Title
2-alkiliden-4-oksotiazolidin-s-oksidi: sinteza, struktura i hemijse transformacije
Creator
Džambaski, Zdravko.
Copyright date
2015
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 13.02.2015.
Other responsibilities
mentor
Baranac-Stojanović, Marija, 1971-
član komisije
Milić, Dragana.
član komisije
Vajs, Vlatka.
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Hemijski fakultet
Alternative title
synthesis, structure and chemical transformations.
Publisher
[ Z. Džambaski]
Format
[13], 187 listova
description
Hemija-Organska hemija / Chemistry-Organic chemistry
Abstract (sr)
Sulfoksidna funkcionalna grupa je česta u farmakološki značajnim jedinjenjima,
a literaturni podaci ukazuju na to da uvođenje ove funkcionalne grupe u tiazolidinski
prsten može da poveća biološku aktivnost molekula koji sadrže ovaj strukturni
fragment. Iako je sinteza, hemijsko ponašanje i biološka aktivnost 4-oksotiazolidinskih
S-oksida predmet interesovanja velikog broja hemičara, podaci o stereohemijskom
nivou strukture često nedostaju ili su nedovoljno jasno predstavljeni. S tim u vezi,
detaljno ispitivanje reakcije oksidacije sumpora kod 2-alkiliden-4-oksotiazolidina, kao i
stereohemijska karakterizacija proizvoda od značaja su za utvrđivanje stepena i uzroka
diastereoselektivnosti pri oksidaciji različitih cikličnih i acikličnih organskih sulfida koji
poseduju stereogeni centar u susedstvu atoma sumpora.
U skladu sa postavljenim ciljevima, nakon optimizacije reakcionih uslova
sintetizovana je serija 4-oksotiazolidinskih S-oksida oksidacijom atoma sumpora kod 2-
alkiliden-4-oksotiazolidina koji se razlikuju po supstituentima vezanim za egzocikličnu
dvostruku vezu, atom azota i C(5) položaj prstena. Oksidacijom pomoću m-CPBA 5-
supstituisani 4-oksotiazolidinski sulfoksidi dobijeni su kao smese dva diastereomera uz
umerenu diastereoselektivnost koja varira od 57-74% diastereomernog viška.
Relativna konfiguracija 5-supstituisanih sulfoksida određena je korelacijom
eksperimentalno i teorijski dobijenih NMR podataka. Strukture polaznih 2-alkiliden-4-
oksotiazolidina i sintetizovanih tiazolidinonskih S-oksida optimizovane su na DFT
nivou, korišćenjem B3LYP funkcije i 6-31G* baznog seta, u gasnoj fazi. NMR
hemijska pomeranja izračunata su primenom GIAO metode, na istom nivou teorije, u
gasnoj fazi i u prisustvu rastvarača.
Na osnovu eksperimentalnih i računski dobijenih rezultata utvđeno je da je
proces oksidacije 5-supstituisanih 2-alkiliden-4-oksotiazolidina kinetički kontrolisan,
pri čemu lakšim prilaskom reagensa (m-CPBA) sa sterno manje zaštićene strane u većoj
količini nastaje manje stabilan anti-izomer. U toku obrade reakcione smese dolazi do
uravnotežavanja pa se kao krajni proizvod dobijaju smese obogaćene termodinamički
favorizovanim sin-izomerom. Veća stabilnost sin-izomera posledica je
intramolekulskog C(5')H···OS 1,5-vodoničnog vezivanja i jače σC(5)-H → σ*S-O
hiperkonjugacione interakcije nasuprot slabijoj σC(5)-C(5') → σ*S-O interakciji kod antiizomera...
Abstract (en)
The sulfoxide functional group is common in pharmaceutically important compounds
and many sulfoxides are known to have high biological activity. Sulfur oxidation of 4-
oxothiazolidine may result in more potent compounds. Although synthesis, chemical
behavior, and biological activity of 4-oxothiazolidine S-oxides have been frequently
investigated, no information concerning their diastereomeric purity or stereochemical
structure has been given usually. Having this in mind, detailed investigation of 2-alkylidene-
4-oxothiazolidine oxidation reaction and stereochemical characterization of sulfoxide
products should be of interest for further investigations of sulfur oxidation in acyclic and
cyclic sulfides having stereogenic center adjacent to sulfur atom.
In accordance with the aims of this thesis, after initial screening of different oxidizing
agents, a series of 5-substituted and 5-unsubstituted 2-alkylidene-4-oxothiazolidine S-oxides
were synthesized by the sulfur-oxidation of the parent sulfides with m-CPBA. The products
were obtained in good yields, 51-95%, and with moderate diastereoselectivity in case of 5-
substituted derivatives (de 54-74%).
The relative configuration of 5-substituted sulfoxides was determined by means of
NMR spectroscopy and DFT theoretical calculations. The structures of starting 2-alkylidene-
4-oxothiazolidines and sulfoxides were optimized in the gas phase at the B3LYP/6-31G∗
level. NMR chemical shifts were calculated by using the GIAO method, at the same level of
theory in the gas phase and with inclusion of solvent.
On the basis of experimental and computational results it was found that the
stereochemistry of the oxidation step was kinetically controlled by the reagent (m-CPBA)
approach from the sterically less hindered side. Less stable anti-isomer was initially formed,
but it underwent epimerization to the mixture enriched in the more stable syn-isomer, during
the work-up process. The higher stability of syn-isomers was ascribed to the stronger
hyperconjugative σC(5)−H → σ∗
S−O interaction versus the weaker σ C(5)-C(5') → σ∗
S−O
delocalization in their anti-counterparts and to the existence of intramolecular 1,5-C(5')H⋅⋅⋅O
hydrogen bonds.
Specific reactivity of β-keto sulfoxide and vinyl sulfoxide fragments present in 2-
alkylidene-4-oxothiazolidine S-oxides offer a possibility for further regioselective
functionalization of the studied thiazolidinone derivatives. Another important issue of this...
Authors Key words
2-alkiliden-4-oksotiazolidinski S-oksidi, stereohemija sulfoksida
Pummerer-ova reakcija, hlorsulfonijum-jon, DFT izračunavanja, regioselektvnost,
diastereoselektivnost, CH···O vodonična veza
Authors Key words
2-alkylidene-4-oxothiazolidine S-oxides, sulfoxide stereochemistry, Pummerer
reaction, chlorosulfonium ion, DFT calculations, regioselectivity, diastereoselectivity, CH···O
hydrogen bond
Type
Tekst
Abstract (sr)
Sulfoksidna funkcionalna grupa je česta u farmakološki značajnim jedinjenjima,
a literaturni podaci ukazuju na to da uvođenje ove funkcionalne grupe u tiazolidinski
prsten može da poveća biološku aktivnost molekula koji sadrže ovaj strukturni
fragment. Iako je sinteza, hemijsko ponašanje i biološka aktivnost 4-oksotiazolidinskih
S-oksida predmet interesovanja velikog broja hemičara, podaci o stereohemijskom
nivou strukture često nedostaju ili su nedovoljno jasno predstavljeni. S tim u vezi,
detaljno ispitivanje reakcije oksidacije sumpora kod 2-alkiliden-4-oksotiazolidina, kao i
stereohemijska karakterizacija proizvoda od značaja su za utvrđivanje stepena i uzroka
diastereoselektivnosti pri oksidaciji različitih cikličnih i acikličnih organskih sulfida koji
poseduju stereogeni centar u susedstvu atoma sumpora.
U skladu sa postavljenim ciljevima, nakon optimizacije reakcionih uslova
sintetizovana je serija 4-oksotiazolidinskih S-oksida oksidacijom atoma sumpora kod 2-
alkiliden-4-oksotiazolidina koji se razlikuju po supstituentima vezanim za egzocikličnu
dvostruku vezu, atom azota i C(5) položaj prstena. Oksidacijom pomoću m-CPBA 5-
supstituisani 4-oksotiazolidinski sulfoksidi dobijeni su kao smese dva diastereomera uz
umerenu diastereoselektivnost koja varira od 57-74% diastereomernog viška.
Relativna konfiguracija 5-supstituisanih sulfoksida određena je korelacijom
eksperimentalno i teorijski dobijenih NMR podataka. Strukture polaznih 2-alkiliden-4-
oksotiazolidina i sintetizovanih tiazolidinonskih S-oksida optimizovane su na DFT
nivou, korišćenjem B3LYP funkcije i 6-31G* baznog seta, u gasnoj fazi. NMR
hemijska pomeranja izračunata su primenom GIAO metode, na istom nivou teorije, u
gasnoj fazi i u prisustvu rastvarača.
Na osnovu eksperimentalnih i računski dobijenih rezultata utvđeno je da je
proces oksidacije 5-supstituisanih 2-alkiliden-4-oksotiazolidina kinetički kontrolisan,
pri čemu lakšim prilaskom reagensa (m-CPBA) sa sterno manje zaštićene strane u većoj
količini nastaje manje stabilan anti-izomer. U toku obrade reakcione smese dolazi do
uravnotežavanja pa se kao krajni proizvod dobijaju smese obogaćene termodinamički
favorizovanim sin-izomerom. Veća stabilnost sin-izomera posledica je
intramolekulskog C(5')H···OS 1,5-vodoničnog vezivanja i jače σC(5)-H → σ*S-O
hiperkonjugacione interakcije nasuprot slabijoj σC(5)-C(5') → σ*S-O interakciji kod antiizomera...
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.