)-59 triflát (100 mg, 0,21 mmol) CH3CN-es (5 ml) oldatába először NaI-ot (158,3 mg, 1,06 mmol), majd 30%-os vizes sósavat (30,8 mg, 0,25 mmol) adagoltunk, ezután a kapott reakcióelegyet szobahőmérsékleten kevertettük 5 óráig. Az illékony komponenseket lepároltuk, és a kapott maradékot vízben (5 ml) feloldottuk. A vizes oldat pH-ját 10-re állítottuk NaOH 1 M-os vizes oldatával, majd toluollal (5 ml) választótölcsérbe mostuk. A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist toluollal (3×5 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist Na2S2O3 5%-os vizes oldatával (20 ml), majd NaOH 1 M-os vizes oldatával (20 ml), végül vízzel (3×20 ml) mostuk. A vizes fázist toluollal (3×5 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük, bepároltuk. Termelés: 57% (95,2 mg), halványbarna olaj. Rf: 0,37 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol = 1:40); [ ] 25 D +13,4 (c 2,09, CH2Cl2); IR (film) νmax 2966, 2861, 1559, 1450, 1404, 1370, 1349, 1331, 1260, 1111, 924, 858, 799, 747, 660, 633, 599, 578, 550, 535, 514, 488 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,17 (d, 6H, J = 6 Hz), 3,44–3,63 (m, 12H), 3,77–3,83 (m, 2H), 4,76 (s, 4H), 7,63 (s, 2H);
13
C NMR (75,5
MHz, CDCl3) δ (ppm) 17,20, 70,85, 71,07, 71,34, 74,23, 76,34, 106,51, 129,44, 159,73; MS: 452,2 (M+1)+; Elemanalízis a C17H26INO5-re számolva: C, 45,24; H, 5,81; I: 28,12; N, 3,10; talált: C, 45,12; H, 5,92; I: 28,07; N, 3,09. 5.1.15.
(4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]henejkoza1(21),17,19-trién-19-il trifluormetánszulfonát [(S,S)-59] (35. ábra, 52. oldal) Egy argon bevezetéssel ellátott gömblombikban az (S,S)-88 piridono-koronaéter (100
mg, 0,29 mmol) vízmentes CH2Cl2-os (2 ml) oldatához 0 °C-on vízmentes TEA-t (81,7 μl, 59,3 mg, 0,59 mmol) mértünk be, majd 5 perc alatt szeptumon keresztül Tf2O-et (98,7 μl, 165,3 mg, 0,59 mmol) csepegtettünk. Ezután a reakcióelegyet hagytuk szobahőmérsékletre felmelegedni, és argon atmoszférában fél órán át kevertettük. A reakcióelegyet jeges vízre (10 ml) öntöttük, és az elegy pH-ját 25%-os vizes TMAH-dal 10-re állítottuk be. A kapott elegyet CH2Cl2-nal (10 ml) választótölcsérbe mostuk, a fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal (3×10 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4
felett
szárítottuk,
szűrtük,
és
bepároltuk.
A
sötétlila
színű
maradékot 90
oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk szilikagél tölteten aceton–toluol (1:1) eluens alkalmazásával. Termelés: 98% (135,9 mg), barna olaj. Rf: 0,50 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol = 1:40); [ ] 25 D +11,8 (c 2,46, CH2Cl2); IR (film) νmax 2970, 2870, 1596, 1579, 1424, 1375, 1351, 1335, 1295, 1242, 1211, 1136, 1114, 1031, 1014, 955, 924, 874, 817, 765, 669, 639, 604, 572, 516 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,19 (d, 6H, J = 6 Hz), 3,46–3,61 (m, 12H), 3,81–3,87 (m, 2H), 4,89 (s, 4H), 7,24 (s, 2H); 13C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ (ppm) 17,18, 70,82, 71,11, 71,39, 74,53, 76,49, 112,29, 157,41, 162,93; MS: 474,4 (M+1)+; Elemanalízis a C18H26F3NO8S-ra számolt: C, 45,66; H, 5,54; F: 12,04; N, 2,96; S, 6,77; talált: C, 45,27; H, 5,72; F: 12,09; N, 2,81; S, 6,54. 5.1.16. Általános eljárás szekunder amino egységet tartalmazó királis piridinokoronaéterek előállítására (43. ábra, 59. oldal) Az (S,S)-54 vagy az (S,S)-55 klórpiridino-koronaéter (0,23 mmol) frissen desztillált butil-aminos vagy frissen desztillált benzil-aminos (0,68 mmol) oldatát 8 napig 160 ºC-on tartottuk bombacsőben. Az amin feleslegét lepároltuk, majd a maradékot CH2Cl2-ban (5 ml) vettük fel, és az így kapott oldatot 12,5%-os vizes TMAH-dal (5 ml) mostuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal (3×5 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük, majd bepároltuk. A nyerstermék tisztítását az alábbiakban minden termékre külön ismertetem. 5.1.17. (4S,14S)-(+)-N-Butil-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21)-17,19-trién-19-amin [(S,S)-60] (43. ábra, 59. oldal) Az (S,S)-60 koronaétert az “Általános eljárás királis szekunder amino egységet tartalmazó piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.16. fejezet) szerint szintetizáltuk (S,S)-54 dimetil-szubsztituált klórpiridino-koronaéterből (513,5 mg, 1,42 mmol) és frissen desztillált butil-aminból (0,42 ml, 313 mg, 4,28 mmol) kiindulva. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:20) eluens alkalmazásával. Termelés: 98% (554 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,46 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol = 1:10); [ ] 25 D +15,3 (c 0,91, CH2Cl2); IR (film) νmax 3244, 2957, 2929, 2863, 1606, 1523, 1258, 1351, 1102, 982, 921, 842 cm-1; 1H NMR 91
(500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 0,95 (t, 3H, J = 7,5 Hz), 1,17 (d, 6H), 1,38–1,45 (m, 2H), 1,57– 1,63 (m, 2H), 3,15 (q, 2H, J = 7 Hz), 3,43–3,65 (m, 13H), 3,78–3,84 (m, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,57 és δB: 4,65 (JAB = 13 Hz, 4H), 6,45 (s, 2H); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ (ppm) 13,97, 17,16, 20,33, 31,36, 42,60, 70,65, 70,86, 71,95, 73,68, 75,76, 104,65, 155,11, 157,97; MS: 396,3 (M+1)+; Elemanalízis a C21H36N2O5ra számolt: C, 63,61; H, 9,15; N, 7,06; talált: C, 63,31; H, 9,22; N, 7,03. 5.1.18.
(4S,14S)-(-)-N-Butil-4,14-diizobutil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo [15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién-19-amin [(S,S)-61] (43. ábra, 59. oldal) Az (S,S)-61 koronaétert az “Általános eljárás királis szekunder amino egységet
tartalmazó piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.16. fejezet) szerint szintetizáltuk (S,S)-55 diizobutil-szubsztituált klórpiridino-koronaéterből (34 mg, 0,08 mmol) és frissen desztillált butil-aminból (23 μl, 16,7 mg, 0,23 mmol) kiindulva. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:20) eluens alkalmazásával. Termelés: 98% (36,1 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,62 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol = 1:10); [ ] 25 D -11,3 (c 0,73, CH2Cl2); IR (film) νmax 3246, 2953, 2926, 2868, 1674, 1606, 1524, 1466, 1365, 1351, 1260, 1189, 1091, 1040, 982, 950, 874, 842, 799, 668, 659, 597, 529, 440 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 0,89–0,94 (m, 15H), 1,19–1,26 (m, 2H), 1,39–1,66 (m, 6H), 1,72–1,81 (m, 2H), 3,15–3,22 (m, 2H), 3,51–3,69 (m, 15H), 4,60–4,70 (m, 4H), 6,47 (s, 2H); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ (ppm) 13,98, 20,39, 22,71, 23,45, 24,95, 29,90, 31,26, 41,06, 42,77, 70,66, 71,00, 74,68, 103,56, 154,42, 158,68; MS 480,4 (M+1)+; Elemanalízis C27H48N2O5-re számolt: C, 67,46; H, 10,07; N, 5,83; talált: C, 67,18; H, 10,36; N, 5,67. 5.1.19. (4S,14S)-(+)-N-Benzil-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21)-17,19-trién-19-amin [(S,S)-62] (43. ábra, 59. oldal) Az (S,S)-62 koronaétert az “Általános eljárás királis szekunder amino egységet tartalmazó piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.16. fejezet) szerint szintetizáltuk (S,S)-54 dimetil-szubsztituált klórpiridino-koronaéterből (50 mg, 0,14 mmol) és frissen desztillált benzil-aminból (47 μl, 44,7 mg, 0,42 mmol) kiindulva. A nyersterméket 92
oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:20) eluens alkalmazásával. Termelés: 88% (53 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,75 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol = 1:10); [ ] 25 D +9,43 (c 0,101, CH2Cl2); IR (film) νmax 3530, 3344, 3256, 3170, 3120, 3088, 3032, 3016, 2872, 1612, 1524, 1504, 1496, 1456, 1352, 1264, 1112, 984, 844, 736, 696 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1,05 (d, J = 6 Hz, 6H), 2,38 (széles s, komplexált víz, 2H), 3,33–3,55 (m, 12H), 3,71–3,73 (m, 2H), 4,30–4,33 (m, 2H), 4,50 (széles s, NH, 1H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,55 és δB: 4,61 (J = 13 Hz, 4H), 6,41 (s, 2H), 7,19–7,29 (m, 5H); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 17,38, 47,26, 70,81, 70,92, 72,19, 73,63, 75,95, 104,73, 127,58, 127,75, 128,99, 138,35, 154,52, 158,96; MS: 431 (M+1)+; Elemanalízis C24H34N2O5·H2O-ra számolt: C, 64,26; H, 8,09; N, 6,25; talált: C, 64,06; H, 8,12; N, 6,16. 5.1.20.
(4S,14S)-(-)-N-Benzil-4,14-diizobutil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo [15.3.1]henejkoza-1(21)-17,19-trién-19-amin [(S,S)-63]
A. Az (S,S)-55 klórpiridino-koronaéterből és benzil-aminból bombacsőben (43. ábra, 59. oldal) Az (S,S)-63 koronaétert az “Általános eljárás királis szekunder amino egységet tartalmazó piridino-koronaéterek előállítására” (5.1.16. fejezet) szerint szintetizáltuk (S,S)-55 diizobutil-szubsztituált klórpiridino-koronaéterből (100 mg, 0,23 mmol) és frissen desztillált benzil-aminból (74 μl, 72,5 mg, 0,68 mmol) kiindulva. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:20) eluens alkalmazásával. Termelés: 69% (80,3 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,62 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol = 1:10); [ ] 25 D -17,6 (c 0,91, CH2Cl2); IR (film) νmax 3345, 2953, 2918, 2867, 1604, 1519, 1495, 1467, 1453, 1402, 1385, 1351, 1327, 1288, 1262, 1246, 1205, 1111, 984, 939, 877, 841, 732, 696, 596, 552, 520, 504, 482, 458 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 0,80 (d, 6H, J = 6 Hz), 0,83 (d, 6H, J = 6 Hz), 1,09–1,14 (m, 2H), 1,38–1,44 (m, 2H), 1,64–1,70 (m, 2H), 3,37–3,55 (m, 12 H), 3,57 (s, 1H), 3,58–3,63 (m, 2H), 4,30 (d, 2H, J = 5,5 Hz), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,58 és δB: 4,61 (JAB = 13 Hz, 4H), 6,44 (s, 2H), 7,20–7,29 (m, 5H); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ (ppm) 22,51, 23,58, 24,79, 41,27, 47,19, 70,73, 70,93, 72,55, 75,04, 75,94, 104,58, 127,52, 127,70, 128,94, 138,38, 154,59, 158,91; MS: 515,34 (M+1)+; Elemanalízis C30H46N2O5-re számolt: C, 70,01; H, 9,01; N, 5,44; talált: C, 69,89; H, 9,13; N, 5,31. 93
B. Az (S,S)-55 klórpiridino-koronaéterből és in situ előállított lítium-benzilamidból (43. ábra, 59. oldal) Frissen desztillált benzil-amin (108 μl, 105,9 mg, 0,99 mmol) vízmentes THF-os oldatát (2 ml) –78 °C-ra hűtöttük, argon atmoszférában kevertettük. Ezután lassan becsepegtettük 2,36 M (faktorozott) BuLi hexános (0,38 ml, 0,90 mmol) oldatát. Miután a csepegtetést befejeztük, a reakcióelegyet további 1 órán át 0 °C-on kevertettük. Az így kapott oldatot egy csepegtetőtölcsérbe vittük, és 0 °C-on az (S,S)-55 (99 mg, 0,23 mmol) koronaéter vízmentes THF-os (2 ml) oldatába csepegtettük. Miután a csepegtetést befejeztük, a reakcióelegyet
további
2
órán
át
kevertettük
szobahőmérsékleten.
Az
illékony
komponenseket lepároltuk, a maradékot CH2Cl2-ban (30 ml) felvettük, és az oldatot vízzel (30 ml) mostuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal (3×20 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:20) eluens alkalmazásával. Termelés: 6% (6,9 mg), halványsárga olaj. Az így kapott (S,S)-63 makrociklus minden fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett a fenti (A) módszer termékével. 5.1.21. 1-Butil-1-[(4S,14S)-(+)-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]-3-(3-(trietoxiszilil)propil)karbamid
[(S,S)-64]
(44. ábra, 60. oldal) Az (S,S)-60 butilamino-piridino-koronaéter (511,6 mg, 1,29 mmol) és 3(trietoxiszilil)propil-izocianát (3,2 ml, 3,2 g, 12,9 mmol) elegyét bombacsőben hevítettük 5 napig 120 ºC-on. A nyersterméket oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk szilikagél tölteten frissen desztillált dimetoxietán (DME)–toluol (1:2) eluens alkalmazásával. Termelés: 36% (300 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,28 (szilikagél VRK, DME–toluol = 1:1); [ ] 25 D +3,6 (c 1,91 DME); IR (film) νmax 2967, 2925, 2105, 1718, 1686, 1598, 1561, 1517, 1458, 1388, 1259, 1192, 1165, 1075, 1015, 956, 872, 794, 687, 668, 664, 483, 464, 438, 404 cm-1; 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm) 0,54–0,65 (m, 2H), 0,89 (t, J=7,5 Hz, 3H), 1,18 (t, J=7 Hz, 9H), 1,22 (d, J=7 Hz, 6H), 1,27–1,35 (m, 2H), 1,47–1,65 (m, 4H), 3,11–3,23 (m, 2H), 3,43–3,63 (m, 12H), 3,70–3,74 (m, 2H), 3,77 és 3,80 (q, J=7 Hz, 6H), 3,83–3,87 (m, 2H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,76 és δB: 4,81 (JAB = 14 Hz, 4H), 7,10 (s, 2H); 13C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ (ppm) 7,89, 13,96, 17,15, 18,46, 20,16, 23,80, 30,96, 43,63, 48,77, 58,59, 70,75, 70,95, 74,37, 76,26, 76,81, 118,01, 156,19, 158,41, 161,17; MS 644,4 (M+1)+; 94
Elemanalízis C31H57N3O9Si-re számolt: C, 57,83; H, 8,92; N, 6,53; Si, 4,36; talált: C, 57,47; H, 8,97; N, 6,47; Si, 4,34. 5.1.22.
Metil
4-[(4S,14S)-(-)-4,14-dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1]
henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]-benzoát [(S,S)-65] A. Az (S,S)-59 triflátból kiindulva (47. ábra, 64. oldal) Az (S,S)-59 triflát (101,5 mg, 0,21 mmol), 4-(metoxikarbonil)fenilboronsav (42,5 mg, 0,24 mmol), Pd(PPh3)4 (6,2 mg, 0,005 mmol), finoman elporított, vízmentes K3PO4 (68,3 mg, 0,32 mmol) és finoman elporított, vízmentes KBr (28,1 mg, 0,24 mmol) frissen desztillált dioxános (6 ml) szuszpenzióját argon atmoszférában 85 °C-on kevertettük 5 órán keresztül. A dioxánt lepároltuk, és a maradékot toluolban (5 ml) felvettük. Ezt követően 25%-os vizes TMAH-dal (0,11 ml) és 30%-os vizes H2O2-dal (0,11 ml) 1 órán keresztül szobahőmérsékleten kevertettük, hogy a maradék boronsavat oxidáljuk, és vízoldható sóvá alakítsuk. A reakcióelegyet vízzel (5 ml) választótölcsérbe mostuk, a fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A szerves fázist vízzel (2×5 ml) mostuk, majd MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük, és bepároltuk. A maradékot oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk Al2O3 tölteten EtOH–toluol (1:80) eluens alkalmazásával. Termelés: 69% (68 mg), világosbarna olaj. Rf: 0,22 (Al2O3 VRK, EtOH–toluol = 1:40); [ ] 25 D -1,7 (c 1,21, CH2Cl2); IR (film) νmax 2863, 1721, 1602, 1577, 1552, 1435, 1396, 1371, 1351, 1314, 1276, 1185, 1104, 925, 887, 852, 818, 773, 721, 698, 672, 633, 592, 541, 490 cm-1; 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,13 (d, 6H, J = 6 Hz), 3,42–3,59 (m, 12H), 3,77–3,84 (m, 2H), 3,88 (s, 3H), 4,82 (s, 4H), 7,42 (s, 2H), 7,65 és 8,07 (AA’BB’ rendszer, 2×2H, J = 8Hz);
13
C NMR (75,5 MHz,
CDCl3) δ (ppm) 16,12, 51,25, 69,65, 69,84, 70,86, 72,94, 75,03, 117,37, 126,15, 127,40, 129,24, 142,08, 147,06, 158,34, 165,66; MS: 460,3 (M+1)+; Elemanalízis C25H33NO7-ra számolt: C, 65,34; H, 7,24; N, 3,05; talált: C, 65,12; H, 7,42; N, 2,81. B. Az (S,S)-58 jódszármazékból kiindulva (47. ábra, 64. oldal) Az (S,S)-65 észtert a fenti (A) módszerrel állítottuk elő (S,S)-58 jódpiridinokoronaéterből (45,8 mg, 0,10 mmol), 4-(metoxikarbonil)fenilboronsavból (20,1 mg, 0,11 mmol), Pd(PPh3)4-ból (2,9 mg, 0,003 mmol), finoman elporított, vízmentes K3PO4-ból (32,3 mg, 0,15 mmol) és finoman elporított, vízmentes KBr-ból (13,3 mg, 0,11 mmol) kiindulva frissen desztillált dioxán (1 ml) oldószerben. A nyersterméket a fenti módszerrel (A) 95
tisztítottuk. Termelés: 92% (42,6 mg), halványsárga olaj. Az így kapott (S,S)-65 makrociklus minden fizikai és spektroszkópiai adata megegyezett a fenti (A) módszer termékével. 5.1.23. 4-[(4S,14S)-(+)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]-benzoesav [(S,S)-66] (47. ábra, 64. oldal) Az (S,S)-65 észtert (100 mg, 0,22 mmol) feloldottuk MeOH-ban (1,9 ml), majd vizet (0,9 ml) és 25%-os vizes TMAH-ot (0,11 ml, 0,26 mmol) adtunk hozzá. Az így kapott reakcióelegyet 20 órán keresztül szobahőmérsékleten kevertettük, majd az illékony komponenseket lepároltuk. A maradékot vízben (2 ml) feloldottuk, és az oldat pH-ját AcOHval 5-re állítottuk be. Az elegyet EtOAc-tal (5 ml) választótölcsérbe mostuk, alaposan összeráztuk, és elválasztottuk a fázisokat. A vizes fázist EtOAc-tal (3×5 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük. Az illékony komponenseket lepároltuk, és az AcOH nyomokat toluol ismételt lepárlásával távolítottuk el. Termelés: 96% (93,1 mg), színtelen olaj. Rf: 0,22 (szilikagél VRK, 100% DME); [ ] 25 D +19,9 (c 1,86 MeOH); IR (film) νmax 3060, 2967, 2867, 1701, 1608, 1580, 1453, 1438, 1372, 1353, 1310, 1271, 1200, 1162, 1087, 1021, 1002, 925, 890, 851, 789, 774, 755, 722, 706, 694, 668, 540, 503, 491, 451 cm-1; 1H NMR (300 MHz, MeOH-d4) δ (ppm) 1,20 (d, 6H, J = 6 Hz), 3,46–3,55 (m, 12H), 3,79–3,89 (m, 2H), 4,85 (s, 4H), 7,69 (s, 2H), 7,85 és 8,15 (AA’BB’ rendszer, 2×2H, J = 8Hz);
13
C
NMR (75,5 MHz, MeOH-d4) δ (ppm) 17,30, 71,72, 71,95, 72,41, 75,52, 76,93, 120,26, 128,43, 130,21, 131,74, 133,28, 143,61, 150,45, 160,51; MS: 446,3 (M+1)+; Elemanalízis C24H31NO7-ra számolt: C, 64,70; H, 7,01; N, 3,14; talált: C, 64,68; H, 7,03; N, 3,07. 5.1.24.
4-[(4S,14S)-(-)-4,14-Dimetil-3,6,9,12,15-pentaoxa-21-azabiciklo[15.3.1] henejkoza-1(21),17,19-trién-19-il]-N-(3-(trietoxiszilil)propil)benzamid
[(S,S)-
67] (48. ábra, 64. oldal) Az (S,S)-66 karbonsavat (0,25 g, 0,56 mmol) argon atmoszférában 40 °C-on 3 órán keresztül frissen desztillált SOCl2-dal (1,36 ml, 2,29 g, 19,2 mmol) reagáltatva a megfelelő savkloriddá alakítottuk. Az illékony komponenseket lepároltuk, és a SOCl2 nyomokat toluol ismételt lepárlásával távolítottuk el. A fehér színű terméket vízmentes THF-ban feloldottuk (5 ml), majd frissen desztillált 3-(trietoxiszilil)propil-amin (TSPA) (136 μl, 130,6 mg, 0,59 96
mmol) vízmentes TEA (4,86 ml, 3,51 g, 34,6 mmol) és vízmentes THF (2 ml) oldószerekkel készült oldatát hozzácsepegtettük 0 °C-on. A reakcióelegyet szobahőmérsékletre hagytuk felmelegedni, és 19 órán keresztül kevertettük. Az illékony komponenseket lepároltuk, és frissen desztillált DME-t (5 ml) adtunk a maradékhoz. A tetrametilammónium-kloridot kiszűrtük, és a szűrletet bepároltuk. A maradékot oszlopkromatográfiás módszerrel tisztítottuk szilikagél tölteten frissen desztillált DME–toluol (3:1) eluens alkalmazásával. Termelés: 55% (200,3 mg), halványsárga olaj. Rf: 0,58 (szilikagél VRK, 100% DME); [ ]25 Hg ( 365) -2,0 (c 1,23, CH2Cl2); IR (film) νmax 3311, 2963, 2870, 1721, 1638, 1604, 1573, 1547, 1509, 1450, 1397, 1372, 1351, 1302, 1259, 1193, 1015, 924, 850, 796, 723, 696, 670, 666, 561, 542 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 0,73 (t, 2H), 1,20 (d, 6H), 1,23 (t, J = 7 Hz, 9H), 1,76–1,82 (m, 2H), 3,46–3,59 (m, 12H), 3,60–3,65 (m, 4H), 3,84 (q, J = 7 Hz, 6H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak δA: 4,86 és δB: 4,90 ; JAB = 13 Hz, 4H), 6,70 (széles s, 1H), 7,48 (s, 2H), 7,70 és 7,90 (AA’BB’ rendszer, 2×2H, J = 8 Hz);
13
C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ (ppm) 8,05,
17,31, 18,49, 23,06, 42,47, 58,73, 70,83, 71,02, 72,04, 74,12, 76,19, 118,61, 127,42, 128,77, 132,34, 141,60, 148,41, 159,42, 167,05; MS: 649,1 (M+1)+; Elemanalízis C33H52N2O9Si-re számolt: C, 61,08; H, 8,08; N, 4,32; talált: C, 60,92; H, 8,17; N, 4,14. 5.1.25. Az (S,S)-CSP-68 királis állófázis (45. ábra, 61. oldal) Az (S,S)-64 trietoxiszilil-végcsoportú piridino-koronaétert (98,5 mg, 0,15 mmol) vízmentes toluolban forraltuk (15 ml) argon atmoszférában 4 napig mechanikusan kevertetve HPLC minőségű szférikus szilikagéllel (Superspher® Si 60, Cat. No. 119609, Merck; átlagos szemcseátmérő: 4 μm) (1,2666 g). A szilikagélt kiszűrtük, majd mostuk 1:1 arányú EtOH– toluol eleggyel (3×15 ml), EtOH-lal (15 ml), 1:1 arányú MeOH–CH2Cl2 eleggyel (2×15 ml) és CH2Cl2-nal (3×15 ml). A szűrletet bepároltuk, és 31,5 mg sűrű olajat kaptunk. A kapott olaj forgatóképessége és spektroszkópiai adatai (IR, 1H NMR,
13
C NMR, MS) igazolták,
hogy az (S,S)-60 butilamino-szubsztituált piridino-koronaétert kaptuk, ami az (S,S)-64 koronaéter karbamid egységének erélyes körülmények között történő hidrolízisével keletkezett. Számításaink szerint 0,074 mmol koronaétert kötöttünk hozzá a szilikagélhez (0,058 mmol koronaéter/1 g CSP). A kötött koronaétert tartalmazó szilikagélt szárítószekrényben 80 °C-on 14 órán keresztül szárítottuk. Így kaptuk az (S,S)-CSP-68 királis állófázist (1,18 g). Egy kis mintát vettünk a HPLC minőségű szférikus szilikagélből, és 97
ugyanolyan körülmények között kezeltük, mint az előbbi királis állófázist. Az elemanalízis vizsgálatok a következő eredményt adták: C, 1,06; H, 1,32; N, 0,00. Az (S,S)-CSP-68 elemanalízis vizsgálatai pedig a következő eredményt adták: C, 3,03; H, 1,62; N, 0,33. Ez azt bizonyítja, hogy az (S,S)-CSP-68 grammonként 0,058 mmol (C%-ból számolva), 0,059 mmol (H%-ból számolva) és 0,058 mmol (N%-ból számolva) királis koronaétert tartalmazott. 5.1.26. Az (S,S)-CSP-68m módosított királis állófázis (46. ábra, 62. oldal) Frissen desztillált ecetsav-anhidrid (2,80 mol/l) és vízmentes TEA (2,55 mol/l) vízmentes DMF-os oldatát átengedtük az előbbi (S,S)-CSP-68 királis állófázissal (1,18 g) töltött HPLC oszlopon (150×4 mm) 40 °C-on 0,1 ml/perc áramlási sebességgel. Az acetilezést HPLC rendszer diódasoros detektorával (DAD) követtük. A detektor szerint a reakció 60 perc után lejátszódott. 5.1.27. Az (S,S)-CSP-69 királis állófázis (49. ábra, 65. oldal) Az (S,S)-67 trietoxiszilil-végcsoportú piridino-koronaétert (115,4 mg, 0,18 mmol) vízmentes toluolban (30 ml) forraltuk argon atmoszférában 20 órán keresztül mechanikusan kevertetve HPLC minőségű szférikus szilikagéllel (Superspher® Si 60, Cat. No. 119609, Merck; átlagos szemcseátmérő: 4 μm) (1,4723 g). A szilikagélt kiszűrtük, majd mostuk 1:1 arányú EtOH–toluol eleggyel (3×13 ml), EtOH-lal (13 ml), 1:1 arányú MeOH–CH2Cl2 eleggyel (2×13 ml) és CH2Cl2-nal (3×13 ml). A szűrletet bepárolva 34,0 mg sűrű olajat kaptunk. A kötött koronaétert tartalmazó szilikagélt szárítószekrényben 80 °C-on 14 órán keresztül szárítottuk. Így kaptuk az (S,S)-CSP-69 királis állófázist (1,3669 g). Egy kis mintát vettünk a HPLC minőségű szférikus szilikagélből, és ugyanolyan körülmények között kezeltük, mint az előbbi királis állófázist. Az utóbbiból felvett elemanalízis vizsgálatok a következő eredményt adták: C, 0,32; H, 1,28; N, 0,00. Az (S,S)-CSP-69 elemanalízis vizsgálatai pedig a következő eredményt adták: C, 1,79; H, 1,45; N, 0,13. Ez azt bizonyítja, hogy az (S,S)-CSP-69 grammonként 0,045 mmol (C%-ból számolva), 0,046 mmol (H%-ból számolva) és 0,046 mmol (N%-ból számolva) királis koronaétert tartalmazott.
98
5.1.28. Dimetil 4-(hidroximetil)piridin-2,6-dikarboxilát (71) (31. ábra, 47. oldal) A 71 hidroximetil-diésztert az irodalmi eljárás199 módosításával állítottuk elő. A Fe(ClO4)2·6H2O (4,64 g, 12,8 mmol) vizes (4,7 ml) oldatát és 30%-os vizes H2O2-ot (8 ml, 77,6 mmol) 0 °C-on 30 perc alatt becsepegtettük 70 diészter (2,5 g, 12,8 mmol), MeOH-os (7,5 ml) és 70%-os vizes perklórsavas (5,6 ml, 9,32 g, 64,9 mmol) keverékébe. A reakcióelegyet hagytuk szobahőmérsékletre felmelegedni, és ezen a hőmérsékleten kevertettük 3 órán keresztül. Az illékony komponenseket lepároltuk, majd telített Na2CO3 oldattal a pH-t 9-re állítottuk be. A vizes oldatot EtOAc-tal (3×30 ml) extraháltuk, majd az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A maradékot toluolból kristályosítottuk át. Termelés: 65% (1,87 g), fehér kristályok. Op: 158–159 °C (toluol) [irod.225 op: 154–158 °C (oszlopkromatográfiás módszerrel tisztították szilikagél tölteten EtOAc–petroléter (1:1) eluens alkalmazásával)]; Rf: 0,11 (szilikagél VRK; EtOAc–toluol 1:1). A kapott 71 hidroximetil-diészter spektroszkópiai adatai megegyeznek a szakirodalomban közölt199 adatokkal. 5.1.29. Dimetil 4-[(tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]piridin-2,6-dikarboxilát (72) (31. ábra, 47. oldal) A 71 hidroximetil-diészter (3,0 g, 13 mmol) és vízmentes DHP (5 ml, 4,62 g, 55 mmol) vízmentes CH2Cl2-os (8 ml) oldatába sós-jeges hűtés közben argon atmoszférában becsepegtettük egy csepp vízmentes piridint, majd a P2O5 tartalmú exszikkátorban 1 hétig szárított PPTS katalizátor (0,336 g, 1,3 mmol) vízmentes CH2Cl2-os (7 ml) oldatát. A reakcióelegyet fél órán keresztül 0 °C-on, 1 órán át szobahőmérsékleten, majd 24 órán keresztül forráshőmérsékleten kevertettük. Az elegyet választótölcsérbe mostuk CH2Cl2-nal (30 ml), és kiráztuk NaHCO3 5%-os vizes oldatával (30 ml), majd vízzel (2×30 ml). A szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A maradékot toluol–hexán oldószerkeverékből kristályosítottuk át. Termelés: 84% (3,38 g), fehér kristályok. Op: 78–80 °C (toluol–hexán); Rf: 0,88 (szilikagél VRK, EtOAc–toluol 1:1); IR (KBr) νmax 2954, 2930, 1743, 1719, 1605, 1442, 1391, 1330, 1323, 1270, 1244, 1213, 1202, 1194, 1180, 1159, 1136, 1128, 1113, 1073, 1044, 1036, 1025, 1015, 996, 971, 916, 872, 785, 735 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,55–1,73 (m, 3H), 1,73–1,86 (m, 2H), 1,86–1,95 (m, 1H), 3,47–3,58 (m, 1H), 3,83–3,88 (m, 1H), 3,99 (s, 6H), 4,60–4,63 (s, 1H), 4,71–4,74 99
(m, 1H), 4,89–4,92 (m, 1H), 8,27 (s, 2H);
13
C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ (ppm) 19,26,
25,40, 30,43, 55,31, 62,37, 66,75, 98,73, 126,14, 148,43, 151,35, 165,30; MS: 310,6 (M+1)+; Elemanalízis C15H19NO6-ra számolt: C, 58,25; H, 6,19; N, 4,53; talált: C, 57,98; H, 6,16; N, 4,34. 5.1.30. Dietil 4-bróm-2,6-piridindikarboxilát (74) (32. ábra, 48. oldal) A 74 bróm-diésztert irodalmi203 eljárás módosításával állítottuk elő. Egy visszafolyó hűtővel, argon bevezetéssel és csepegtetőtölcsérrel ellátott gömblombikban erőteljesen kevertettük a Br2 (3,8 ml, 74,5 mmol) vízmentes CHCl3-os (38 ml) oldatát. Ebbe az oldatba frissen desztillált PBr3-ot (8,4 ml, 89,5 mmol) csepegtettünk be 0 °C-on. A kevertetést 5 percig 0 °C-on végeztük, így PBr5-ot kaptunk. Kelidámsavat (73) (5,0 g, 25 mmol) adtunk a reakcióelegyhez, és a kevertetést 5 percig folytattuk szobahőmérsékleten, majd argon atmoszférában egy éjszakán keresztül forráshőmérsékleten. Ezután 0 °C-ra hűtöttük, és vízmentes EtOH-t (300 ml) adtunk hozzá. Ezután 1,5 órai kevertetés után a reakcióelegyet bepároltuk. A maradékot jeges vízzel (100 g) eldörzsöltük, majd a fehér kristályokat kiszűrtük. A száraz nyersterméket diizopropil-éterből kristályosítottuk át. Termelés: 50% (11,4 g), fehér kristályok. Op: 95–96 °C (diizopropil-éter) (irod.203 op: 95–96 °C (hexán)); Rf: 0,39 (szilikagél VRK, aceton–hexán 1:2). A 74 bróm-diészter spektroszkópiai adatai megegyeznek a szakirodalomban közölt203 adatokkal. 5.1.31. Dimetil 4-klór-2,6-piridindikarboxilát (75) (32. ábra, 48. oldal) Egy visszafolyó hűtővel, argon bevezetéssel és csepegtetőtölcsérrel ellátott gömblombikban argon atmoszférában 29 dimetil-kelidamát (3,0 g, 14,2 mmol) vízmentes CHCl3-os (30 ml) oldatába 0 °C-on először vízmentes DMF-ot (2 csepp), majd frissen desztillált SOCl2-ot (10,4 ml, 142 mmol) csepegtettünk be. A reakcióelegyet 0 °C-on 10 percig, majd 2 napig forráshőmérsékleten kevertettük. Az illékony komponenseket lepároltuk. A maradékhoz CH2Cl2-t és NaHCO3 10%-os vizes oldatát (30 ml mindkettőből) adtunk. A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A szerves fázist vízzel (2×30 ml) mostuk, majd MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A maradékot MeOH-ból kristályosítottuk át. Termelés: 91% (2,97 g), színtelen tűkristályok. 100
Op: 139–141 °C (MeOH) (irod.204 op: 139–140 °C (MeOH)); Rf: 0,54 (szilikagél VRK, MeOH–toluol 1:4). Az így kapott 75 klór-diészter spektroszkópiai adatai megegyeztek a szakirodalomban közölt204 adatokkal. 5.1.32. {4-[(Tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]piridin-2,6-diil}dimetanol (77) (33. ábra, 49. oldal) A 72 diészter (1,50 g, 4,85 mmol) vízmentes EtOH-os (15 ml) oldatába 0 °C-on 5 részletben NaBH4-ot (0,887 g, 23,44 mmol) adagoltunk, majd a reakcióelegyet 0 °C-on 1 órán át, szobahőmérsékleten további 1 órán keresztül, majd forráshőmérsékleten 24 órán át kevertettük. A reakcióelegyhez acetont (18 ml) adtunk, és további 1 órán keresztül forráshőmérsékleten kevertettük. Az illékony komponenseket lepároltuk, és a viaszos maradékhoz K2CO3 telített vizes oldatát (15 ml) adtunk, és az így kapott reakcióelegyet 1 órán keresztül forráshőmérsékleten kevertettük. Az elegyről a vizet lepároltuk, majd a maradékot telített sós vízzel (30 ml) és CH2Cl2-nal (40 ml) választótölcsérbe mostuk. A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal (3×30 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük és bepároltuk. A maradékot diizopropil-éterből kristályosítottuk át. Termelés: 61% (0,75 g), fehér kristályok. Op: 69–70 °C (diizopropil-éter); Rf: 0,14 (szilikagél VRK, 100% EtOAc); IR (KBr) νmax 3358, 2940, 2851, 1612, 1570, 1440, 1388, 1350, 1323, 1261, 1201, 1183, 1121, 1075, 1031, 978, 921, 904, 866, 810, 730, 668, 645, 570, 545, 447, 429 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,57–1,64 (m, 3H), 1,68–1,72 (m, 1H), 1,76–1,81 (m, 1H), 1,86–1,90 (m, 1H), 3,55–3,57 (m, 1H), 3,85–3,90 (m, 1H), 4,27 (s, 2H, eltűnik D2O-val rázva), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA: 4,37 és δB: 4,95 (JAB =14 Hz, 2H), 4,71 (t, 1H), 4,75 (s, 4H), 7,22 (s, 2H);
13
C NMR (125 MHz, CDCl3) δ (ppm) 19,23,
25,28, 30,37, 62,29, 64,24, 67,13, 98,41, 117,50, 149,97, 158,75; MS: 253,9 (M+1)+; Elemanalízis C13H19NO4-ra számolt: C, 61,64; H, 7,56; N, 5,53; talált: C, 61,29; H, 7,75; N, 5,49. 5.1.33. 4-Bróm-2,6-piridindimetanol (78) (33. ábra, 49. oldal) A 78 bróm-diolt irodalmi205 módszer módosításával állítottuk elő. A 74 bróm-diészter (5,0 g, 16,5 mmol) vízmentes EtOH-os (130 ml) oldatába 5 részletben NaBH4-ot (3,33 g, 88 101
mmol) adagoltunk be 0 °C-on, majd 1 órán át ezen a hőmérsékleten, további 1 órán keresztül szobahőmérsékleten, majd 24 órán át forráshőmérsékleten kevertettük. A reakcióelegyhez acetont (100 ml) adtunk, és további 1 órán keresztül forráshőmérsékleten kevertettük. Az illékony komponenseket lepároltuk, és a viaszos maradékhoz Na2CO3 telített vizes oldatát adtunk, és 1 órán keresztül forráshőmérsékleten kevertettük. A vizet lepároltuk, majd a maradékot vízből átkristályosítottuk. Termelés: 85% (3,04 g), fehér kristályok. Op: 158–160 °C (víz) (irod.205 op: 162–164 °C (aceton)); Rf: 0,34 (szilikagél VRK, aceton–hexán 1:1). A 78 bróm-diol spektroszkópiai adatai megegyeznek a szakirodalomban közölt205 adatokkal. 5.1.34. 4-Klór-2,6-piridindimetanol (79) (33. ábra, 49. oldal) A 79 klór-diolt az irodalmi206 módszer módosításával, a 78 bróm-diolnál leírtak szerint állítottuk elő 75 klór-diészterből (12,88 g, 56,1 mmol), NaBH4-ból (11,33 g, 300 mmol) és vízmentes EtOH-ból (360 ml) kiindulva. Termelés: 67% (6,52 g), fehér kristályok. Op: 134–136 °C (víz) [irod.206 op: 134–135 °C (a vizes oldatból folyamatos folyadékfolyadék extrakcióval CHCl3-mal nyerték ki tisztán)]; Rf: 0,16 (szilikagél VRK, aceton– hexán 1:2). A 79 klór-diol spektroszkópiai adatai megegyeznek a szakirodalomban közölt206 adatokkal. 5.1.35. 4-Metoxi-2,6-piridindimetanol (80) (33. ábra, 49. oldal) A 80 metoxi-diolt a 78 bróm-diolnál leírtak szerint állítottuk elő 76 metoxi-diészterből (5,19 g, 23 mmol), NaBH4-ból (2,7 g, 71 mmol) és vízmentes EtOH-ból (40 ml) kiindulva. A nyersterméket CHCl3-ból kristályosítottuk át. Termelés: 62% (2,43 g), fehér kristályok. Op: 125–127 °C (CHCl3) [irod.207 op: 121–122 °C (a vizes oldatból folyamatos folyadék-folyadék extrakcióval CHCl3-mal nyerték ki tisztán)]; Rf: 0,46 (szilikagél VRK, MeOH–CH2Cl2 1:5).
A
80
metoxi-diol
spektroszkópiai
adatai
megegyeznek
a
szakirodalomban közölt207 adatokkal.
102
5.1.36.
4-{[(Tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)metil]piridin-2,6-diil}bisz(metilén)
bisz(4-
metilbenzolszulfonát) (81) (33. ábra, 49. oldal) A 77 diol (0,54 g, 2,14 mmol), CH2Cl2 (9 ml) és KOH 40%-os vizes oldatának (12 ml) elegyét 0 °C-on kevertettük, és a reakcióelegybe TsCl (0,92 g, 4,80 mmol) CH2Cl2-os (3 ml) oldatát csepegtettük. A reakcióelegyet 0 °C-on 1 órán át, majd szobahőmérsékleten 24 órán keresztül kevertettük. Ezt követően azt választótölcsérbe mostuk vízzel és CH2Cl2-nal (20 ml mindkettőből). A fázisokat alaposan összeráztuk, és elválasztottuk. A vizes fázist CH2Cl2-nal (3×30 ml) extraháltuk. Az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük, és bepároltuk. Termelés: 83% (1,00 g), halványsárga olaj. Rf: 0,70 (szilikagél VRK, MeOH–toluol 1:3); IR (film) νmax 2946, 2870, 1613, 1598, 1572, 1453, 1358, 1307, 1292, 1201, 1189, 1173, 1122, 1095, 1076, 1034, 995, 937, 904, 869, 834, 812, 776, 746, 705, 662, 608, 552, 543, 431 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm) 1,56–1,68 (m, 3H), 1,68–1,76 (m, 1H), 1,76–1,84 (m, 1H), 1,84–1,95 (m, 1H), 2,45 (s, 6H), 3,53–3,61 (m, 1H), 3,84–3,90 (m, 1H), a diasztereotóp benzil típusú protonok AB kvartettet adtak: δA 4,34 és δB: 4,90 (JAB =14 Hz, 2H), 4,68–4,72 (m, 1H), 5,07 (s, 4H), 7,33 (s, 2H), 7,34 (d, J=7 Hz, 4H), 7,81 (d, J=7 Hz, 4H); 13C NMR (75,5 MHz, CDCl3) δ (ppm) 19,42, 21,83, 25,49, 30,54, 62,47, 67,03, 71,42, 98,62, 119,79, 128,25, 130,01, 130,10, 132,90, 145,33, 150,63, 153,65; MS: 563,0 (M+1)+; Elemanalízis C27H31NO8S2-re számolt: C, 57,74; H, 5,56; N, 2,49; S: 11,42; talált: C, 57,50; H, 5,63; N, 2,58; S: 11,38. 5.1.37. 4-Bróm-2,6-bisz[(p-tolilszulfonil)oximetil]piridin (82) (33. ábra, 49. oldal) A 82 bróm-ditozilátot ugyanazzal a módszerrel állítottuk elő, mint az előbbi 81 THPditozilátot, 78 bróm-diolból (1,0 g, 4,57 mmol), TsCl-ból (1,83 g, 9,59 mmol) kiindulva, CH2Cl2 és KOH 40%-os vizes oldatának keverékében (50 ml mindkettőből). Termelés: 87% (2,1 g), fehér kristályok. Op: 110–111 °C (CH2Cl2–MeOH) (irod.208 op: 110–111 °C (CH2Cl2–hexán)); Rf: 0,28 (szilikagél VRK, aceton–hexán 1:2). A 82 bróm-ditozilát spektroszkópiai adatai megegyeznek a szakirodalomban közölt208 adatokkal.
103
5.1.38. 4-Klór-2,6-bisz[(p-tolilszulfonil)oximetil]piridin (83) (33. ábra, 49. oldal) A 83 klór-ditozilátot ugyanazzal a módszerrel állítottuk elő, mint az előbbi 81 THPditozilátot, 79 klór-diolból (1,0 g, 5,76 mmol), TsCl-ból (2,31 g, 12,1 mmol) kiindulva, CH2Cl2 és KOH 40%-os vizes oldatának (60 ml mindkettőből) keverékében. A nyersterméket CH2Cl2–MeOH oldószerkeverékből kristályosítottuk át. Termelés: 92% (2,22 g), fehér tűkristályok. Op: 101 °C (CH2Cl2–MeOH); Rf: 0,47 (szilikagél VRK, aceton–hexán 1:2); IR (KBr) νmax 3024, 2923, 2853, 1600, 1592, 1582, 1450, 1371, 1361, 1188, 1175, 1027, 939, 851, 812, 670, 607, 558, 549, 543, 535 cm-1; 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 2,45 (s, 6H), 5,03 (s, 4H), 7,29 (s, 2H), 7,35 (d, J=8,0 Hz, 4H), 7,81 (d, J=8,0 Hz, 4H);
13
C NMR (125 MHz,
CDCl3) δ 21,8, 70,7, 121,7, 128,2, 130,2, 132,8, 145,6, 146,3, 155,4; MS: 481,0 (M+1)+; Elemanalízis C21H20ClNO6S2-ra számolt: C, 52,33; H, 4,18; Cl, 7,36; N, 2,91; S, 13,31; talált: C, 52,05; H, 3,93; Cl, 7,38; N, 2,84; S, 12,40. 5.1.39. 4-Metoxi-2,6-bisz[(p-tolilszulfonil)oximetil]piridin (84) (33. ábra, 49. oldal) A 84 metoxi-ditozilátot ugyanazzal a módszerrel állítottuk elő, mint az előbbi 81 THP-ditozilátot, 80 metoxi-diolból (2,43 g, 14,4 mmol), TsCl-ból (7,39 g, 38,99 mmol) kiindulva, CH2Cl2 és KOH 40%-os vizes oldatának keverékében (120 ml mindkettőből). A nyersterméket CH2Cl2–MeOH oldószerkeverékből kristályosítottuk át. Termelés: 78% (7,06 g), fehér kristályok. Op: 77–78 °C (CH2Cl2–MeOH) (irod.202 op: 77–78 °C (ClCH2CH2Cl–MeOH)); Rf: 0,37 (szilikagél VRK, aceton–hexán 1:2). A 84 metoxi-ditozilát spektroszkópiai adatai megegyeznek a szakirodalomban közölt202 adatokkal. 5.1.40. 4-Bróm-2,6-bisz(brómmetil)piridin (85) (33. ábra, 49. oldal) A 85 tribrómszármazékot az irodalmi205 módszer módosításával állítottuk elő. A 78 bróm-diol (1,0 g, 4,57 mmol) vízmentes dietil-éteres (50 ml) szuszpenziójához 0 °C-on frissen desztillált PBr3-ot (0,65 ml, 6,86 mmol) csepegtettünk. Ezután a reakcióelegyet fél órán át szobahőmérsékleten, majd 4 órán keresztül forráshőmérsékleten kevertettük. Szobahőmérsékletre való hűtés után a reakcióelegy pH-ját 7-re állítottuk be NaHCO3 5%-os 104
vizes oldatával. A vizes fázist dietil-éterrel extraháltuk (3×30 ml), majd az egyesített szerves fázist MgSO4 felett szárítottuk, szűrtük, bepároltuk. A nyersterméket CH2Cl2–MeOH oldószerkeverékből kristályosítottuk át. Termelés: 48% (0,75 g), fehér kristályok. Op: 125–126 °C (CH2Cl2–MeOH) (irod.205 op: 128–129 °C (CH2Cl2–hexán)); Rf: 0,48 (szilikagél VRK, aceton–hexán 1:2). A 85 tribrómszármazék spektroszkópiai adatai megegyeznek a szakirodalomban közölt205 adatokkal.
105
5.2.
A királis állófázisok HPLC körülmények között történő alkalmazása A HPLC vizsgálatoknál alkalmazott HPLC berendezés típusa: VWR HITACHI ELITE
LaChrom Pump L-2310, Autosampler L2200, Column Oven L-2300, Diode Array Detector L-2450, Organizer. Vizsgálataink során EZChrom ELITE vezérlő és kiértékelő szoftvert használtunk. Az oszloptöltést a ChiroQuest Kft. munkatársa, Varga Gábor végezte el 500 bar nyomáson, Haskel pumpával zagytöltés módszerrel. A töltet alapanyaga Superspher® (Si 60, Cat. No. 119609, Merck) a normál fázisú oszlopkromatográfiában használt gömb alakú HPLC szilikagél szorbens, melynek geometriai paraméterei: 4 μm-es részecskeméret, és 60 Å pórusátmérő. Az oszlop hossza 150 mm, átmérője 4 mm, anyaga rozsdamentes acél. A kromatográfiás vizsgálatokhoz az oldódási és az UV-elnyelési tulajdonságoktól függően a vendégmolekulákból 1–5 mg/ml-es koncentrációjú metanolos oldatokat készítettünk. A felhasznált vendégmolekulák (1-NEA, 2-NEA, Br-PEA és NO2-PEA) rendelkezésünkre álltak enantiomertiszta formában is. Ezekből az (S,S)-CSP-68 és (S,S)-CSP-68m királis állófázisok vizsgálata esetén R:S 2:1 arányú keverékeket készítettünk, és az intenzitás-arányokból állapítottuk meg, hogy milyen sorrendben eluálódtak az enantiomerek. Izokratikus elúciót alkalmaztunk acetonitril–metanol 7:3 arányú keverékével 0,05% hangyasav, illetve 0,2% trietil-amin módosítók jelenlétében. Az 1-NEA, 2-NEA és a NO2-PEA detektálásánál 280 nm hullámhosszon vizsgáltunk, 4 nmes intervallumon, a Br-PEA esetén 230 nm hullámhosszon, 2 nm-es intervallumon. Az (S,S)-CSP-69 esetén is izokratikus elúciót alkalmaztunk acetonitril–metanol 1:4 arányú keverékével 0,2% hangyasav, illetve 0,1% trietil-amin módosítók jelenlétében. Az 1NEA és a 2-NEA esetén R:S 2:1 arányú keverékeket készítettünk. A NO2-PEA esetén ez az arány 2:1 volt, a Br-PEA esetén pedig racemátot használtunk, így ebben az esetben a Br-PEA tiszta enantiomerjeinek beinjektálásával tudtuk megállapítani az elúciós sorrendet. Az 1NEA, 2-NEA detektálásánál 274 nm hullámhosszon vizsgáltunk, 4 nm-es intervallumon, a NO2-PEA-nál 260 nm hullámhosszon, 4 nm-es intervallumon, a Br-PEA esetén 220 nm hullámhosszon, 2 nm-es intervallumon. Minden esetben 25 °C-os kolonnahőmérsékletet, és 1 ml/perc áramlási sebessséget alkalmaztunk. Az injektálási térfogat 2 μl volt.
106
6.
ÖSSZEFOGLALÁS Doktori munkám célja volt a piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált
enantiomertiszta piridino-18-korona-6-éterek szintézise. Célunk volt továbbá a piridingyűrű 4-es helyzetében nitrogén-, illetve szénatomon át kapcsolódó karral szilikagélhez kötött új piridino-koronaéter alapú királis állófázisok előállítása, illetve azok alkalmazása protonált primer aralkilaminok enantiomerjeinek elválasztására. Dolgozatomban huszonhat vegyület új, köztük huszonkét enantiomertiszta és négy akirális. Ezenkívül kilenc ismert vegyület új eljárással történő előállítását is leírtam. A piridingyűrű 4-es helyzetében nitrogén-, illetve szénatomon át kapcsolódó trialkoxiszilil-végcsoportú
oldalkar
beépítéséhez
a
piridingyűrű
4-es
helyzetében
szintetikusan könnyen átalakítható funkciós csoporttal, mint például halogénatommal, trifluormetilszulfoniloxi-, ciano-, hidroximetil-, formil-, alkoxicsoporttal szubsztituált piridino-koronaétereket szintetizáltunk. A ligandumok szintézisénél kétféle stratégiát követtünk: 1)
A piridingyűrű 4-es helyzetében még a makrociklizációs lépés előtt kialakítottuk a
megfelelő könnyen átalakítható szubsztituenst, és a kapott, a piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált
piridin-2,6-dimetanol-ditozilát,
illetve
a
megfelelő
dialkil-szubsztituált
tetraetilénglikol makrociklizációs reakciójában nyertük a megfelelő piridino-koronaéterszármazékokat. A kereskedelemből könnyen beszerezhető, viszonylag olcsó alapanyagokból (aceton, dietil-oxalát,
fém
nátrium,
etanol)
kiindulva
az
irodalminál
egyszerűbb
vagy
környezetkímélőbb eljárásokat alkalmazva jutottunk a piridingyűrű 4-es helyzetében hidroximetil-csoporttal (71), halogénatommal- (74, 75), illetve metoxicsoporttal (76) szubsztituált piridin-2,6-diészterekhez. A hidroximetil-csoportnak a piridingyűrű 4-es helyzetébe történő regioszelektív bevitelénél alkalmazott Fenton típusú reakciónál a 30%-os kénsavat 70%-os perklórsavra, illetve a vas-szulfátot vas-perklorátra cserélve az irodalmi módszerhez
képest
jelentős
termelésjavulást
értünk
el.
A
hidroximetil-csoportot
tetrahidropiranil-csoporttal (THP) láttuk el (72), mert ez volt a legalkalmasabb a további erős bázikus körülményeket igénylő lépéseknél. A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált piridin-2,6-diésztereket nátrium-tetrahidrido-boráttal a 77–80 diolokká redukáltuk, majd az 107
irodalmi módszertől eltérve izoláltuk. A 79 klór-diol és a 80 metoxi-diol tisztításánál az irodalomban alkalmazott időigényes folyamatos extrakciót átkristályosítással váltottuk ki. X
RO2 C
N
X
CO2 R
70 : X=H, R=Me R=Me 71: X=CH 2OH, 72: X=CH 2OTHP, R=Me 74: X=Br, R=Et 75 : X=Cl, R=Me 76: X=OMe, R=Me
77 78 79 80
HOH 2 C
N
CH2 OH
77: X=CH 2OTHP 78: X=Br 79: X=Cl 80: X=OMe
X
YH 2C
N
X
CH2 Y
81 : X=CH2OTHP, Y=OTs 82 : X=Br, Y=OTs 83: X=Cl, Y=OTs 84: X=OMe, Y=OTs 85: X=Br, Y=Br
+ HO R
O
OH 3 R
(S,S)-86: R=Me (S,S)- 87 : R=iBu
N R
O
O
R
O
O O
(S,S)-49: X=CH 2OTHP, R=Me R=Me (S,S)-50: X=CH 2OH, (S,S)- 51 : X=CHO, R=Me (S,S)-52: X=COOH, R=Me (S,S)-53: X=OMe, R=Me (S,S)- 54 : X=Cl, R=Me (S,S)-55: X=Cl, R=iBu (S,S)-56: X=Br, R=Me [82-ből, ill. 85-ből] (S,S)-57: X=Br, R=iBu
I. ábra Az enantiomertiszta piridino-koronaéterek előállítása makrociklizációval
A fenti diolokat a piridingyűrű 2-es és 6-os helyzetében lévő benzil típusú metiléncsoportokon jó kilépőcsoportokkal rendelkező származékokká alakítottuk. Így jutottunk a 81–84 ditozilátokhoz, illetve a 85 biszbrómmetil-származékhoz, melyeknek az (S,S)-86, illetve az (S,S)-87 dialkil-szubsztituált tetraetilénglikolokból erős bázissal képzett biszalkoxidokkal való makrociklizációs reakciójában az (S,S)-49 THP-védett hidroximetilcsoporttal, az (S,S)-53 metoxicsoporttal, illetve az (S,S)-54–(S,S)-57 halogénatommal szubsztituált piridino-koronaétereket nyertük. A piridingyűrű 4-es helyzetében brómatomot, a kiralitáscentrumokon metilcsoportot tartalmazó (S,S)-56 piridino-koronaétert egyrészt a 82 bróm-ditozilátból, másrészt a 85 tribrómszármazékból is előállítottuk. Mivel a tozilátból kiindulva jobb termelést értünk el, mint a tribrómszármazék esetén, ezért megállapítottuk, hogy érdemesebb a diolokat ditozilátokká alakítani. A makrociklizációs reakcióban minden esetben a dialkil-szubsztituált tetraetilénglikolok kiralitáscentrumain lévő izobutilcsoport esetén tudtunk elérni jobb termelést, mint metil-szubsztituens esetén (I. ábra). Az (S,S)-49 makrociklus tetrahidropiranil-csoportjának eltávolításával (S,S)-50 hidroximetil-csoporttal szubsztituált származékhoz jutottunk. Utóbbi Swern-oxidációjával az 108
(S,S)-51 aldehidet, majd további oxidációval az (S,S)-52 karbonsavat kaptuk. Az (S,S)-52 karboxilcsoporttal szubsztituált piridino-koronaéter egy királis állófázis fontos prekurzora. 2)
Másik szintézisstratégiánk szerint az irodalomban ismert, a makrogyűrűben a
kiralitáscentrumokon dimetil-szubsztituált (S,S)-19 piridino-koronaétert (II. ábra), illetve az (S,S)-88 dimetil-szubsztituált, és az (S,S)-89 diizobutil-szubsztituált piridono-koronaétereket állítottuk elő, majd ezután ezekből állítottuk elő a piridingyűrű 4-es helyzetében a könnyen átalakítható funkciós csoportokat hordozó makrociklusokat (III. ábra). Ezzel a szintézisstratégiával a piridingyűrű 4-es helyzetében halogénatommal szubsztituált piridinokoronaéterek szintézisét jobb össztermeléssel végeztük, mint amikor a halogénatomot a piridingyűrű 4-es helyzetébe a gyűrűzárás előtt vittük be. Az (S,S)-54 klórpiridino-koronaéterből többszöri átkristályosítás után sikerült egykristályt növesztenünk. A röntgendiffrakciós analízis alapján egyértelműen kiderült, hogy az (S,S)-54 makrociklus kristályos formában nem komplexált vizet annak ellenére, hogy néhány hasonló piridino-koronaéter-származék, amelyet az (S,S)-54 koronaéterből állítottak elő, az elemi analízis vizsgálatok szerint vízkomplexet adtak. Az (S,S)-19 piridino-koronaétert (S,S)-46 N-oxiddá oxidáltuk, majd (S,S)-47 Nmetoxi-származékká
alakítottuk,
hogy
a
piridingyűrű
4-es
helyzetében
nukleofil
szubsztitúcióra képes piridino-koronaétert kapjunk. Utóbbit nátrium-cianiddal reagáltatva (S,S)-48 cianidhoz jutottunk (II. ábra). CN
N Me
O
O
O
O O (S,S)-19
Me
Me
O
N+ O-
O
O O
O (S,S)-46
Me
Me
O
MeSO 4N+ OMe O Me
O
O
N Me
O
O
O
Me
O
O
O
(S,S)-47
(S,S)-48
II. ábra A piridingyűrű 4-es helyzetében cianocsoporttal szubszituált piridino-koronaéter előállítása
Az (S,S)-54–(S,S)-56 halogénatommal szubsztituált piridino-koronaétereket az (S,S)88 dimetil-szubsztituált, és az (S,S)-89 diizobutil-szubsztituált piridono-koronaéterekből állítottuk elő. Az (S,S)-54 és (S,S)-55 klórszármazékokat butil-aminnal, illetve benzil-aminnal bombacsőben reagáltatva butilamino-csoporttal- [(S,S)-60, (S,S)-61], illetve benzilaminocsoporttal [(S,S)-62, (S,S)-63] szubsztituált makrociklusokat szintetizáltunk. Az (S,S)-60– (S,S)-63 szekunder aminok új piridino-koronaéter alapú királis állófázisok prekurzorai 109
lehetnek. Közülük a legjobb össztermeléssel előállítható (S,S)-60 butilamino-származékot 3(trietoxiszilil)propil-izocianáttal
reagáltatva
a
trietoxiszilil-végcsoportú
(S,S)-64
szelektormolekulához jutottunk (III. ábra). Bu
NHR'
N R
O
R
Me
O
O
R
O
N H
O
(S ,S)-60: (S ,S)-61: (S ,S)-62: (S ,S)-63:
X
O
O
O O
CONH(CH 2) 3Si(OEt) 3
N O
O
N
Me
O O
R=Me, R= iBu, R=Me, R= iBu,
R'=Bu [(S,S )-54-ből] R'=Bu [(S,S)-55-ből] R'=Bn [(S,S )-54-ből] R'=Bn [(S,S)-55-ből]
(S,S)-64 [(S,S)-60-ból]
N O
R
R
O
O
O
O
R COOR''
CONH(CH2 )3 Si(OEt)3
O
O (S,S )-88: R=Me (S,S )-89: R=iBu
O
(S,S)-54: X=Cl, R=Me (S,S)-55: X=Cl, R=iBu (S,S)-56 : X=Br, R=Me (S,S )-59 : X=OTf, R=Me (S,S)-58 : X=I, R=Me
N Me
O
N O
O
Me
Me
O
O
O
O (S ,S)-65: R''=Me[(S,S)-59-ből, ill. (S ,S)-58-ból] (S ,S)-66: R''=H
O
Me
O O
(S,S)-67 [(S,S)-66-ból]
III. ábra A trietoxiszilil-végcsoportú makrociklusok szintézise
A piridino-koronaéter piridingyűrűjének 4-es helyzetében szénatomon át kapcsolódó oldalkar kialakításához szén–szén kapcsolási reakciót kellett végeznünk. Először az (S,S)-88 piridono-koronaétert (S,S)-59 trifláttá alakítottuk. Utóbbi triflát és a belőle előállított (S,S)-58 jodid alkalmas elektrofilnek bizonyult a megfelelő Suzuki-reakcióhoz. Az (S,S)-65 észtert az (S,S)-58 jodidból jobb termeléssel lehetett szintetizálni, mint az (S,S)-59 triflátból kiindulva, de az össztermelés jobb volt az utóbbi esetben. Az (S,S)-65 észter funkciójának hidrolízisével kapott (S,S)-66 karbonsav tionil-kloriddal történt savkloriddá alakítása után utóbbit 3(trietoxiszilil)propil-aminnal reagáltatva a trietoxiszilil-végcsoportot tartalmazó (S,S)-67 amidot kaptuk (III. ábra). Az (S,S)-64, illetve az (S,S)-67 trietoxiszilil-végcsoportú piridino-koronaétereket szférikus HPLC minőségű szilikagélhez kovalens kötéssel rögzítve az (S,S)-CSP-68, illetve az (S,S)-CSP-69 piridino-koronaéter alapú királis állófázisokhoz jutottunk (IV. ábra).
110
Az (S,S)-64 szelektormolekula szilikagélhez történő rögzítésekor alkalmazott erélyes körülmények miatt a karbamid egységek egy része elhidrolizált, így a szilikagél felületén szabad aminopropil-csoportokat is tartalmazó királis állófázist [(S,S)-CSP-68] kaptunk. Az aminopropil-csoportokat a HPLC oszlopon átengedett ecetsav-anhidriddel acetileztük, így az (S,S)-CSP-68m módosított királis állófázishoz jutottunk (IV. ábra). O Si O O
H2 N
Bu
N
OEt Si OEt OEt
N H
Bu
N
O
O Si O O
N H
Bu
O
O
O
Me
Me
O
O
O
O
N
Me
Me
O
O
O
O
O
(S ,S)-64
(S,S)-CSP-68
(S,S)-CSP-68m
O CONH(CH2)3 Si O O
CONH(CH 2) 3Si(OEt)3
N
szférikus HPLC szilikagél
N O
O
Me
O
O
O
O Si O O
N H
O
Me
szf érikus HPLC szilikagél
N
N
N Me
szf érikus HPLC szilikagél
O
O
O Si O O
AcHN
Me
Me
O
O
O
O
Me
O
O
O
(S ,S)-67
(S,S)-CSP-69
IV. ábra Az új piridino-koronaéter alapú királis állófázisok előállítása
A doktori munkám során előállított királis állófázisokat [(S,S)-CSP-68, (S,S)-CSP68m, (S,S)-CSP-69] négy különböző vendégmolekula (1-NEA, 2-NEA, Br-PEA, NO2-PEA) enantiomerjeinek elválasztására alkalmaztuk. Minden esetben az (S)-enantiomernek volt kisebb a retenciós ideje, mint az antipódjának. Tehát mindhárom királis állófázis heterokirális preferenciát
mutatott.
Az
enantiomer-elválasztás
minden
esetben
az
1-NEA
vendégmolekulára volt a legsikeresebb. Az (S,S)-CSP-68 királis állófázissal egyedül az 1-NEA enantiomerjeit tudtuk szétválasztani elfogadható (Rs>1,5) felbontással, a többi analit esetén a szilikagél felületén lévő szabad aminopropil-csoportok csúcsszélesedést okoztak. Az (S,S)-CSP-68m módosított királis állófázissal a vizsgált analitoknál (1-NEA, a BrPEA és a NO2-PEA) sokkal hatékonyabb elválasztást sikerült elérnünk, mint (S,S)-CSP-68 111
alkalmazásával. Az (S,S)-CSP-68m királis állófázissal az 1-NEA enantiomerjeinél jobb felbontást tudtuk elérni, mint az irodalomban eddig ismert királis HPLC állófázisok [(R,R)CSP-28; (S,S)-CSP-39] esetén. A 2-NEA enantiomerjeinek elválasztásánál az (S,S)-CSP-68m királis állófázissal alapvonalelválást sikerült elérnünk, de az irodalmi [(S,S)-CSP-39] elválasztási hatékonyságot nem sikerült megközelítenünk. Az (S,S)-CSP-69 királis állófázissal mind az eddig közölt piridino-koronaéter alapú királis állófázisokhoz, mind az (S,S)-CSP-68-hoz, és az (S,S)-CSP-68m-hez viszonyítva hatékonyabb enantiomer-elválasztást értünk el. Ez valószínűleg a gazdamolekula aril-piridin egysége és a vendégmolekulák aromás gyűrűi között megnövekedett π–π vonzó kölcsönhatásnak köszönhető. A kromatográfiás vizsgálatokat összefoglalva megállapíthatjuk, hogy a három új királis állófázis [(S,S)-CSP-68, (S,S)-CSP-68m, (S,S)-CSP-69] alkalmas protonált primer aminok enantiomerjeinek elválasztására. Az (S,S)-CSP-68m és az (S,S)-CSP-69 királis állófázisok az eddig közölt piridino-koronaéter alapú királis állófázisoknál nagyobb hatékonyságot mutattak.
112
TÉZISEK Doktori munkám főbb eredményeit kilenc tézispontban foglaltam össze: 1. Sikeresen előállítottunk huszonkét új piridin egységet tartalmazó 18-korona-6-étert, valamint ezek eddig az irodalomban nem közölt négy új prekurzorát.K192–K195 2. Kidolgoztunk
egy
közel
kvantitatív
termeléssel
lejátszódó
butilamino-,
illetve
benzilamino-csoport bevitelére alkalmas módszert a piridingyűrű 4-es helyzetében klóratommal szubsztituált piridino-koronaétereknél.K192 3. A piridingyűrű 4-es helyzetében nitrogénatomon keresztül kapcsolódó kart tartalmazó piridino-koronaéter alapú királis állófázist állítottunk elő, amely alkalmasnak bizonyult protonált primer aralkilaminok enantiomerjeinek elválasztására, és bebizonyítottuk, hogy a királis állófázis heterokirális preferenciát mutat.K192 4. Bebizonyítottuk, hogy a trialkoxiszilil-végcsoportú piridino-koronaéter szilikagélhez erélyes körülmények között történő rögzítésénél a karbamid egységek egy részének hidrolízise után a szilikagél felszínén létrejövő szabad aminopropil-csoportok a HPLC oszlopon ecetsav-anhidrid átengedésével acetilezhetők, azok csúcsszélesítő hatása megszüntethető, így hatékonyabb enantiomer-elválasztó-képességű királis állófázist kapunk.K192 5. A piridingyűrű 4-es helyzetében arilcsoporton keresztül kapcsolódó kart tartalmazó piridino-koronaéter alapú királis állófázist állítottunk elő, amely az irodalomban ismert piridino-koronaéter alapú királis állófázisoknál sokkal hatékonyabbnak bizonyult protonált primer aralkilaminok enantiomerjeinek elválasztására, és igazoltuk az utóbbi királis állófázis heterokirális preferenciáját.K192 6. Sikeresen szintetizáltuk a piridingyűrű 4-es helyzetében cianocsoporttal, illetve karboxilcsoporttal szubsztituált piridino-koronaétereket, amelyek új piridino-koronaéter alapú királis állófázisok prekurzorai lehetnek.K193, K195 7. Igazoltuk, hogy a piridingyűrű 4-es helyzetében halogénatommal szubsztituált piridinokoronaéterek szintézisénél jobb össztermelést érhetünk el, ha a makrociklizációs reakció után visszük be a piridingyűrű 4-es helyzetébe a halogénatomot, mint ha előtte vinnénk be.K194 8. Megállapítottuk, hogy a piridino-koronaéterek gyűrűzárási reakcióiban a makrociklizáció magasabb termeléssel megy végbe, ha a dialkil-szubsztituált tetraetilénglikolok a 113
kiralitáscentrumokon
izobutilcsoportokat
tartalmaznak,
mintha
metilcsoportokat
tartalmaznának, illetve a piridin egységet tartalmazó tozilát prekurzor a biszbrómmetil prekurzornál magasabb kihozatalú makrociklizációs reakciót szolgáltat.K194 9. Bebizonyítottuk, hogy a piridingyűrű 4-es helyzetébe hidroximetil-csoport bevitelére alkalmas Fenton típusú reakciónál a tömény perklórsavas–vas-perklorátos közegben sokkal jobb termelést lehet elérni, mint a szakirodalomban közölt 30%-os kénsavas–vasszulfátos közegben.K195
114
7.
FÜGGELÉK
A Függelék tartalmazza a dolgozatomban bemutatott vegyületek szintéziséhez szükséges, a szakirodalomban már közölt módon előállított prekurzorok szintézisét, valamint a kromatográfiás alapfogalmak ismertetését. 7.1. A 29 dimetil-kelidamát előállítása A 29 dimetil-kelidamát szintézisét az 54. ábrán mutatom be. Acetont dietil-oxaláttal nátrium-etilát jelenlétében reagáltatva, majd a kapott adduktot 30%-os vizes sósavval megsavanyítva kelidonsavat (90) kaptunk. A kelidámsavat (73) a kelidonsav (90) ammóniával végzett reakciójában képzett diammónium-sóból sósavas felszabadítással állítottuk elő. A kelidámsavat (73) tionil-kloriddal metanolos közegben reagáltatva 29 dimetil-kelidamáthoz jutottunk.186,202 O H 3C
O CH 3
+ 2
COOEt COOEt
1) 25% aq. NH 3
1) NaOEt (60 °C) 2) 30% aq. HCl (50 °C)
HOOC
O
2) 30% aq. HCl
COOH
HOOC
90 (88%)
O
HOOC
O
N H
O
SOCl 2 MeOH COOH
MeOOC
73
N H
N COOH H 73 (92%)
OH
COOMe
MeOOC
N
COOMe
29b
29a (83%)
54. ábra A 29 dimetil-kelidamát előállítása
7.2.
Az enantiomertiszta (S,S)-88 és (S,S)-89 piridono-koronaéterek előállítása Az (S,S)-88 és (S,S)-89 piridono-koronaétereket az utóbb bemutatott 29 dimetil-
kelidamátból kiindulva állítottuk elő (55. ábra). Először a 91 4-benziloxi-piridin-diésztert állítottuk
elő
29
dimetil-kelidamát
benzil-kloriddal
kálium-karbonát
jelenlétében
dimetilformamid oldószerben végzett O-benzilezésével. A 91 diésztert nátrium-tetrahidridoboráttal etanolos közegben 92 diollá redukáltuk, majd a terméket p-toluol-szulfonsavkloriddal diklórmetán és kálium-hidroxid 40%-os vizes oldatának 1:1 arányú keverékében 115
tozilezve 93 ditoziláttá alakítottuk. A 93 ditozilátból és az (S,S)-86 dimetil-, illetve az (S,S)87 diizobutil-szubsztituált tetraetilénglikolokból nátrium-hidriddel képzett biszalkoxidokból Williamson-féle éterképzési reakcióban az (S,S)-94 dimetil-, illetve az (S,S)-95 diizobutilszubsztituált benziloxi-piridino-koronaétereket állítottuk elő. Utóbbi makrociklusokat katalitikus hidrogénezéssel debenzilezve (S,S)-88 dimetil-, illetve (S,S)-89 diizobutilszubsztituált piridono-koronaéterekhez jutottunk.21,24,202 BnCl K2CO 3 (90 °C)
OH
MeOOC
DMF COOMe MeOOC
N
NaBH 4
OBn
N
OBn
EtOH (f orráshőm.) COOMe HOH2 C
40% aq. KOH CH 2Cl2 CH2 OH TsOH2C
N
91 (80%)
29b
OBn
TsCl
92
N
93 (80% a két lépésre)
OBn
HO
O
R 3 R R (S,S)-86: R=Me (S,S)-87: R=iBu
O
N
1) NaH, THF (forráshőm.)
OH
O
O
R
Pd/ C H2
R
O
O
O N 93
O
R
CH2 OTs
O
O
O TsOH 2C
N H
EtOH
OBn
2)
CH 2OTs
O
(S,S )-94 : R=Me (34%) (S,S )-95 : R=iBu (45%)
(S,S )-88 : R=Me (96%) (S,S )-89 : R=iBu (88%)
55. ábra Az enantiomertiszta (S,S)-88 és (S,S)-89 piridono-koronaéterek előállítása
7.3.
Az enantiomertiszta (S,S)-19 piridino-koronaéter előállítása Az
(S,S)-19
dimetil-szubsztituált
piridino-koronaétert
2,6-lutidinből
kiindulva
szintetizáltuk (56. ábra). Utóbbit először kálium-permanganáttal oxidáltuk, majd megsavanyítottuk. Így jutottunk 96 piridin-2,6-dikarbonsavhoz. A 96 dikarbonsavat tionilkloriddal metanolos közegben reagáltatva dimetil-piridin-2,6-dikarboxilátot (70) kaptuk. A 70 észtert nátrium-tetrahidrido-boráttal etanolos közegben 97 diollá redukáltuk, majd az utóbbit p-toluol-szulfonsav-kloriddal diklórmetán és kálium-hidroxid 40%-os vizes oldatának 1:1 arányú keverékében tozilezve 98 ditoziláttá alakítottuk. A 98 ditozilátot az (S,S)-86 dimetil-szubsztituált
tetraetilénglikolból
nátrium-hidriddel
képzett
biszalkoxiddal
tetrahidrofurán oldószerben reagáltatva (S,S)-19 dimetil-szubsztituált piridino-koronaétert állítottuk elő.111
116
SOCl 2 MeOH
1) KMnO 4, H2O (80°C) 2) 30% aq. HCl Me
N
Me
HOOC
N
COOH
MeOOC
NaBH 4 EtOH
TsCl
(f orráshőm.) N
COOMe
70 (85%)
96 (80%)
MeOOC
N
HOH 2C
COOMe
70
N
CH 2OH
40% aq. KOH CH 2Cl 2
TsOH 2C
97 (nyerstermék)
N CH 2OTs 98 (94%)
N O
HO
OH 3
Me
Me
1. NaH, THF (f orráshőm.)
Me
2. 98
O
O
O
(S,S)-86
Me
O O (S,S)-19 (21%)
56. ábra Az enantiomertiszta (S,S)-19 piridino-koronaéter előállítása
7.4.
Az enantiomertiszta (S,S)-86 dimetil-szubsztituált tetraetilénglikol előállítása A két metilcsoporttal szubsztituált enantiomertiszta (S,S)-86 diol előállítását (S)-etil-
laktátból [(S)-99] kiindulva végeztük (57. ábra). Ezt tetrahidropiranil- (THP) védőcsoporttal láttuk el dihidropiránt használva piridinium-p-toluolszulfonát katalizátor jelenlétében. Az így keletkezett (S)-100 védett észtert lítium-tetrahidrido-alumináttal redukálva az (S)-101 alkoholt kaptuk. Ennek két mólját egy mól dietilénglikol-ditoziláttal Williamson-féle éterképzési reakcióba vittük, így jutottunk az (S,S)-102 ,- bisz(tetrahidropiraniloxi)tetraetilénglikolhoz. A THP-védőcsoportokat protonált formában lévő kationcserélő gyantával eltávolítva az (S,S)-86 diolt kaptuk.209 Az (S,S)-86 diolt Dr. Tóth Tünde biztosította számomra. Me HO
O
DHP PPTS kat. Py
OEt
CH2Cl 2
Me THPO
(S)-99
(S )-101
1) NaH, THF (f orráshőm.) 2) TsO
LiAlH 4
OEt
Et 2O (f orráshőm.)
Me
OTs
Me THPO
(S)-100 (91%)
THPO O
O
Me O
O
O
(S)-102 (99%)
OH
(S)-101 (89%)
OTHP
H + f ormában lévő kationcserélő gyanta MeOH
Me HO
Me O
O
O
OH
(S,S )-86 (94%)
57. ábra Az enantiomertiszta (S,S)-86 dimetil-szubsztituált tetraetilénglikol előállítása
117
7.5.
Az enantiomertiszta (S,S)-87 diizobutil-szubsztituált tetraetilénglikol előállítása A két izobutilcsoporttal szubsztituált, enantiomertiszta (S,S)-87 diol előállítását L-
leucinból [(S)-103] kiindulva végeztük (58. ábra). Ezt nátrium-nitrittel híg kénsavban kezelve (S)-104 leucinsavat kaptunk, melyet tionil-kloriddal metanolban (S)-105 észterré alakítottunk. Az (S)-105 észter szekunder hidroxilcsoportját tetrahidropiranil-csoporttal védve jutottunk az (S)-106 védett észterhez, melynek észterfunkcióját lítium-tetrahidridoalumináttal redukálva az (S)-107 alkoholhoz jutottunk. Ez utóbbi két mólját egy mól dietilénglikol-ditoziláttal Williamson-féle éterképzési reakcióba vittük, így jutottunk az (S,S)108 ,- bisz(tetrahidropiraniloxi)-tetraetilénglikolhoz. Ennek védőcsoportjait protonált formában lévő kationcserélő gyantával eltávolítva az (S,S)-87 diolt kaptuk.20 Az (S,S)-87 diolt Dr. Tóth Tünde biztosította számomra. NaNO 2 iBu
O
H 2N
H2SO4
OH
O
HO
OH
(S)-104 (63%)
(S)-103
(S)-105
SOCl2 MeOH
iBu
DHP PPTS kat. Py CH 2Cl2
iBu THPO
(S )-107
2) TsO
O
O
LiAlH 4
OMe
Et2O (f orráshőm.)
THPO
iBu O
O
HO
OMe
iBu THPO
OH
(S)-107 (73%)
iBu OTs
O
(S)-105 (74%)
(S)-106 (98%)
1) NaH, THF (forráshőm.)
iBu
O
(S,S)-108 (96%)
OTHP
H + f ormában lévő kationcserélő gyanta MeOH
iBu HO
iBu O
O
O
OH
(S,S)-87 (94%)
58. ábra Az enantiomertiszta (S,S)-87 diizobutil-szubsztituált tetraetilénglikol előállítása
7.6.
Kromatográfiás alapfogalmak A kromatográfiás minőségi információ hordozója a retenció. A retenció (visszatartás)
az állófázisnak az a tulajdonsága, hogy az analittal való kölcsönhatása révén az analit előrehaladását késlelteti, így az inert eluens áthaladásához szükséges időhöz (holtidő, t0) képest jóval hosszabb időt tölt az elválasztó rendszerben. Sikeres elválasztás esetén ez az idő eltérő különböző komponensekre nézve. A bruttó retenciós idő (tR) az az idő, amely a minta adagolásától az adott komponensnek a detektorban maximális koncentrációban való 118
megjelenéséig eltelik. A redukált retenciós idő (tR’) a bruttó retenciós idő és a holtidő különbsége (1. egyenlet). tR’ = tR – t0
tR’: redukált retenciós idő tR: bruttó retenciós idő t0: holtidő
1. egyenlet A redukált retenciós idő számítása
A redukált retenciós idő – ellentétben a bruttó retenciós idővel – független a készülék geometriájától, de függ az eluens áramlási sebességétől és összetételétől, az állófázis tömegétől, valamint a hőmérséklettől. Az adott komponens álló- és mozgófázis közötti kváziegyensúlyának makroszkópikus leírására alkalmas a megoszlási hányados (Ki), amely az adott komponensnek a két fázisbeli koncentrációviszonyával fejezhető ki (2. egyenlet). Ki
ci , s c i ,m
Ki :
i-edik komponens megoszlási hányadosa
ci,s:
i-edik komponens koncentrációja az állófázisban ci,m: i-edik komponens koncentrációja a mozgófázisban 2. egyenlet A megoszlási hányados számítása
Az elválasztó rendszer hatékonysága a szelektivitással jellemezhető. A szelektivitás az elválasztó rendszer azon tulajdonsága, hogy különbséget tud tenni két, vagy több komponens között. Ez a “tulajdonság” az állófázis és a komponensek különböző kölcsönhatásának következménye. Ennek mérőszáma a két egymás melletti komponens elválasztására jellemző szelektivitási tényező (α), ami a két egymás melletti komponens (A és B) megoszlási hányadosának a viszonya (3. egyenlet).
KB / KA
(t R ) B t 0 (t R ) A t 0
α: szelektivitási tényező Ki:
i-edik komponens megoszlási hányadosa (tR)i: i-edik komponens retenciós ideje t0: holtidő 3. egyenlet A szelektivitási tényező számítása
119
A kromatográfiában a 59. ábrán szemléltetett felbontással (RS) jellemezhetjük két komponens egymástól való elválasztásának hatásosságát (4. egyenlet).
RS
(t R ) B (t R ) A (W A WB ) 2
RS:
felbontás
(tR)i: W i:
i-edik komponens retenciós ideje i-edik komponens csúcsszélessége az alapvonalon
4. egyenlet A felbontás számítása
59 ábra A kromatogram változása a felbontás (RS) függvényében
120
IRODALOMJEGYZÉK 1.
Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 2495–2496.
2.
Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 7017–7036.
3.
Izatt, R. M. Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 143–147.
4.
Bradshaw, J. S.; Nakatsuji, Y.; Huszthy, P.; Wilson, B. E.; Dalley, N. K.; Izatt, R. M. J. Heterocycl. Chem. 1986, 23, 353–360.
5.
Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M.; Huszthy, P.; Nakatsuji, Y.; Biernat, J. F.; Koyama, H.; McDaniel, C. W.; Wood, S. A.; Nielsen, R. B.; Lindh, G. C.; Bruening, R. L.; Lamb, J. D.; Christensen, J. J. Studies in Organic Chemistry 1986, 31, 553–560.
6.
Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; Izatt, R. M. J. Heterocycl. Chem. 1986, 23, 1673–1676.
7.
Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; Koyama, H.; Wood, S. G.; Strobel, S. A.; Davidson, R. B.; Izatt, R. M.; Dalley, N. K.; Lamb, J. D.; Christensen, J. J. J. Heterocycl. Chem. 1986, 23, 1837–1843.
8.
Izatt, R.M.; Lindh, G. C.; Bruening, R. L.; Huszthy, P.; Lamb, J. D.; Bradshaw, J. S.; Christensen, J. J. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1987, 5, 739–745.
9.
Izatt, R. M.; Lindh, G. C.; Bruening, R. L.; Huszthy, P.; McDaniel, C. W.; Bradshaw, J. S.; Christensen, J. J. Anal. Chem. 1988, 60, 1694–1699.
10.
Izatt, R. M.; Lindh, G. C.; Huszthy, P.; Clark, G. A.; Bruening, R. L.; Bradshaw, J. S.; Christensen, J. J. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1989, 7, 501–509.
11.
Böcskei, Z.; Keserű, G. M.; Menyhárd, D.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M. Acta Cryst. 1996, C52, 463–466.
12.
Pócsfalvi, G.; Lipták, M.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M.; Vékey, K. Anal. Chem. 1996, 68, 792–795.
13.
Somogyi, L.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M.; Hollósi, M. Chirality, 1997, 9, 545–549.
14.
Horváth, V.; Takács, T.; Horvai, G.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M. Anal. Lett. 1997, 30, 1591–1609.
15.
Somogyi, L.; Huszthy, P.; Köntös, Z.; Hollósi, M. Enantiomer, 1998, 3, 439–451.
16.
Huszthy, P.; Samu, E.; Vermes, B.; Mezey-Vándor, G.; Nógrádi, M.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M. Tetrahedron 1999, 55, 1491–1504.
17.
Gérczei, T.; Böcskei, Z.; Keserű, G. M.; Samu, E.; Huszthy, P. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 1995–2005.
18.
Köntös, Z.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 2087–2099.
19.
Samu, E.; Huszthy P.; Somogyi, L.; Hollósi, M. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 2775–2795.
20.
Samu, E.; Huszthy, P.; Horváth, G.; Szöllősy, Á.; Neszmélyi, A. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 3615–3626.
21.
Horváth, G.; Huszthy, P. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 4573–4583.
22.
Köntös, Z.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M. Enantiomer 2000, 5, 561–566.
23.
Prodi, L.; Bolletta, F.; Montalti, M.; Zaccheroni, N.; Huszthy, P.; Samu, E.; Vermes, B. New J. Chem. 2000, 24, 781–785.
121
24.
Horváth, G.; Huszthy, P.; Szarvas, S.; Szókán, G.; Redd, J. T.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M. Ind. Eng. Chem. Res. 2000, 39, 3576–3581.
25.
Somogyi, L.; Samu, E.; Huszthy, P.; Lázár, A.; Ángyán, J. G.; Surján, P. R.; Hollósi, M. Chirality, 2001, 13, 109–117.
26.
Huszthy, P.; Kertész, J.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M.; Redd, J. T. J. Heterocycl. Chem. 2001, 38, 1259– 1264.
27.
Huszthy, P.; Köntös, Z.; Vermes, B.; Pintér, Á. Tetrahedron 2001, 57, 4967–4975.
28.
Szarvas, S.; Majer, Z.; Huszthy, P.; Vermes, B.; Hollósi, M. Enantiomer 2002, 7, 241–249.
29.
Farkas, V.; Szalay, L.; Vass, E.; Hollósi, M.; Horváth, G.; Huszthy, P. Chirality 2003, 15, S65–S73.
30.
Huszthy, P.; Vermes, B.; Báthori, N.; Czugler, M. Tetrahedron 2003, 59, 9371–9377.
31.
Bereczki, L.; Marthi, K.; Huszthy, P.; Pokol, G. J. Therm. Anal. Calorim. 2004, 78, 449–459.
32.
Dolci, L. S.; Huszthy, P.; Samu, E.; Montalti, M.; Prodi, L.; Zaccheroni, N. Collect. Czech. Chem. Commun. 2004, 69, 885–896.
33.
Szalay, L.; Farkas, V.; Vass, E.; Hollósi, M.; Móczár, I.; Pintér, Á.; Huszthy, P. Tetrahedron:Asymmetry 2004, 15, 1487–1493.
34.
Huszthy, P.; Bakó, P.; Makó, A.; Tőke, L. Magy. Kém. Foly. 2005, 111, 55–61.
35.
Huszthy, P.; Tóth, T. Magy. Kém. Foly. 2005, 111, 99–104.
36.
Kádár, M.; Bíró, A.; Tóth, K.; Vermes, B.; Huszthy, P. Spectrochim. Acta Part A 2005, 62, 1032–1038.
37.
Farkas, V.; Tóth, T.; Orosz, G.; Huszthy, P.; Hollósi, M. Tetrahedron: Asymmetry 2006, 17, 1883– 1889.
38.
Kovács, I.; Huszthy, P.; Bertha, F.; Sziebert, D. Tetrahedron: Asymmetry 2006, 17, 2538–2547.
39.
Lakatos, S.; Fetter, J.; Bertha, F.; Huszthy, P.; Tóth, T.; Farkas, V.; Orosz, G.; Hollósi, M. Tetrahedron 2008, 64, 1012–1022.
40.
Huszthy, P.; Farkas, V.; Tóth, T.; Székely, G.; Hollósi, M. Tetrahedron 2008, 64, 10107–10115.
41.
Móczár, I.; Huszthy, P.; Maidics, Z.; Kádár, M.; Tóth, K. Tetrahedron 2009, 65, 8250–8258.
42.
Kertész, J.; Huszthy, P.; Kormos, A.; Bertha, F.; Horváth, V.; Horvai, G. Tetrahedron: Asymmetry 2009, 20, 2795–2801.
43.
Pilbáth, Z.; Horváth, V.; Horvai, G.; Huszthy, P. Period. Politech. 2010, 54, 3–8.
44.
Móczár, I.; Huszthy, P.; Mezei, A.; Kádár, M.; Nyitrai, J.; Tóth, K. Tetrahedron 2010, 66, 350–358.
45.
Móczár, I.; Peragovics, Á.; Baranyai, P.; Tóth, K.; Huszthy, P. Tetrahedron 2010, 66, 2953–2960.
46.
Kertész, J.; Móczár, I.; Kormos, A.; Baranyai, P.; Kubinyi, M.; Tóth, K.; Huszthy, P. Tetrahedron: Asymmetry 2011, 22, 684–689.
47.
Kertész, J.; Huszthy, P.; Kormos, A.; Bezúr, L. Tetrahedron 2011, 67, 5206–5212.
48.
Kertész, J.; Bognár, B.; Kormos, A.; Móczár, I.; Baranyai, P.; Kubinyi, M; Kálai, T.; Hideg, K.; Huszthy, P. Tetrahedron 2011, 67, 8860–8864.
49.
Steed, J. W.; Atwood, J. L. Supramolecular Chemistry, 2nd ed.; Wiley-VCH: Chichester, West Sussex, United Kingdom, 2009.
50.
Moore, C.; Pressman, B. C. Biochem. Biophys. Res. Comm. 1964, 15, 562–567.
51.
Štefanac, Z.; Simon, W. Microchem. J. 1967, 12, 125–132.
122
52.
Pirkle, W. H.; Pochapsky, T. C. Chem. Rev. 1989, 89, 347–362.
53.
Späth, A.; König, B. Beilstein J. Org. Chem. 2010, 6, Issue 32.
54.
Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 386–391.
55.
Pedersen, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 391–394.
56.
Pedersen, C. J. Science 1988, 241, 536–540.
57.
Pedersen, C. J. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1992, 12, 7–10.
58.
Gokel, G. W.; Leevy, W. M.; Weber, M. E. Chem. Rev. 2004, 104, 2723–2750.
59.
Stoddart, J. F.; Szarek, W. A. Can. J. Chem. 1968, 46, 3061–3069.
60.
Kyba, E. B.; Koga, K.; Sousa, L. R.; Siegel, M. G.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 2691– 2692.
61.
Kyba, E. B.; Koga, K.; Sousa, L. R.; Siegel, M. G.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 2692– 2693.
62.
Helgeson, R. C.; Timko, J. M.; Moreau, P.; Peacock, S. C.; Mayer, J. M.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 6762–6763.
63.
Kyba, E. P.; Gokel, G. W.; de Jong, F.; Koga, K.; Sousa, L. R.; Siegel, M. G.; Kaplan, L.; Sogah, G. D. Y.; Cram, D. J. J. Org. Chem. 1977, 42, 4173–4184.
64.
O’Donnell, M. I. Asymmetric Phase Transfer Reactions, Catalytic Asymmetric Synthesis, 2nd ed.; Ojima, I., Ed.; Wiley-VCH: New York, NY, USA, 2000, Chapter 10, pp. 727–755.
65.
Cram, D. J.; Sogah, G. D. Y. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1981, 625–628.
66.
Cram, D. J.; Sogah, G. D. Y. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 8301–8302.
67.
Aoki, S.; Sasaki, S.; Koga, K. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 7229–7230.
68.
Bakó, P.; Tőke, L.; Szöllősy, Á.; Bombicz, P. Heteroat. Chem. 1997, 8, 333–337.
69.
Bakó, P.; Kiss, T.; Tőke, L. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 7259–7262.
70.
Tőke, L.; Bakó, P.; Keserű, G. M.; Albert, M.; Fenichel, L. Tetrahedron 1998, 54, 213–222.
71.
Bakó, P.; Vízvárdi, K.; Toppet, S.; Van der Eycken, E.; Hoornaert, G. J.; Tőke, L. Tetrahedron 1998, 54, 14975–14988.
72.
Bakó, P.; Vizvárdi, K.; Bajor, Z.; Tőke, L. Chem. Commun. 1998, 1193–1194.
73.
Bakó, P.; Novák, T.; Ludányi, K.; Pete, B.; Tőke, L.; Keglevich, G. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 2373–2380.
74.
Bakó, P.; Czinege, E.; Bakó, T.; Czugler, M.; Tőke, L. Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 4539–4551.
75.
Bakó, P.; Bajor, L.; Tőke, L. J. Chem. Soc. Perkin Trans. I. 1999, 24, 3651–3655.
76.
Novák, T.; Tatai, J.; Bakó, P.; Czugler, M.; Keglevich, G.; Tőke, L. Synlett 2001, 424–426.
77.
Novák, T.; Bakó, P.; Keglevich, G.; Dobó, A.; Vékey, K.; Tőke, L. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 2001, 40, 207–212.
78.
Bakó, T.; Bakó, P.; Szöllősy, Á.; Czugler, M.; Keglevich, G.; Tőke, L. Tetrahedron Asymmetry 2002, 13, 203–209.
79.
Bakó, T.; Bakó, P.; Keglevich, G.; Báthori, N.; Czugler, M.; Tatai, J.; Novák, T.; Parlagh, G.; Tőke, L. Tetrahedron Asymmetry 2003, 14, 1917–1923.
80.
Bakó, P.; Makó, A.; Keglevich, G.; Kubinyi, M.; Pál, K. Tetrahedron Asymmetry 2005, 16, 1861–1871.
123
81.
Makó, A.; Rapi, Z.; Drahos, L.; Szöllősy, Á.; Keglevich, G.; Bakó, P. Lett. Org. Chem. 2010, 7, 424– 431.
82.
Bakó, P.; Rapi, Z.; Keglevich, G.; Szabó, T.; Sóti, P. L.; Vígh, T.; Grün, A.; Holczbauer, T. Tetrahedron Lett. 2011, 52, 1473–1476.
83.
Bakó, P.; Bakó, T.; Mészáros, A.; Keglevich, G.; Szöllősy, Á.; Bodor, S.; Makó, A.; Tőke, L. Synlett 2004, 643–646.
84.
Bakó, T.; Bakó, P.; Keglevich, G.; Bombicz, P.; Kubinyi, M.; Pál, K.; Bodor, S.; Makó, A.; Tőke, L. Tetrahedron Asymmetry 2004, 15, 1589–1595.
85.
Makó, A.; Rapi, Z.; Keglevich, G.; Szöllősy, Á.; Drahos, L.; Hegedűs, L.; Bakó, P. Tetrahedron Asymmetry 2010, 21, 919–925.
86.
Bakó, P.; Szöllősy, Á.; Bombicz, P.; Tőke, L. Synlett 1997, 291–292.
87.
Rapi, Z.; Szabó, T.; Keglevich, G.; Szöllősy, Á.; Drahos, L.; Bakó, P. Tetrahedron: Asymmetry 2011, 22, 1189–1196.
88.
Jászay, Z.; Truong, S. P.; Németh, G.; Bakó, P.; Petneházy, I.; Tőke, L. Synlett 2009, 1429–1432.
89.
Makó, A.; Bakó, P.; Szöllősy, Á.; Bakó, T.; Peltz, C.; Keglevich, P. Arkivoc 2009, 165–179.
90.
Atwood, J. L.; Steed, J. W. Encyclopedia of Supramolecular Chemistry; Marcel Dekker: New York, NY, USA, 2004, pp 137–152 (Calyxarenes), 326–333 (Crown ethers), 334–339 (Cryptands), 340–348 (Cryptophanes), 398–413 (Cyclodextrins), 414–431 (Cyclophanes), 782–790 (Lariat ethers), 887–892 (Molecular clefts), 1106–1119 (Podands), 1240–1247 (Catenanes), 1344–1348 (Spherands).
91.
Dietrich, J.-M.; Lehn, J.-M.; Sauvage, J.-P. Tetrahedron Lett. 1969, 2885–2889.
92.
Lehn, J.-M. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1988, 6, 351–396. (Nobel Lecture)
93.
Cram, D. J. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1988, 6, 397–413. (Nobel Lecture)
94.
Redd, J. T.; Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; Izatt, R. M. J. Heterocycl. Chem. 1994, 31, 1047–1052.
95.
Redd, J. T.; Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; Izatt, R. M. J. Incl. Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1997, 29, 301–308.
96.
Wang, T. M.; Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; Kou, X.; Dalley, N. K.; Izatt, R. M. J. Heterocycl. Chem. 1994, 31, 1–10.
97.
Zhang, X. X.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M. Chem. Rev. 1997, 97, 3313–3361.
98.
Harada, N.; Nakanishi, K. Circular Dichroism Spectroscopy: Exciton Coupling in Organic Stereochemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, USA, 1983.
99.
Berova, N.; Nakanishi, K. Exciton Chirality Method: Principles and Applications, Circular Dichroism. Principles and Applications; 2nd ed.; Nakanishi, N.; Berova, N.;Woody, R. W., Eds; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 1994, Chapter 12, pp. 337–382.
100.
Pu, L. Chem. Rev. 2004, 104, 1687–1716.
101.
Bradshaw, J. S.; Chamberlin, D. A.; Harrison, P. E.; Wilson, B. E.; Area, G.; Dalley, N. K.; Lamb, J. D.; Izatt, R. M. J. Org. Chem. 1985, 50, 3065–3069.
102.
Li, Y.; Echegoyen, L.; Martinez-Diaz, M. V.; de Mendoza, J.; Torres, T. J. Org. Chem. 1991, 56, 4193–4196.
124
103.
Echegoyen, L.; Martinez-Diaz, M. V.; de Mendoza, J.; Torres, T.; Vicente-Arana, M. J. Tetrahedron 1992, 48, 9545–9552.
104.
Martinez-Diaz, M. V.; de Mendoza, J.; Torres, T. J. Tetrahedron Lett. 1994, 35, 7669–7672.
105.
Alonso, J. M.; Martin, M. R.; de Mendoza, J.; Torres, T.; Elguero, J. Heterocycles 1987, 26, 989–1000.
106.
Kuwamura, T.; Yoshida, S. Nippon Kagaku Kaishi 1980, 427–434.
107.
Newcomb, M.; Gokel, G. W.; Cram D. J. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 6810–6811.
108.
Newcomb, M.; Timko, J. M.; Walba, D. M.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 6392–6398.
109.
Bradshaw, J. S.; Maas, G. E.; Lamb, J. D.; Izatt, R. M.; Christensen, J. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 467–474.
110.
Jones, B. A.; Bradhaw, J. S.; Izatt, R. M. J. Heterocycl. Chem. 1982, 19, 551–556.
111.
Izatt, R. M.; Wang, T. M.; Hathaway, J. K.; Zhang, X. X.; Curtis, J. C.; Bradshaw, J. S.; Zhu, C. Y.; Huszthy, P. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1994, 17, 157–175.
112.
Hamilton, A. D. Hydrogen Bonding in Biological and Artifical Molecular Recognition, Advances in Supramolecular Chemistry; J. A. I. Press: Greenwich, United Kingdom, 1990, Chapter 1, pp. 2–4.
113.
Berthod, A. Anal. Chem. 2006, 78, 2093–2099.
114.
Davidson, R. B.; Bradshaw, J. S.; Jones, B. A.; Dalley, N. K.; Christensen, J. J.; Izatt, R. M.; Morin, F. G.; Grant, D. M. J. Org. Chem. 1984, 49, 353–357.
115.
Zhu, C. Y.; Bradshaw, J. S.; Oscarson, J. L.; Izatt, R. M. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1992, 12, 275–289.
116.
Izatt, R. M.; Zhu, C. Y.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S. Enantiomeric Recognition in Macrocycle– Primary Ammonium Cation Systems, Crown Compounds: Toward Future Applications; Cooper, S. R., Ed.; VCH: New York, NY, USA, 1992, Chapter 12.
117.
Huszthy, P.; Oue, M.; Bradshaw, J. S.; Zhu, C. Y.; Wang, T. M.; Dalley, N. K.; Curtis, J. C.; Izatt, R. M. J. Org. Chem. 1992, 57, 5383–5394.
118.
Izatt, R. M.; Zhang, X. X.; Huszthy, P.; Zhu, C. Y.; Hathaway, J. K.; Wang, T. M.; Bradshaw, J. S. J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1994, 18, 353–367.
119.
Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Zhu, C. Y.; Izatt, R. M.; Lifson, S. J. Org. Chem. 1991, 56, 3330–3336.
120.
Chu, I.-H.; Dearden, D. V.; Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; Izatt, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 4318–4320.
121.
Han, S. M.; Armstrong, D. W. Chiral Separations by HPLC, application to pharmaceutical compounds; Krstulovic, A. M., Ed.; Ellis Horwood Limited: Chichester, West Sussex, United Kingdom, 1989, Chapter 10.
122.
McDonald, Q. D.; Still, W. C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2073–2077.
123.
Still, W. C.; Kilburn, J. D.; Sanderson, P. E. J.; Liu, R.; Wiley, M. R.; Hollinger, F. P.; Hawley, R. C.; Nakajima, M.; Bernardi, A.; Hong, J.-I.; Namgoong, S. K. Isr. J. Chem. 1992, 32, 41–45.
124.
Löhr, H.-G.; Vögtle, F. Acc. Chem. Res. 1985, 18, 65–72.
125.
Dehmlow, E. V.; Slopianka, M. Chem. Ber. 1979, 112, 2765–2768.
126.
Armstrong, D. W.; Godat, M. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 2489–2491.
127.
Landini, D.; Maia, A.; Montanari, F.; Tundo, P. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 2526–2530.
125
128.
Landini, D.; Maia, A.; Montanari, F.; Pirisi, F. M. J. Am. Chem. Soc. Perkin Trans. II. 1980, 46–51.
129.
Iwamoto, H.; Yoshimura, M.; Sonoda, T.; Kobayashi, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1983, 56, 796–801.
130.
Tőke, L.; Ágai, B.; Bitter, I., Pungor, E.; Szepesváriné, Tóth, K.; Lindner, E.; Horváth, M.; Havas, J. Magyar Szabadalom 1981, lajstromszám: 186777.
131.
Lindner, E.; Tóth, K.; Jeney, J.; Horváth, M.; Pungor, E.; Bitter, I.; Ágai, B.; Tőke, L. Mikrochim. Acta 1990, 100, 157–168.
132.
Bartsch, R. A. Metal-Ion Separation and Preconcentration; ACS Symposium Series 716, American Chemical Society, Washington, WA, USA, 1999, Chapter 9, pp. 146–155.
133.
Chem. Abstr. 1999, 130, 201386.
134.
Ulewicz, M.; Walkowiak, W.; Jang, Y.; Kim, J. S.; Bartsch, R. A. Anal. Chem. 2003, 75, 2276–2279.
135.
de Silva, A. P.; Gunaratne, H. Q. N.; Gunnlaugsson, T.; Huxley, A. J. M.; McCoy, C. P.; Rademacher, J. T.; Rice, T. E. Chem. Rev. 1997, 97, 1515–1566.
136.
de Silva, A. P.; Eilers, J.; Zlokarnik, G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 8336–8337.
137.
Fekete, J. Folyadékkromatográfia elmélete és gyakorlata; Edison House Kft., 2006.
138.
Cancelliere, G.; D'Acquarica, I.; Gasparrini, F.; Misiti, D.; Villani, C. Pharm. Sci. Technol. Today 1999, 2, 484–492.
139.
Kuhn, R.; Stoeckling, F.; Erni, F. Chromatographia 1992, 33, 32–36.
140.
Kuhn, R.; Erni, F.; Bereuter, T.; Hausler, J. Anal. Chem. 1992, 64, 2815–2820.
141.
Kuhn, R.; Steinmetz, C.; Bereuter, T.; Haas, E.; Erni, F. J. Chromatogr. A 1994, 666, 367–373.
142.
Kuhn, R.; Wagner, J.; Walbroehl, Y.; Bereuter, T. Electrophoresis 1994, 15, 828–834.
143.
Kuhn, R.; Riester, D.; Fleckenstein, B.; Wiesmüller, K.-H. J. Chromatogr. A 1995, 716, 371–379.
144.
Nishi, H.; Nakamura, K.; Nakai, H.; Sato, T. J. Chromatogr. A 1997, 757, 225–235.
145.
Ilisz, I.; Iványi, R.; Pataj, Z.; Kupai, J.; Huszthy, P.; Szatmári, I.; Fülöp, F.; Péter, A. Chromatographia 2010, 71, S115–S119.
146.
Subramanian, G. Chiral Separation Techniques: A Practical Approach, 3rd ed.; Wiley-VCH:Weinheim, Germany, 2006.
147.
Aboul-Enein, H. Y.; Wainer I. W. The Impact of Stereochemistry on Drug Development and Use; Wiley-VCH: New York, NY, USA, 1997.
148.
Ali, I.; Aboul-Enein, H. Y. Chiral Pollutants: Distribution, Toxicity and Analysis by Chromatography and Capillary Electrophoresis; Wiley-VCH: Chichester, West Sussex, United Kingdom, 2004.
149.
Lämmerhofer, M. J. Chromatogr. A 2010, 1217, 814–856.
150.
Armstrong, D. W.; Tang, Y.; Chen, S.; Zhou, Y.; Bagwill, C.; Chen, J.-R. Anal. Chem. 1994, 66, 1473– 1484.
151.
Armstrong, D. W.; Zhou, Y-W. J. Liq. Chromatogr. 1994, 17, 1695–1707.
152.
Hyun, M. H. J. Sep. Sci. 2003, 26, 242–250.
153.
Hyun, M. H. Bull. Korean Chem. Soc. 2005, 26, 1153–1163.
154.
Sogah, G. D. Y.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 1259–1261.
155.
Sousa, L. R.; Sogah, G. D. Y.; Hoffman, D. H.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 4569–4576.
156.
Newcomb, M.; Toner, J. L.; Helgeson, R. C.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 4941–4947.
126
157.
Sousa, L. R.; Hoffman, D. H.; Kaplan, L.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 7100–7101.
158.
Lingenfelter, D. S.; Helgeson, R. C.; Cram, D. J. J. Org. Chem. 1981, 46, 393–406.
159.
Shinbo, T.; Yamaguchi, T.; Nishimura, K.; Sugiura, M. J. Chromatogr. A 1987, 405, 145–153.
160.
Shinbo, T.; Yamaguchi, T.; Yanagishita, H.; Kitamoto, D.; Sakaki, K.; Sugiura, M. J. Chromatogr. A 1992, 625, 101–108.
161.
Machida, Y.; Nishi, H.; Nakamura, K.; Nakai, H.; Sato, T. J. Chromatogr. A 1998, 805, 85–92.
162.
Hyun, M. H.; Jin, J. S.; Lee,W. J. J. Chromatogr. A 1998, 822, 155–161.
163.
Hyun, M. H. J. Sep. Sci. 2006, 29, 750–761.
164.
Tan, G. H.; Xue, J. Y.; Hyun, M. H. J. Sep. Sci. 2006, 29, 1407–1411.
165.
Hyun, M. H.; Song, Y.; Cho, Y. J.; Kim, D. H. J. Chromatogr. A 2006, 1108, 208–217.
166.
Berkecz, R.; Sztojkov-Ivanov, A.; Ilisz, I.; Forró, E.; Fülöp, F.; Hyun, M. H.; Péter, A. J. Chromatogr. A 2006, 1125, 138–143.
167.
Hyun, M. H.; Choi, H. J.; Kang, B. S.; Tan, G.; Cho, Y. J. Bull. Korean Chem. Soc. 2006, 27, 1775– 1779.
168.
Hyun, M. H.; Cho, Y. J.; Song, Y.; Choi, H. J.; Kang, B. S. Chirality 2007, 19, 74–81.
169.
Choi, H. J.; Park, Y. J.; Hyun, M. H. J. Chromatogr. A 2007, 1164, 235–239.
170.
Hyun, M. H.; Cho, Y. J.; Jin, J. S. J. Sep. Sci. 2002, 25, 648–652.
171.
Hyun, M. H.; Song, Y.; Cho, Y. J.; Choi, H. J. J. Sep. Sci. 2007, 30, 2539–2543.
172.
Ilisz, I.; Pataj, Z.; Berkecz, R.; Misicka, A.; Tymecka, D.; Fülöp, F.; Choi, H. J.; Hyun, M. H.; Péter, A. J. Chromatogr. A 2010, 1217, 1075–1082.
173.
Lee, A.; Choi, H. J.; Jin, K. B.; Hyun, M. H. J. Chromatogr. A 2011, 1218, 4071–4076.
174.
Hyun, M. H.; Han, S. C.; Cho, Y. J.; Jin, J. S.; Lee, W. Biomed. Chromatogr. 2002, 16, 356–360.
175.
Hyun, M. H.; Han, S. C. J. Biochem. Bioph. Methods 2002, 54, 235–243.
176.
Choi, H. J.; Cho, H. S.; Han, S. C.; Hyun, M. H. J. Sep. Sci. 2009, 32, 536–541.
177.
Lee, S. J.; Cho, H. S.; Choi, H. J.; Hyun, M. H. J. Chromatogr. A 2008, 1188, 318–321.
178.
Jin, K. B.; Kim, H. J.; Hyun, M. H. J. Kor. Chem. Soc. 2011, 55, 751–755.
179.
Steffeck, R. J.; Zelechonok, Y.; Gahm, K. H. J. Chromatogr. A 2002, 947, 301–305.
180.
Hirose, K.; Nakamura, T.; Nishioka, R.; Ueshige, T.; Tobe, Y. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 1549–1551.
181.
Hirose, K.; Jin, Y. Z.; Nakamura, T.; Nishioka, R.; Ueshige, T.; Tobe, Y. J. Chromatogr. A 2005, 1078, 35–41.
182.
Hirose, K.; Jin, Y. Z.; Nakamura, T.; Nishioka, R.; Ueshige, T.; Tobe, Y. Chirality 2005, 17, 142–148.
183.
Jin, Y. Z.; Hirose, K.; Nakamura, T.; Nishioka, R.; Ueshige, T.; Tobe, Y. J. Chromatogr. A 2006, 1129, 201–207.
184.
Motellier, S.; Wainer, I. W. J. Chromatogr. A 1990, 516, 365–373.
185.
Hilton, M.; Armstrong, D. W. J. Liq. Chromatogr. 1991, 14, 3673–3683.
186.
Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; Wang, T. M.; Zhu, C. Y.; Nazarenko, A. Y.; Izatt, R. M. Supramol. Chem. 1993, 1, 267–275.
187.
Huszthy, P.; Bradshaw, J. S.; Bodurov, A. V.; Izatt, R. M. ACH-Models Chem. 1994, 131, 445–454.
188.
Hathaway, J. K.; Izatt, R. M.; Zhu, Z. Y.; Huszthy, P.; Bradshaw, J. S. Supramol. Chem. 1995, 5, 9–13.
127
189.
Snyder, L. R.; Kirkland, J. J.; Dolan, J. W. Introduction to modern liquid chromatography, 3rd ; WileyVCH: New York, NY, USA, 2010.
190.
Kirkland, J. J.; De Stefano, J. J. J. Chromatogr. A 2006, 1126, 50–57.
191.
Unger, K. K.; Skudas, R.; Schulte, M. M. J. Chromatogr. A 2008, 1184, 393–415.
192.
Kupai, J.; Antal, K.; Lévai, S.; Balogh, G. T.; Tóth, T.; Huszthy, P. Tetrahedron:Asymmetry 2012, 23, 415–427.
193.
Tóth, T.; Huszthy, P.; Kupai, J.; Nyitrai, J. Arkivoc 2008, iii, 66–79.
194.
Kupai, J.; Huszthy, P.; Székely, K.; Tóth, T.; Párkányi, L. Arkivoc 2011, ix, 77–93.
195.
Kupai, J.; Huszthy, P.; Katz, M.; Tóth, T. Arkivoc 2012, v, 134–145.
196.
Bradshaw, J. S.; Huszthy, P.; McDaniel, C. W.; Zhu, C. Y.; Dalley, N. K.; Izatt, R. M.; Lifson, S. J. Org. Chem. 1990, 55, 3129–3137.
197.
Xiao, H.; Tao, X.; Wang, Y.; Qian, S.; Shi, G.; Li, H. Tetrahedron Lett. 2008, 49, 6819–6822.
198.
Jew, S.; Park, B.; Lim, D.; Kim, M. G.; Chung, I. K.; Kim, J. H.; Hong, C. I.; Kim, J. K.; Park, H. J.; Lee, J. H.; Park, H. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003, 13, 609–612.
199.
Shelkov, R.; Melman, A. Eur. J. Org. Chem. 2005, 1397–1401.
200.
Bell, R. P. The Proton in Chemistry, 2nd ed.; Cornell University Press, Ithaca: New York, NY, USA, 1973.
201.
Bradshaw, J. S.; Colter, M. L.; Nakatsuji, Y.; Spencer, N. O.; Brown, M. F.; Izatt, R. M.; Arena, G.; Pui-Kwang, T.; Wilson, B.E.; Lamb, J. D.; Dalley, N. K.; Morin, F. G.; Grant, D. M. J. Org. Chem. 1985, 50, 4865–4872.
202.
Horváth, G.; Rusa, C.; Köntös, Z.; Gerencsér, J.; Huszthy, P. Synth. Commun. 1999, 29, 3719–3731.
203.
Takalo, H.; Kankare, J. Acta Chem. Scand. Ser. B 1987, 41, 219–221.
204.
Chessa, G.; Canovese, L.; Visentin, F.; Santo, C.; Seraglia, R. Tetrahedron 2005, 61, 1755–1763.
205.
Takalo, H.; Pasanen, P.; Kankare, J. Acta Chem. Scand. Ser. B 1988, 42, 373–377.
206.
Lüning, U.; Baumstark, R.; Müller, M. Liebigs Ann. Chem. 1991, 987–998.
207.
Lüning, U.; Baumstark, R.; Peters, K.; Schnering, H. G. Liebigs Ann. Chem. 1990, 129–143.
208.
Tahri, A.; Cielen, E.; Van Aken, K. J.; Hoornaert, G. J.; De Schryver, F. C.; Boens, N. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1999, 1739–1748.
209.
Cooper, K. D.; Walborsky, H. M. J. Org. Chem. 1981, 46, 2110–2116.
210.
Ritter, K. Synthesis 1993, 735–762.
211.
Maloney, K. M.; Nwakpuda, E.; Kuethe, J. T.; Yin, J. J. Org. Chem. 2009, 74, 5111–5114.
212.
Feely, W. E.; Beavers, E. M. J. Am. Chem. Soc. 1959, 81, 4004–4007.
213.
Katagiri, H.; Iki, N.; Hattori, T.; Kabuto, C.; Miyano, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 779–780.
214.
Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483.
215.
Oh-e, T.; Miyaura, N.; Suzuki, A. Synlett, 1990, 221–223.
216.
Oh-e, T.; Miyaura, N.; Suzuki, A. J. Org. Chem. 1993, 58, 2201–2208.
217.
Reta, M.; Carr, P. W. J. Chromatogr. A. 1999, 855, 121–127.
218.
Antal, K. Diplomamunka 2012.
219.
Csordás, B. BSc szakdolgozat 2009.
128
220.
Csordás, B.; Farkas, V.; Kupai, J.; Antal, K.; Huszthy, P.; Hollósi, M. előkészületben
221.
Riddick, J. A.; Bunger, W. B.; Sakano, T. K. Techniques of Chemistry; 4th ed.; Weissberger, A., Ed.; Wiley-Interscience: New York, NY, USA, 1986, Volume 2.
222.
Higashi,T. Empirical Absorption Correction Program, 2001, (Rigaku/MSC Inc.)
223.
Burla, M. C.; Caliandro, R.; Camalli, M.; Carrozzini, B.; Cascarano, G. L.; De Caro, L.; Giacovazzo, C.; Polidori, G.; Spagna, R. J. Appl. Cryst. 2005, 38, 381–388.
224.
Sheldrick, G. M. Acta Cryst. 2008, A64, 112–122.
225.
Tang, R.; Zhao, Q.; Yan, Z.; Luo, Y. Synth. Commun. 2006, 36, 2027–2034.
129
KÖZLEMÉNYEK Az értekezés alapját képező és mellékelt közlemények 1. (K193)
Tóth, T.; Huszthy, P.; Kupai, J.; Nyitrai, J.: Synthesis of new enantiopure dimethyl-substituted pyridino-18-crown-6 ether type macrocycles containing different substituents at position 4 of the pyridine ring for enantiomeric recognition studies, Arkivoc 2008, iii, 66–79. (IF: 1,377)
2. (K194)
Kupai, J.; Huszthy, P.; Székely, K.; Tóth, T.; Párkányi, L.: Synthesis of new enantiopure dimethyl- and diisobutyl-substituted pyridino-18-crown-6 ethers containing a halogen atom or a methoxy group at position 4 of the pyridine ring for enantiomeric recognition studies, Arkivoc 2011, ix, 77–93. [IF(2010): 1,096]
3. (K195)
Kupai, J.; Huszthy, P.; Katz, M.; Tóth, T.: Synthesis of new enantiopure dimethyl-substituted pyridino-18-crown-6 ethers containing a hydroxymethyl, a formyl, or a carboxyl group at position 4 of the pyridine ring for enantiomeric recognition studies, Arkivoc 2012, v, 134–145. [IF(2010): 1,096]
4. (K192)
Kupai, J.; Lévai, S.; Antal, K.; Balogh, G. T.; Tóth, T.; Huszthy, P.: Preparation of pyridino-crown ether–based new chiral stationary phases and preliminary studies on their enantiomer separating ability for chiral protonated primary
aralkylamines,
Tetrahedron:Asymmetry
2012,
23,
415–427.
[IF(2010): 2,484] Az értekezés témájához kapcsolódó és mellékelt konferenciakiadvány 5.
Kupai, J.; Huszthy, P.; Székely, K.: A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált új enantiomertiszta piridino-18-korona-6 éterek szintézise. In: XIV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Ed Majdik, K., ISSN 1843-6293, p. 77– 80. (2008) (IF: 0) 130
Egyéb közlemények 6. (K145)
Ilisz, I.; Iványi, R.; Pataj, Z.; Kupai, J.; Huszthy, P.; Szatmári, I.; Fülöp, F.; Péter, A.: CE Enantioseparation of Betti Bases with Cyclodextrins and Crown Ether as Chiral Selectors, Chromatographia 2010, 71, S115–S119. (IF: 1,075; független idézet: 2)
7.
Székely, G.; Csordás, B.; Farkas, V.; Kupai, J.; Pogány, P.; Sánta, Z.; Szakács, Z.; Tóth, T.; Hollósi, M.; Sánta, Z.; Nyitrai, J.; Huszthy, P.: Synthesis and Preliminary Structural and Binding Characterization of New Enantiopure Crown Ethers Containing an Alkyl Diarylphosphinate or a Proton-Ionizable Diarylphosphinic Acid Unit, Eur. J. Org. Chem. 2012, közlésre elfogadva, DOI: 10.1002/ejoc.201101769; [IF(2010): 3,206]
131
Nyilatkozat
Alulírott Kupai József kijelentem, hogy ezt a doktori értekezést magam készítettem, és abban csak a megadott forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, amelyet szó szerint vagy azonos tartalomban, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem.
Budapest, 2012. június 1. Kupai József
132
