Zielona chemia podsumowanie wykładu (2 godz.) 8. Zaliczenie (2 godz.)

Podobne dokumenty
Zasady Mannicha i ich pochodne stosowane w lecznictwie - przykłady

Otrzymywanie -aminokwasów

Wykład 2. Zielona chemia

Organokataliza mechanizmy, katalizatory, reakcje. Maria Rogozińska Zespół VI

Reakcje alkoholi, eterów, epoksydów, amin i tioli

Enancjoselektywne reakcje addycje do imin katalizowane kompleksami cynku

b. Rozdział mieszaniny racemicznej na CHIRALNEJ kolumnie (Y. Okamoto, T. Ikai, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, )

STEREOCHEMIA ORGANICZNA Wykład 6

Aminy pierwszorzędowe - niedoceniane katalizatory w syntezie asymetrycznej

Odkrycie. Patentowanie. Opracowanie procesu chemicznego. Opracowanie procesu produkcyjnego. Aktywność Toksykologia ADME

Metody syntezy fosfonianów. Marta Sowińska Zespół XII

Reakcje związków karbonylowych zudziałem atomu węgla alfa (C- )

14. Reakcje kwasów karboksylowych i ich pochodnych

Reakcje kwasów karboksylowych i ich pochodnych

18 i 19. Substytucja nukleofilowa w halogenkach alkili

WYKŁAD 6. Zalecana literatura

TECHNOLOGIA CHEMICZNA JAKO NAUKA STOSOWANA GENEZA NOWEGO PROCESU TECHNOLOGICZNEGO CHEMICZNA KONCEPCJA PROCESU

CHIRALNE KWASY FOSFOROWE WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE. Anna Kozioł Zespół II

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

copyright (c) IChO PAN 2

Wykład 3. Zielona chemia (część 2)

46 i 47. Wstęp do chemii -aminokwasów

wykład monograficzny O niektórych sposobach udoskonalania procesów katalizowanych metalami i ich związkami

Pochodne węglowodorów, w cząsteczkach których jeden atom H jest zastąpiony grupą hydroksylową (- OH ).

STEREOCHEMIA ORGANICZNA

21. Wstęp do chemii a-aminokwasów

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I

Zielona chemia podsumowanie wykładu (2 godz.) 8. Zaliczenie (2 godz.)

STEREOCHEMIA ORGANICZNA

11. Reakcje alkoholi, eterów, epoksydów, amin i tioli

PL B1. UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU, Poznań, PL BUP 24/17

Plan dydaktyczny z chemii klasa: 2TRA 1 godzina tygodniowo- zakres podstawowy. Dział Zakres treści

JEDNOREAKTOROWE METODY SYNTEZY SOLI DIARYLOJODONIOWYCH ONE-POT SYNTHESES OF DIARYLIODONIUM SALTS

Układy pięcioczłonowe z jednym heteroatomem

SYNTEZA 2,4,6-TRIARYLOPIRYDYNY (wprowadzenie teoretyczne)

18. Reakcje benzenu i jego pochodnych

ROLNICTWO. Ćwiczenie 1

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII I GOSPODARKA ODPADAMI STUDIA STACJONARNE

Zestaw pytań egzaminu inŝynierskiego przeprowadzanego w Katedrze Fizykochemii i Technologii Polimerów dla kierunku CHEMIA

STEREOCHEMIA ORGANICZNA Wykład 6

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne

Addycje Nukleofilowe do Grupy Karbonylowej

Alkeny - reaktywność

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

Mg I. I Mg. Nie można ich jednak otrzymać ze związków, które posiadają grupy chlorowcowe w tak zwanym ustawieniu wicynalnym.

Reakcje aldehydów i ketonów. grupa karbonylowa Z = H, aldehyd Z = R (czyli at. C), keton

CHEMIA 10 WĘGLOWODORY I ICH FLUOROWCOPOCHODNE. ALKOHOLE I FENOLE. IZOMERIA. POLIMERYZACJA.

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

Chemia ogólna nieorganiczna Wykład XII Kinetyka i statyka chemiczna

Reakcje benzenu i jego pochodnych

Projektowanie Biznesu Ekologicznego Wykład 2 Adriana Zaleska-Medynska Katedra Technologii Środowiska, p. G202

Ćwiczenie 1. Ćwiczenie Temat: Podstawowe reakcje nieorganiczne. Obliczenia stechiometryczne.

Wykład 21 XI 2018 Żywienie

Spis treści 1. Struktura elektronowa związków organicznych 2. Budowa przestrzenna cząsteczek związków organicznych

Wzorce podstawą rzetelnych wyników analizy substancji farmaceutycznych. Aleksandra Wilk

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

Nazwa przedmiotu (w języku. CHEMIA ORGANICZNA I polskim oraz angielskim) ORGANIC CHEMISTRY I Jednostka oferująca przedmiot

Obliczanie wydajności reakcji

V. WYMAGANIA EGZAMINACYJNE

Aminy. - Budowa i klasyfikacja amin - Nazewnictwo i izomeria amin - Otrzymywanie amin - Właściwości amin

1. REAKCJA ZE ZWIĄZKAMI POSIADAJĄCYMI KWASOWY ATOM WODORU:

11. Związki heterocykliczne w codziennym życiu

PROGRAM ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z CHEMII (SEMESTR LETNI) OCHRONA ŚRODOWISKA

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Zielone rozpuszczalniki ciecze jonowe

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY. Katedra Technologii Chemicznej. Technologia Chemiczna laboratorium

Sharpless epoxydation of allylic alcohols

CHEMIA 10. Oznaczenia: R - podstawnik węglowodorowy, zwykle alifatyczny (łańcuchowy) X, X 2 - atom lub cząsteczka fluorowca

Chemia organiczna. Zagadnienia i przykładowe pytania do kolokwiów dla Biotechnologii (I rok)

KATALIZA I KATALIZATORY

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Treść podstawy programowej

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

1 ekwiwalent 6 ekwiwalentów 0,62 ekwiwalentu

KONKURS CHEMICZNY ROK PRZED MATURĄ

CHEMIA ORGANICZNA (II)

Obliczenia stechiometryczne, bilansowanie równań reakcji redoks

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII

Chemia techniczna Technical chemistry

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Otrzymywanie halogenków alkilów

EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII

Za poprawną metodę Za poprawne obliczenia wraz z podaniem zmiany ph

Rozdział 6. Odpowiedzi i rozwiązania zadań. Chemia organiczna. Zdzisław Głowacki. Zakres podstawowy i rozszerzony

Tematy i zakres treści z chemii - zakres rozszerzony, dla klas 2 LO2 i 3 TZA/archt. kraj.

Regulamin Przedmiotowy. XII Wojewódzkiego Konkursu Chemicznego. dla uczniów szkół gimnazjalnych województwa świętokrzyskiego

PL B1. Kwasy α-hydroksymetylofosfonowe pochodne 2-azanorbornanu i sposób ich wytwarzania. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

1 ekwiwalent 1 ekwiwalent

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Chemiczny LABORATORIUM PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

Metody fosforylacji. Schemat 1. Powstawanie trifosforanu nukleozydu

WYMAGANIA EDUKACYJNE w klasie III

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

ENZYMY W CHEMII. Michał Rachwalski. Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej

OTRZYMYWANIE KARBOKSYMETYLOCELULOZY

Test diagnostyczny. Dorota Lewandowska, Lidia Wasyłyszyn, Anna Warchoł. Część A (0 5) Standard I

Wymagania edukacyjne niezbędne do uzyskania poszczególnych śródrocznych i rocznych ocen klasyfikacyjnych CHEMIA klasa III Oceny śródroczne:

Transkrypt:

Zielona chemia - wprowadzenie do wykładu (1 godz.) 1. eakcje wieloskładnikowe (2 godz.) 2. Kataliza przeniesienia fazowego (1 godz.) 3. eakcje prowadzone w wodzie z udziałem wody w roli medium reakcyjnego (2 godz.) 4. eakcje prowadzone w fazie stałej (1 godz.) 5. eakcje prowadzone w cieczy jonowej (1 godz.) 6. eakcje inicjowane mikrofalami (2 godz.) 7. eakcje prowadzone w mikroreaktorach przepływowych (1 godz.) Zielona chemia podsumowanie wykładu (2 godz.) 8. Zaliczenie (2 godz.) owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 1

Definicja Projektowanie, opracowywanie oraz stosowanie produktów i procesów chemicznych pozwalających na ograniczenie lub wyeliminowanie substancji niebezpiecznych. P. T. Anastas, J. C.Warner w Green Chemistry: Theory and Practice. xford, Science Publications, xford (1998). Substancje niebezpieczne: wybuchowe, palne, korodujące, toksyczne, kancerogenne, szkodliwe dla środowiska. Cele: o o o o rozwijanie efektywnych technologii pod względem materiałowym, energetycznym, wykorzystania siły roboczej, docelowych właściwości produktu, ograniczenie stosowania substancji pomocniczych (np. rezygnacja z taktyki zabezpieczenie grup funkcyjnych reakcja odbezpieczenie grup funkcyjnych), ograniczenie stosowania rozpuszczalników, ograniczenie ilości generowanych odpadów. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 2

Zasady zielonej chemii (http://www.epa.gov/ greenchemistry/index.html): 1. Lepiej zapobiegać generowaniu odpadów niż je utylizować. ajlepiej, kiedy jedynymi pozostałościami są niedoreagowane substraty i/lub reagenty. 2. Projektowanie metod syntetycznych zapewniających najwyższy stopień wbudowania użytych substratów do docelowych produktów. Celem jest uzyskiwanie finalnych produktów ze 100% wydajnością, 3. Projektowanie metod syntetycznych wykorzystujących substancje nietoksyczne dla ludzi i środowiska. Stosujmy bezpieczniejsze zamienniki reagentów i rozpuszczalników. 4. Projektowanie docelowych produktów w sposób zapewniający zachowanie ich właściwości i obniżenie toksyczności. 5. graniczenie stosowania substancji pomocniczych (np., rozpuszczalników, środków suszących), a jeśli są konieczne to używanie tych nieszkodliwych. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 3

Zasady zielonej chemii (http://www.epa.gov/ greenchemistry/index.html): 6. Minimalizowanie zużycia energii w celu ograniczenia kosztów procesów chemicznych i ich wpływu na środowisko naturalne. 7. Pozyskiwanie surowców ze źródeł odnawialnych (C 2 z fermentacji, metanu z biomasy). 8. Unikanie zbędnych przekształceń chemicznych, np. zabezpieczania grup funkcyjnych. 9. pracowywanie katalizatorów umożliwiających stosowanie stechiometrycznych ilości reagentów. 10. Projektowanie produktów, których utylizacja nie szkodzi środowisku (biodegradowalnych). 11. ozwój metod analitycznych pozwalających na monitorowanie procesów chemicznych pod kątem tworzenia ubocznych substancji szkodliwych. 12. Stosowanie substancji chemicznych w postaci pozwalającej na zapobieżenie skażeniom środowiska naturalnego, eksplozjom i pożarom. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 4

Green chemistry efficiently utilizes (preferably renewable) raw materials, eliminates waste and avoids the use of toxic and/or hazardous reagents and solvents in the manufacture and application of chemical products.. A. Sheldon C.. Acad. Sci. Paris, IIc, Chimie/Chemistry 2000, 3, 541 551. Cel tzw. zrównoważonych technologii: Meeting the needs of the present generation without compromising the ability of future generations to meet their own needs. C. G. Brundtland w ur Common Future, The World Commission on Environmental Development, xford University Press, xford, 1987. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 5

E factor = masa masa odpadów produktu Uwzględnia wydajność procesu ie uwzględnia wody. A. Sheldon, I. Arends, U. anefeld w Green Chemistry and Catalysis, 2007 WILEY-VC Verlag Gmb & Co. KGaA, Weinheim, Germany owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 6

atom efficiency = masa molowa produktu suma mas molowych odpadów x100% ie uwzględnia wydajności procesu 3 + 2 Cr 3 + 3 2 S 4 3 + Cr 2 (S 4 ) 3 + 6 2 360 atom efficiency = x 100% = 42% 860 kat. 2 + 2 2 + 2 2 120 atom efficiency = x 100% = 87% 138. A. Sheldon, I. Arends, U. anefeld w Green Chemistry and Catalysis, 2007 WILEY-VC Verlag Gmb & Co. KGaA, Weinheim, Germany owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 7

C 2 2 2 K 2 Cr 2 7 2 2 Fe, Cl 2 2 Cl/ 2 2 S 4 /S 3 -C 2 T 2 2 2 floroglucyna atom efficiency < 5% E factor = 40 (40 kg Cr 2 (S 4 ) 3, 4 Cl, FeCl 2 i KS 4 /1kg florogucyny). A. Sheldon, I. Arends, U. anefeld w Green Chemistry and Catalysis, 2007 WILEY-VC Verlag Gmb & Co. KGaA, Weinheim, Germany owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 8

( EQ) environmen tal quotient = szkodliwość szkodliwość odpadu odpadu 1 2 elatywna szkodliwość środowiskowa odpadów oceniana arbitralnie na podstawie np. ich toksyczności i łatwości utylizacji. szkodliwość Cr ( S ) szkodliwość acl 2 4 3 ( ( S ) ) = = 100 1000 EQ Cr 2 4 3 EQ (Br) < EQ (Cl) (łatwiej utlenić Br do Br 2 ). A. Sheldon, I. Arends, U. anefeld w Green Chemistry and Catalysis, 2007 WILEY-VC Verlag Gmb & Co. KGaA, Weinheim, Germany owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 9

EQ = szkodliwość szkodliwość tonazu 1 tonazu 2 odpadu odpadu elatywna szkodliwość środowiskowa wielkości produkcji odpadu. p. w przypadku acl tonaż 1 1000 t, EQ 1 0 tonaż 2 10000 t, EQ 2 >> 0 tonaż 3 >> 10000 t, EQ 3 < EQ 2 (możliwość wykorzystania do elektrolitycznej produkcji Cl 2, który zostanie wykorzystany w syntezie) Cl 2 / 2 Cl. A. Sheldon, I. Arends, U. anefeld w Green Chemistry and Catalysis, 2007 WILEY-VC Verlag Gmb & Co. KGaA, Weinheim, Germany owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 10

Wartość rynkowa odpadu 3 + 2 2 2 2 S 4 2 S 4 / 2 2 S 4 2 + ( 4 ) 2 S 4 kaprolaktam 4.5 kg/1 kg kaprolaktamu (nawóz sztuczny). A. Sheldon, I. Arends, U. anefeld w Green Chemistry and Catalysis, 2007 WILEY-VC Verlag Gmb & Co. KGaA, Weinheim, Germany owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 11

A1 B1 C1 A2 B2 C2 A 1 A1 B1 C1 A2 B2 C2 A 2 B 1 C 1 2 B C 2 A1 A2 B 1 C 2 B 2 C 1 A 1 A 2 B2 C 1 B1 C 2 A 1 A 2 B2 C 2 B1 C 1 Chcemy wyprodukować serię analogów modelowego związku A-B-C, np. osiem związków, różniących się podstawnikami w każdym z fragmentów: A, B i C. Bierzemy więc po dwa związki wyjściowe typu A, B i C, a następnie docelowe analogi będące ich kombinacjami, uzyskamy osiem produktów końcowych. A + B 50% A 50% A C 1 mol 1 mol 0.5 mol 0.25 mol B C B siem syntez dwuetapowych, wydajność końcowa każdej syntezy 25% B A + B 1 mol 1 mol + C 1 mol 50% A C 0.5 mol siem syntez jednoetapowych, wydajność końcowa każdej syntezy 50% Definicja reakcji wieloskładnikowej a multicomponent reaction comprises reactions with more than two starting materials participating in the reaction and, at the same time, the atoms of these educts contribute the majority of the novel skeleton of the product Ugi, I.; Dömling, A.; örl, W. Endeavour 1994, 18, 115-122 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 12

kwasy α -aminofosfonowe α -aminokwasy C 2 Synteza Streckera -acylo-α -aminokwasy 2 P eakcja Kabachnika-Fieldsa 2 P( ) 3 2 C C/ 2 C 2 eakcja Wakamatsu β -aminoketony (zasady Mannicha) eakcja Mannicha C C 2 C C 2 2 C -acylokarboksamidy eakcja Ugiego α -acyloksykarboksamidy eakcja Passeriniego owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 13

2 C środowisko wodne reakcja trójkomponentowa C α -aminonitryl hydroliza C 2 α -aminokwas addycja C 3 C C cyjanohydryna substytucja / 3 3 addycja 3 C C α -aminonitryl imina addycja Y. gata, A. Kawasaki J. Chem. Soc. B 1971, 325. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 14

Współczesne synteza enancjomerycznie czystych α-aminokwasów Asymetryczna reakcja Streckera z udziałem pomocnika chiralnego Katalityczna enancjoselektywna reakcja Streckera z udziałem chiralnego katalizatora 2 3 C 3 C chiralny α -aminonitryl 2 3 C * C 2 chiralny α -aminokwas owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 15

2 * 3 C 3 * C chiralny α -aminonitryl (mieszanina diastereoizomerów o znacznej zawartości jednego z nich) * (1) rozdział mieszaniny, (2) hydroliza głównego izomeru, (3) usunięcie 3 * * C 2 chiralny α -aminokwas Ar 2 * 2 C 2 * 2 (S) 2 () C 2 2 () (S) Piv Piv Piv 2 Piv J. Wang, X. Liu, X. Feng Chem ev. 2011, 111, 6947. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 16

α-fenyloetyloamina w roli pomocnika chiralnego ac + (S) 2 Me 2 t.p. (S) (S) C + () (S) C (1) Cl, t. wrz. (2) krystalizacja *Cl (S) (S) C 2 (1) ac 3 (2) 2 /Pd() 2 2 (S) C 2 (sum. 17%) (S) 2 *Cl K. arada ature, 1963, 200, 1201. 3.3 : 1 (ee) = nadmiar enancjomeryczny (enantiomeric excess) 95% ee 2 + () ac ac Cl aq () () C 2 S 4 C 2 Cl 2 () () C 2 2 2 Pd() 2 () C 2 2 (86%) >99:1 dr (78%) (77%) A. Fadel,. Lachranche J. rg. Chem. 2007, 72, 1780. (dr) = proporcja diastereoizomerów (diastereomeric ratio) owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 17

2 3 chiralny katalizator C C 3 hydroliza 3 C 2 chiralny α -aminonitryl chiralnyα -aminokwas Ar chiralny katalizator Br Br Br P Zr L L Zr Ar Br Br Br organokatalizator asymetryczny kompleks metalu C Wymiana ligandu = -t-bu = C L =. Gröger Chem. ev. 2003, 103, 2795 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 18

+ a + + 4 C 3 4 2 4 3 3 1 2 3 3 4 C 4 2 3 4 1 3 4 3 4 C 1,4(-)-przeniesienie acylu owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 19

3 C 2 C 3 2 Bn 4 C ZnCl 2 3 Bn (27-95%) 4 2 Pd/BaS 4 3 (50-90%) 4 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 20

3 Me 3 a 3 2,6-diketopiperazyna n=1 α -aminokwas 2 n C 2 3 3 n n=2 β -aminokwas 3 a 3 a β -laktam owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 21

Et C 2 Et 2 (S) C 2 Me Et Et 2 C α -aminokwas t-buk TF Et 2 C Et (68%) 2 (S) C 2 β -aminokwas (S) iso-bu 2 C 2 dipeptyd owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 22

n 3 3 C 3 n 1 n 2 Me C (S) Bn C 2 Me C Me C 2 Me F 3 C F 3 C CF 3 Bn CF 3 Me Me (S) C 2 Me C 2 Me owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 23

Boc Et Et Boc C 2 2 2 2 24 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW

3 (keton) + + 4 5 α β C 2 3 4 5 β -aminoketon (zasada Mannicha) 4 5 3 + 2 + 4 5 ukleofil (donor Mannicha) 4 5 4 5 4 + 5 4 5 M. Tramontini Synthesis 1973, 703. Elektrofil (akceptor Mannicha) owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 25

1. Wysoka temperatura i wydłużony czas reakcji, a w konsekwencji liczne produkty uboczne: winyloketon + 3 = + bisketon 2. Konieczność stosowania aminy 2, w przeciwnym wypadku: 3 3 + C 2 M. Arend, B. Westermann,. isch Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 1044. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 26

3. Ketony posiadające dwa centra kwasowe muszą być stosowane w dużym nadmiarze, w przeciwnym wypadku powstają β,β'-(bisamino)ketony: C 2, α α ' 3 β β ' 3 4. Stosowanie innego aldehydu aniżeli formaldehyd rzadko daje dobre wyniki. W konsekwencji, mała dostępność β-aminoketonów o strukturze: M. Arend, B. Westermann,. isch Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 1044. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 27

3 + + 4 5 X 3 Ekwiwalent ketonu 5 4 X Wstepnie przygotowana czwartorzedowa sól iminiowa 3 4 5 Met 3 Enolany Met: np. Li, K 4 Wstepnie przygotowana imina 3 Alkilowe etery enoli Aminal,-Acetal M. Arend, B. Westermann,. isch Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 1044. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 28

3 Donor Mannicha + + α β 3 Zasada Mannicha ()-o (lub p-()) Donor Mannicha Y C Y C Y C M. Tramontini Synthesis 1973, 703. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 29

+ + (C 2 ) n Et, t.w., 24 h Filichev, V. V.; Pedersen, E. B. Tetrahedron, 2001, 57, 9163-9168. (65%) TBDMS TBDMS + i-pr 2 + (C 2 ) n CuBr, TF, t.w., 0.5 h i-pr i-pr TBDMS TBDMS (81%) Dauvergne, J.; Burger, A.; Biellmann, J.-F. ucleos. ucleot. 2001, 20, 1775-1781. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 30

- Met- 3 [] u, - 3 1 u M. Arend, B. Westermann,. isch Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 1044. 31 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW

2, Pd/C lub Pt 2 lub i-a X Sugar 1-1 X =, S + C + 2 lub 2 /Et 60-100 C 7 h-10 dni X Sugar 1-2 (1) MeI (2) nukleofil X Cukier 1-3 X Cukier 1-4 Cukier = = Me 2, Et 2, BnMe,, () 1 or 2 ukleofil KC a 3 C 3 2 t-bu 2 C 2 Bn 2 C 2 Et S 3 Bu 4 C 3 2 C 2 Bn C 2 Et S 3 M. Koszytkowska-Stawińska, W. Buchowicz Beilstein J. rg. Chem. 2014, 10, 1706 1732. (przegląd) owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 32

+ + 4 C 3 3 4 α -acyloksykarboksamid C 4 3 3 C 4 3 4 Warunki reakcji: rozpuszczalnik aprotonowy, wysokie stężenie substratów, temperatura pokojowa lub obniżona. graniczenia reakcji: ketony zatłoczone sterycznie oraz α,β-nienasycone ketony nie reagują. A. Dömling, I. Ugi Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3169. kamfora bicyklo[3.2.1]oktan-2-on owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 33

3 + + C 4 3 4 α -acyloksykarboksamid Zastąpienie kwasu karboksylowego kwasem mineralnym lub kwasem Lewisa + C 2 S 4 α -hydroksykarboksamid F F S + C CF 3 C (1) TiCl 4 (2) 2 S 2 CF 3 C α -hydroksykarboksamid owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 34

Użycie zabezpieczonego α-aminoaldehydu 3 + + C 4 3 4 klasyczna r. Passeriniego Passerini reaction 3 = 5 4 Boc strategia PADAM Boc 5 4 4 Amine Deprotection 4 5 4 Acyl Migration Et 3 5 4 4 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 35

(S) C 2 Boc C (S ) + + Boc C (1) DCM, 20 C, 24h (83% wyd., dr=75:25) (S ) Boc (S) Boc (1) TFA (2) Et 3 Boc L. Banfi, G. Guanti,, iva, A. Basso, E. Calgano Tetrahedron Lett. 2002, 43, 4067. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 36

zamierzony proces C + X a C 1. etap - deprotonowanie C + a C a + 2 2. etap - podstawienie C a + X C + ax C X Faza organiczna 1. etap - deprotonowanie C + a C a + 2 Granica faz a Faza wodna owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 37

Q A - czwartorzedowa sól amoniowa: (alkil) 4 A Faza organiczna 2. etap - podstawienie C Q + X C + Q X C, X, Q A Granica faz 1. etap - deprotonowanie C + a C a + 2 1a. wymiana kaktionu C a + Q A a A + C Q 3. odtworzenie katalizatora Q X + a A a X + Q A Faza wodna a owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 38

+ Br a/ 2 (n-bu) 4 S 4 toluen 97% 2 S S Sibenadet Cl potencjalny lek w leczeniu przewlekłej obturacyjnej choroby płuc M. E. Giles, C. Thomson, S. C. Eyley A. J. Cole, C. J. Goodwin, P. A. urved, A. J. G. Morlin, J. Tornos, S. Atkinson, C. Just, J. C. Dean, J. T. Singleton, A. J. Longton, I. Woodland, A. Teasdale, B. Gregertsen,. Else, M. S. Athwal, S. Tatterton, J. M. Knott,. Thompson, S. J. Smith rg. Proc. es. Dev. 2004, 8, 628. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 39

C + Br K 2 C 3 (n-bu) 4 Br TF, 70-75 C C PDA-641 2 astma, stany zapalne, depresja B. K. Wilk,. Mwisiya, J. L. elom rg. Proc. es. Dev. 2008, 12, 785 786. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 40

Cl + KI 18-korona-6 toluen I 74% J. oyer,.-p. usson. J. rg. Chem. 1985, 50, 670. 18-korona-6 Br + KSC Aliquat 2 SC 94% Aliquat W. P. eeves, M.. White,. G. ilbrich, L. L Biegert Synthetic Commun. 1976, 509. Br C 2 Et + a 3 (n-bu) 4 Br 2 3 C 2 Et > 94% Y. akajima,. Kinishi, J. da, Y. Inouye Bull. Chem. Soc. Jpn. 1977, 50, 2025. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 41

C 2 t-bu + F Br F kat. (5% mol) 45% K aq C 2 Cl 2 F C 2 t-bu F 56% wyd. ee = 99% 6 Cl Br 2 C 2 t-bu kat. = F F Asymetryczna PTC przykłady: E. J. Corey, M. C. oe rg. Synth. 2003, 80, 38. M. Bandini, A. Eichholzer, M. Tragni, A. Umani-onchi Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3238. M. Kitamura, Y. Arimura, S. Shirakawa, K. Maruoka Tetrahedron Lett. 2008, 49, 2026. D. E. Patterson, S. Xie, L. A. Jones, M.. sterhout, C. G. enry, Thomas D. oper rg. Proc.es. Dev. 2007, 11, 624. T. Kano, Q. Lan, X. Wang, K. Maruoka Adv. Synth. Catal. 2007, 349, 556. J. P. Scott, M. S. Ashwood, K. M. Brands, S. E. Brewer, C. J. Cowden, U.-. Dolling, K. M. Emerson, A. D. Gibb, A. Goodyear, S. F. liver, G. W. Stewart, D. J. Wallace rg. Proc. es. Dev. 2008, 12, 723. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 42

F 3 C + C 2 Et C 2 Et TEBA (19% mol) 10% a aq, C2Cl2 90 min., 0 C LDA, TF (suchy) 1 h, -78 C 84% 65% F 3 C C 2 Et C 2 Et D. Gestmann, A. Laurent, E. J. Laurent Fluorine Chem. 1996, 80, 27 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 43

C 2 t-bu kat. (5% mol) C 2 Me Cs 2 + C 2 Me C 2 t-bu C 2 Cl 2, -78 C, 4 h 90% wyd. ee = 92.5% (izomer S) Br kat. = owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 44

C 2 + C TEBA 50% a aq 60% Cl C 3 C 2 Cl - + (TEBA) C C 2 Cl C 2 Cl 2 Cl G. A. ussel, M. Mąkosza, J. ershberger J. rg. Chem. 1979, 44,1195. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 45

C 2 t-bu MeS 4 C Me 3 + C 2 t-bu 50% a aq C 2 Cl 2 C 82% C 2 t-bu C 2 t-bu C 2 t-bu Me 3 C Me 3 C Me 3 C A. Jończyk, A. Konarska Synlett 1999, 1085. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 46

C + Bn 10% a aq (n-bu) 4 Br C 2 Cl 2 88% wyd. 99% czystości bez oczyszczania Bn (1) 2, Pd/C, Me, C 2 Cl 2 (2) Cl aq Donepezil Cl Bn choroba Alzheimera. iphade, A. Mal, K. J agtap,. C. jha, P. J. Vankawala, V. T. Mathad rg. Proc. es. Dev. 2008, 12, 731. owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 47

P 3 Br + C C 2 Et K 2 C 3 dioksan C 2 Et 78% C + 3 C P 3 Br K 2 C 3 2 (kat.) nitrobenzen 95% G. V. Kryshtal, G. M. Zhdankina, E. P. Serebryakov. Izv. Akad. auk. Ser. Khim. 1993, 2126. Chem Abstr 123:256282f, 1995. J. Arekion, M. Delmas, A. Gaset Biomass 1983, 3, 59. Chem Abstr 98:89955j, 1983 Y + IK 2 C 3 I Y IK KC 3 I oznacza fazę stałą P 3 Br P 3 + IK 2 C 3 I Br IK KC 3 I P 3 owoczesne techniki reakcyjne w chemii medycznej, dr hab. inż. Mariola Koszytkowska-Stawińska, ZChrg WChem PW 48