Szilárd bázis felületén végbemenő reakciók tanulmányozása szerves foszforvegyületek körében = Reactions of organophosphorus substrates on the solid bases

Egyszerű módszert dolgoztunk ki vegyes foszfátok előállítására oxo vegyületekből és H-foszfonátokból (dialkil-foszfitokból) fázistranszfer katalitikus körülmények között (szilárd kálium-karbonát bázissal), továbbá diasztereo szelektív szintézisben α-hidroxi-foszfinátokat állítottunk elő aldehidekből és H-foszfinátokból. α-Meziloxi-foszfonátok és dialkil-foszfitok új reakcióját ismertük fel és megoldást javasoltunk a foszfono – foszfát szerkezetű termék keletkezésének mechanizmusára. Megvizsgáltuk savanhidridek keletkezésének mechanizmusát szilárd kálium-karbonát felületén. Javaslatunk szerint a különböző savkloridok (foszfor-, szulfon-, karbon-) az un. „interphase”-ben reaktív vegyes anhidrid intermediert képeznek a karbonáttal, ami a megfelelő foszforsav, szulfonsav ill. karbonsav anhidriddé alakul tovább. α-Amino-foszfinátok enantio szelektív szintézisét valósítottuk meg aldehidekből, királis aminokból és H-foszfinátokból szilárd bázisok felülettén (alumínium-oxid, fluoridok) mikrohullámú gerjesztéssel. | A simple method was developed for the synthesis of mixed phosphonates starting from oxo compounds and dialkyl phosphites in phase transfer catalytic circumstances (on solid potassium carbonate), and α-hydroxy phosphonates were obtained in diastereoselective synthesis starting from aldehydes and H phosphinates by the same way. A new reaction of α-meziloxy phosphonates and dialkyl phosphites was recognized, and a mechanism was assumed for the formation of the phosphono phosphate type product. We investigated the mechanism of the formation of acid anhydrides on the surface of solid potassium carbonate. According to our results, various sorts of acid chlorides (phosphoric-, sulfonic-, carboxylic-) form a mixed anhydride type intermediate in the „interphase”, stabilization of which result in the anhydrides of phosphoric-, sulfonic-, carboxylic acids. The enantioselective synthesis of α-aminophosphinates were performed starting from aldehydes, chiral amines and H-phosphinates on the surface of solid bases (alumina, and alkali fluorides) using microwave

Természetes aminosavak foszfonsav és foszfinsav analogjai = Phosphonic and phosphinic acid analogues of natural amino acids

Az amino-foszfon-, és foszfinsavak az aminosavak analogonjainak tekinthetők, ezért mind önmagukban, mind peptidláncba építve számos érdekes felhasználási területtel rendelkeznek. Szintézisükre több eljárás ismeretes, jól használható sztereoszelektív módszer azonban kevés van (amino-foszfinsavakra kutatásunk kezdetéig nem is volt). Célkitűzésünk az volt, hogy új enantioszelektív/diaszteroszelektív módszereket dolgozzunk ki a királis szénatomot tartalmazó származékok egyes enantiomerjeinek előállítása is. α-Amino-foszfonsavak körében először sikerült katalitikus enantioszelektív Michael addiciót sikeresen végrehajtani. Katalizátorként cukortartalmú koronaétereket és TADDOL-okat használtunk. Az előbbivel közepes, míg a másodikkal jó enantioszelektívitásokat értünk el. α-Amino-foszfinsavak körében kutatócsoportunknak először sikerült tiszta enantiomereket előállítani királis csoportot tartalmazó iminekből és alkil/aril-foszfinátokból. Abban az esetben, amikor királis szulfiniminekből indultunk ki egy érdekes átrendeződési reakciót tapasztaltunk. Külön alcsoportot képeznek az amino-ciklopropán-foszfinsavak, amelyek merevített oldalláncú aminosavaknak tekinthetők és az irodalomban egyáltalán nem szerepelnek. Diasztereoszelektív gyűrűzárással ciklopropánfoszfinsav-laktonokat szintetizáltunk. A lakton-gyűrű nyitásával kapott savamid, ill. savazid-származékok egyrészt a célvegyületekké alakíthatók, másrészt enzimes kinetikus reszolválással enantiomerekre bonthatók. | Amino phosphonates and phosphinates as the phosphorus analogues of naturally occurring α-amino acids are finding increasing interests as building blocks of phosphopeptides, and as interesting model compounds in enzyme research. The preparation of the single enantiomers of these compounds still remains partly unsolved and needs new synthetic methods. In this project, a catalytic asymmetric Michael addition was successfully applied in the synthesis of chiral aminophosphonates. As chiral catalysts sugar containing crown ethers and TADDOLs were used with medium and good selectivity, respectively. We were the first to succeed in the enantioselective synthesis of substituted aminophosphinic acids from chiral imines and alkyl/aryl phosphinates. In the case we used enantiopure sulfinimines several unexpected by products were isolated and identified as a result of an interesting side reaction. α-Amino cyclpropane phosphinic acids as conformationally restricted amino acids form a newly synthesized subgroup. As the first step, we developed a diastereoselective cyclopropanation reaction providing cyclopropane lactones, then acid amides and azides were obtained by opening the lacton ring, following by enzyme catalyzed kinetic resolution resulting in useful intermediates as single isomers

Amino-foszfonsavak és foszfinsavak sztereoszelektív szintézise = Stereoselective synthesis of amino phosphonic and phosphinic acids

A projekt célja aminofoszfonátok és foszfinátok katalitikus sztereoszelektív szintézise volt. Különböző ?????és ?-aminofoszfonát prekurzorokból kiindulva C-C kötés kialakításával állítottunk elő egyik enantiomerben gazdagabb ??C-atomon szubsztituált foszfonátokat. Megállapítottuk, hogy a Michael-addicióban alkalmazható királis katalizátor típusa a prekurzor foszfonát ??helyzetű CH-csoportjának savasságától függ. A legkevésbé savas védett foszfoglicin származékból D-glukóz-, ill. R-BINOL alapú N-tartalmú koronaéteekkel erős bázis jelenlétében igen magas enantiomer-, és diasztereomer felesleget sikerült elérni akril-nitrilek Michael-addiciójában. Ciano-metilfoszfonátot, mint viszonylag könnyen deprotonálható ?-aminofoszfonsav prekurzort organokatalizátorokkal kalkonok Michael-addiciójában tudtuk hasznosítani. Katalizátorként cinkona-, és TADDOL-alapú tiokarbamid származékokat alkalmaztunk. Az ??nitro-etilfoszfonát, mint ??helyzetben kvaterner C-atomot tartalmazó aminofoszfonsav származék prekurzora organokatalizált Michael-addicióban aril-akrilátokkal magas enantioszelektivitással eredményezte a megfelelő adduktot, melyet katalitikus hidrogénezéssel aminofoszfonáttá alakítottunk. Katalitikus P-C kötés kialakításával dialkil-foszfitokból és iminekből is előállítottunk közel enantiomertiszta ??aminofoszfonát-származékokat TADDOL-ok titán-komplexeit alkalmazva Lewis-sav katalizátorként. Többlépéses szintézisben - az irodalomban eddig nem szereplő vegyületcsalád egyik képviselőjét - amino-ciklopropán-foszfinsavat állítottunk elő. Az egyik intermedierre enzimatikus kinetikus reszolválási módszert dolgoztunk ki. | The aim of the project was the catalytic stereoselective synthesis of aminophosphonates and aminophosphinates. Several ?-, and ?-aminophosphonate precursors were used in C-C-bond forming reactions resulting in nonracemic ?-substituted aminophosphonates. It was established that the character of the catalyst suitable in the Michael addition was strongly influenced by the acidity of the ?- CH-group of the precursor. The least acidic protected phosphoglycine derivative could be applied in the Michael addition of acrilonitriles by using strong base and D-glucose/R-BINOL-based crown ethers as catalysts resulting in the adducts in high enantio-, and diastereoselectivity. Cyanomethyl phosphonate as an easily deprotonable ?-aminophosphonate precursor could be utilized in an organocatalytic Michael addition of chalchones. As catalysts chincona-, and TADDOL-based thioureas were applied. Nearly the single isomer of ?-aminophosphonates having quaternary carbon atom next to the phosphorus were obtained from ?-nitro ethylphosphonate by means of aryl acrilate in an organocatalysed Michael addition followed by catalytic hydrogenation. Nearly the single isomer of ?-aminophosphonates were also synthesised from dialkyl phosphites and imines in P-C bond formation reaction using TADDOL-Ti complex as catalyst. A substituted aminocyclopropanephosphinic acid as the first member of a new family of compound was synthesised in a multistep reaction. An enzymatic kinetic resolution was succesfully applied on one of the intermediates

Study of the diastereoisomers formed between (N-alkyl)-pipecolic acid-anilides and 2R,3R-tartaric acid or O,O′-dibenzoyl-2R,3R-tartaric acid.

It was found that during the optical resolution of (N-alkyl)-pipecolic acid-anilides by 2R,3R- tartaric acid and O,O′-dibenzoyl-2R,3R-tartaric acid that the precipitated diastereoisomer was not the salt but a diastereoisomeric complex in 8 cases from 13. The results indicate that tartaric acids may be used as general resolving agents for optical resolution of racemates even having no basic group