izpis_h1_title_alt

Oksidativno jodiranje fenolov in spajanje jodofenolov v odsotnosti prehodnih kovin
ID Rihtaršič, Martin (Avtor), ID Iskra, Jernej (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,16 MB)
MD5: E33B3A1FBD97D46B7DB1933A321AF0FC

Izvleček
Jodofenoli so pomembna skupina organskih spojin za medicinske in sintezne aplikacije. V prvem delu magistrske naloge raziščemo neposredno sintezo mono- in dijodofenolov s kemoselektivnim jodiranjem fenolov. Sistem I$_2$/H$_2$O$_2$/H$_2$SO$_4$ omogoči učinkovito uvedbo jodovega atoma na fenolni obroč. Reagenti so cenovno ugodni in komercialno dostopni, omogočena je 100 % atomska ekonomija joda, edini stranski produkt reakcije je H$_2$O. Kemoselektivnost kontroliramo z izbiro topila – v MeCN poteče monojodiranje, v EtOH pa dijodiranje fenolov. Uporabnost metode smo prikazali s kemoselektivnim jodiranjem 15 fenolov. Monojodiranje fenolov poteče s 44–82 % izkoristki. Dijodiranje 4-alkilfenolov poteče s 67–78 % izkoristki. Z uravnavanjem stehiometrije smo sintetizirali štiri biološko relevantne jodofenole, in sicer 3-jodotiramin, 3-jodotirozin, 3,5-dijodotiramin in 3,5-dijodotirozin, ki imajo pomembno uporabo v proteomiki, ADMET raziskavah, sintezni organski kemiji in radiologiji. Med raziskovanjem jodiranja fenolov smo opazili nastanek biarilnih spojin v nizkih izkoristkih. Ker gre za nepričakovane stranske produkte, smo v drugem delu magistrske naloge raziskali možnost uporabe jodofenolov v reakciji spajanja aril elektrofilov v odsotnosti prehodnih kovin. Ugotovili smo, da homospajanje 4-terc-butil-2,6-dijodofenola (3a) poteče tudi v prisotnosti 2 ekv. K$_2$CO$_3$ v THF/H$_2$O. Reakcija poteče po verižnem radikalskem mehanizmu. Iniciacija je možna s segrevanjem na 35 °C, pri sobni temperaturi pa poteče ob dodatku substehiometrične količine I$_2$. S kontrolnimi poskusi smo izključili možnost fotokemijske iniciacije ali fantomske reaktivnosti. Z metodo smo v odsotnosti prehodnih kovin sintetizirali pet biarilov v izkoristkih do 79 %. Poskusi heterospajanja 3a z osmimi aril jodidi z različnimi elektronskimi lastnostmi so bili neuspešni – rezultat je bila ali popolna inhibicija reaktivnosti ali homospajanje 3a. O heterospajanju Ar–X elektrofilov v odsotnosti prehodnih kovin še ni bilo poročano. Mehanistični eksperimenti ujetja radikalov s Ph$_2$Se$_2$ so potrdili verižni radikalski potek reakcije preko ključnega aril radikalskega intermediata. Mehanistična proba razkrije korak radikalske adicije Ar· na fenolni obroč s sledečim prenosom radikalske verige. Vloga K$_2$CO$_3$ je deprotonacija izhodnega fenola, I$_2$ pa ima vlogo mediacije enoelektronske redukcije. Reakcija je drugi primer C–C spajanja Ar–X elektrofilov v odsotnosti prehodnih kovin in prvi primer opisane reaktivnosti pri sobni temperaturi.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:kemoselektivno jodiranje, oksidativno jodiranje, spajanje v odsotnosti prehodnih kovin, radikalsko spajanje, verižni radikalski mehanizem, vodikov peroksid
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-159261 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:203499779 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:04.07.2024
Število ogledov:348
Število prenosov:190
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Oxidative iodination of phenols and transition-metal-free coupling of iodophenols
Izvleček:
Iodophenols are an invaluable class of organic compounds for medical and synthetic applications. In the first part of the Master’s thesis, direct synthesis of mono- and diiodophenols by chemoselective iodination of phenols is explored. The system I$_2$/H$_2$O$_2$/H$_2$SO$_4$ readily introduces iodine atom(s) onto phenols. Reagents are inexpensive and commercially available, 100 % iodine atom economy is enabled, and H$_2$O is the only byproduct. Chemoselectivity is achieved by choice of solvent – employing MeCN results in monoiodination, whereas EtOH effects diiodination. Utilizing our method, 15 phenols were chemoselectively iodinated. Monoiodination of phenols proceeds in 44–82 % yield. Diiodination of 4-alkylphenols proceeds in 67–78 % yield. Tuning the iodination stoichiometry allowed us to prepare four biologically relevant iodophenols: 3-iodotyramine, 3-iodotyrosine, 3,5-diiodotyramine and 3,5-diiodotyrosine, which have valuable applications in proteomics, ADMET studies, synthetic organic chemistry, and radiology. During our exploration of iodination, formation of biaryl compounds was observed in low yields. Since their formation was unexpected, in the second part of the Master’s thesis we investigated the possibility of utilizing iodophenols in transition-metal-free coupling of aryl electrophiles. Homocoupling of 4-tert-butyl-2,6-diiodophenol (3a) occurs in the presence of 2 eq. of K$_2$CO$_3$ in THF/H$_2$O. The reaction proceeds via a radical chain mechanism. Initiation can be achieved by heating to 35 °C or by employing a substoichiometric amount of I$_2$ at room temperature. Control experiments exclude photochemical initiation or phantom reactivity. Utilizing our method, five biaryls were prepared in up to 79 % yields under transition-metal-free conditions. Heterocoupling of 3a and eight aryl iodides with varying electronic properties were unfruitful – reactions resulted in complete inhibition or homocoupling of 3a. Transition-metal-free heterocoupling of Ar–X electrophiles remains elusive. Radical trapping experiments employing Ph$_2$Se$_2$ confirmed the radical chain mechanism via a key aryl radical intermediate. Mechanistic probe revealed the radical addition step of Ar· to the phenol ring, followed by radical chain propagation. The role of K$_2$CO$_3$ is phenol deprotonation, whereas I$_2$ mediates single electron transfer. The discovered reaction is the second example of transition-metal-free C–C coupling of Ar–X electrophiles and the first example of described reactivity at room temperature.

Ključne besede:chemoselective iodination, oxidative iodination, transition-metal-free coupling, radical coupling, radical chain mechanism, hydrogen peroxide

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj