Zadanie 13 - Instytut Chemii Organicznej PAN

Projekt „Cukry jako surowce odnawialne w syntezie produktów o wysokiej wartości dodanej”
realizowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
POIG.01.01.02-14-102/09
Lider Projektu: Instytut Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk
Zadanie 13
SYNTEZA POLIHYDROKSYLOWYCH POCHODNYCH INDOLIZYDYNY I PIPERYDYNY
Ewa Mironiuk-Puchalska, Mariola Koszytkowska-Stawińska, Magdalena Popławska,
A. Horbaczewska-Juchniewicz, Tomasz Rowicki, Maciej Malinowski, Wojciech Sas
Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa
W syntezie tytułowych związków wykorzystano reakcję wewnątrzcząsteczkowej 1,3-dipolarnej
cykloaddycji; w reakcji cukrów (M, Ry1,.Ry2 i P. Rysunek 1) z różnymi pochodnymi
N-(-alkenylo)hydroksyloaminami
HA
powstawały
nitrony,
które
in
situ
ulegały
wewnątrzcząsteczkowej 1,3-dipolarnej cykloaddycji dając pochodne 7-oksa-1-aza-bicyklo[2.2.1]heptanu jako mieszaninę stereoizomerów BCH1 i BCH2 (1).
O
cukier
CHO =
H
O
M
NO2
R
O
O OH
Ry1 R=H;
O
R,R=
Rysunek 1
(1)
O
O
H2C O R'
H2C O R'
H
HA
HOCH2(CHOH)3CHO
niezabezpieczone pentozy
P
Ry2 R=PG
HA1 R=Me; HA2 R =CH2OPiv;
R
O OH
RO
cukier CHO
cukier
O
N
HA3 R'=Me; HA4 R',R' =(CH2)5
R
R
BCH1
R
R
O
N
H
cukier
BCH2
Pojedynczy izomer typu BCH1 powstawały w reakcji diizopropylidenomanofuranozy M z różnymi
hydroksyloaminami HA. Zostały one przekształcone w kilku etapach w polihydroksylowe
pochodne indolizydyny IN1 – IN4 (Rysunek 2).
H OH
OH
N
R2
1
R
HO
H OH
OH
N
OH
HO
OH
OH
OH OH
IN1 R1=OH, R2=H
IN2 R1=H, R2=OH
H OH
OH
N
HO
OH OH
IN3
IN4
Rysunek 2
Natomiast obie pochodne 2,3-O-izopropylidenorybofuranozy reagowały
z hydroksyloaminami
HA1 i HA3 dając mieszaniny obu stereoizomerów w proporcji 1/1 (Rysunek 3). Mieszaninę
izomerów otrzymanych w reakcji HA1 z Ry1 rozdzielono na poszczególne izomery.
H
HA1 lub HA3
Ry1 lub Ry2
cukier
BCH1-Ry/BCH2-Ry = 1/1
O
N
R
R
BCH1-Ry
R
R
O
N
H
cukier
BCH2-Ry
Rysunek 3
Również w reakcji nie zabezpieczonych pentoz P z hydroksyloaminą HA2 powstawała mieszanina
stereoizomerów. Jej skład zależał od obecności kwasów Lewisa.
H
P
HA2
cukier
O
R
N R
BCH1-P
D-KSYLOZA
OH
H
HO2C
N
H
R
R
CH2OH
CH2OH
HOH2C
HOH2C
O H
cukier
N
BCH2-P
OH
H
N
H
CO2H
Rysunek 4
Pochodne BCH1-P otrzymane z D-ksylofuranozy zostały rozdzielone na izomery. Zostały one
przekształcone w enancjomeryczne polihydroksylowe kwasy pipekolinowe.