| Summary: | Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee aryylisubstituoitujen hiili(sp3)–vetysidosten (C–H) aktivointia ja ristikytkentäreaktioita. Aryyliryhmiä, eli aromaattisia rengasrakenteita sisältäviä funktionaalisia ryhmiä esiintyy tuhansissa bioaktiivisissa molekyyleissä, mikä on herättänyt kiinnostuksen niihin myös synteesikemistien keskuudessa. Aryylisubstituoitujen C(sp3)–H-sidosten funktionalisointi- ja ristikytkentäreaktiot ovat tärkeitä orgaanisia reaktioita etenkin lääke- ja maatalouskemikaalien valmistuksen kannalta. Ristikytkentäreaktioiden tieteellinen tutkimus keskittyy etenkin hiili–hiili-, hiili–typpi- ja hiili–happi sidosten muodostamiseen. Tämän tyyppiset reaktiot ovat usein ristikytkentäreaktioita, jossa kaksi erillistä molekyylikokonaisuutta kytketään yhteen.
Klassisesti etenkin hiili–hiilisidosten muodostusreaktiot ovat vaatineet vaativia reaktio-olosuhteita tai monivaiheisia synteesireittejä. Usein reaktiot toteutetaan funktionalisoimalla lähtöaine reaktiivisemmaksi, esimerkiksi muodostamalla organohalidi, minkä jälkeen uusi sidos muodostetaan klassisella substituutioon perustuvalla reaktiolla. Aryylisubstituoitujen hiili(sp³)–vetysidosten poikkeuksellinen reaktiivisuus mahdollistaa kuitenkin vaihtoehtoisen lähestymistavan uusien sidosten muodostamiseen. Tätä reaktiivisuutta hyödynnetään usein orgaanisissa reaktioissa. Tämän opinnäytetyön kirjallisessa osassa esitetään teoriaa ja esimerkkejä bentsyylisen aseman ja joidenkin muiden aryylisubstituoitujen C(sp3)–H-sidosten reaktiivisuudesta, ristikytkentäreaktioista ja synteesistrategioista. Lisäksi käsitellään siirtymämetallien roolia C–H-sidosten aktivoinnissa sekä esitellään yleisiä reaktiomekanismeja, joiden kautta nämä reaktiot etenevät. Lisäksi pohditaan reaktioiden mahdollisia sovelluskohteita. Kirjallinen osa toimii samalla johdantona kokeelliselle osalle.
Kokeellisessa osassa tavoitteena oli suorittaa palladiumkatalysoituja ristidehydrogenatiivisia kytkentäreaktioita indolin C3-substituoituneen metyyliryhmän eli 3-indolyylimetyylin ja β ketoestereiden sekä β-ketoamidien välillä. Reaktio-olosuhteita optimoitiin korkeampien saantojen saavuttamiseksi. Lähtöaineina käytettiin kolmea eri indolia, neljää β-ketoesteriä ja yhtä β-ketoamidia. Kokeellisessa osassa esitetään kuusi reaktioesimerkkiä, jotka antoivat saantoja 44 %:n ja 91 %:n välillä, mitä voidaan pitää vähintäänkin tyydyttävänä tuloksena. Tulosten perusteella todettiin, että työn tavoitteet saavutettiin ja reaktiot olivat toimivia indolien sekä β ketoestereiden ja β-ketoamidien välillä.
|
|---|