Béta-laktámokhoz vezető dominó reakció: átmenetifém-katalizált ketén képződés és cikloaddíció szintetikus és elméleti vizsgálata = Domino transition metal-catalysed ketene formation — cycloaddition reactions leading to beta-lactams. Synthetic and theoretical aspects.

Abstract

Reakciókinetikai, spektroszkópiai és elméleti kémiai számítási módszerekkel tisztáztuk a kobalt-katalizált etil-diazoacetát karbonilezés mechanizmusát. Kvantumkémiai számításokkal vizsgáltuk diazometán és etil-diazoacetát reakcióját nikkel-tetrakarbonil és Ni(CO)3(PH3) komplexekkel. Vizsgáltuk a HM(CO)2Cp komplexek szerkezetét (M=Mo, W) és trimetilszilil-diazometánnal történő reakcióját. A foszfántartalmú kobalt-komplex heterogenizálásával aktív és többször felhasználható katalizátort fejlesztettünk ki. Az etil-diazoacetát alkil-szubsztituált iminek jelenlétében megvalósítható karbonilezésével egyreakcióedényes ? -laktám szintézist dolgoztunk ki. Ferrocéntartalmú iminek reakciójában a ? -laktám képződés mellett vagy helyett gyűrűnyitást tapasztaltunk. Ily módon új 2-(1-ferrocenil-metilidén)-malonsav- vagy tetrahidro-4(1H)-pirimidinon származékokat állítottunk elő jó hozammal. Javaslatot tettünk a reakciók mechanizmusára. Megállapítottuk, hogy 2-szubsztituált ferrocénszármazékok alkalmazásával a gyűrűnyitás megakadályozható. Az oldalláncban ?-laktámot tartalmazó szteroidokat állítottunk elő palládium-katalizált karbonilezés alkalmazásával. Változatos szerkezetű egyéb heterociklusos szteroidokat és ferrocénszármazékokat is szintetizáltunk homogén katalitikus reakciók felhasználásával. Egyes szteránvázas kiindulási vegyületek szintézise kapcsán vizsgáltuk epoxi-szteroidok gyűrűnyitását ionfolyadékokban és a vizsgálatokat kiterjesztettük többféle nukleofil reakciópartnerre. | Mechanism of cobalt-catalysed carbonylation of ethyl diazoacetate has been clarified by detailed kinetic and spectroscopic investigations and quantum chemical calculations. Reactions of diazomethane and ethyl diazoacetate with Ni(CO)4 or Ni(CO)3(PH3) were investigated by means of DFT calculations. Structure of a HM(CO)2Cp (M=Mo, W) complexes and their reactions with trimethylsilyl-diazomethane were investigated. By the heterogenization of a phosphane containing cobalt complex, a supported, reusable catalyst was obtained and used succesfully in the domino reaction.. A one-pot reaction was developed for the synthesis of ? –lactams. In case of ferrocene-substituted compounds, lactam ring-opening was observed and 2-(1-ferrocenyl-methylidene)-malonic acid derivatives or tetrahidro-4(1H)-pirimidinones were obtained in good yields. The reaction mechanisms were clarified by experimental and theoretical investigations. It was proved that ring-opening can be hindered by the use of 2-substituted ferrocene derivatives. New steroid-?-lactam hibrids have been obtained by palladium-catalysed carbonylation. Various other new steroids and ferrocene derivatives with heterocyclic moieties have been synthesised by homogeneous catalytic reactions. Related to the synthesis of some of the steroidal substrates, ring-opening of steroidal epoxides in ionic liquids, in the presence of various nucleophilic reagents, was investigated