Příprava a katalytické využití 2-(prolin-2-yl)imidazolu

Abstract

Tato diplomová práce popisuje přípravu (S)-2-(pyrrolidin-2-yl)imidazolu (3) z (S)-(NCbz-pyrrolidin-2-yl)methanolu. Příprava spočívala v reakční sekvenci, při které byl výchozí (S)-(N-Cbz-pyrrolidin-2-yl)methanol převeden pomocí Swernovy oxidace na (S)-NCbz-pyrrolidin-2-karbaldehyd (1) ve výtěžku 75 %. Následně byla u sloučeniny 1 provedena "Debus-Radziszewského syntéza imidazolu" za vzniku (S)-(N-Cbz-pyrrolidin-2-yl)imidazolu (2) s výtěžkem 48 %. Posledním krokem syntézy bylo hydrogenolytické štěpení Cbz- skupiny, které poskytlo požadovaný (S)-2-(pyrrolidin-2-yl)imidazol (3). (S)-2-(pyrrolidin-2-yl)imidazol (3) byl následně studován jako enantioselektivní organokatalyzátor pro dvě modelové asymetrické reakce, a to na aldolizaci aromatických aldehydů s ketony a Michaelové adici cyklohexanonu na -nitrostyren. V obou reakcích docházelo působením organokatalyzátoru 3 k aktivaci na principu vzniku reaktivního enaminového intermediátu. Zatímco u asymetrické Michaelové adice byla pozorována relativně nízká enantioselektivita (  40 % ee), v případě aldolizace bylo po optimalizaci reakčních podmínek dosaženo vysoké enantioselektivity (až 91 % ee). Komplex sloučeniny 3 s Cu(OAc)2 byl dále testován jako enantioselektivní katalyzátor asymetrické Henryho reakce aldehydů s nitromethanem. Ve srovnání s vysoce enantioselektivními měďnatými komplexy analogických ligandů - 2-(imidazol-2- yl)imidazolidin-4-onů - vykazoval studovaný komplex nižší enantioselektivitu, která se pohybovala v závislosti na výchozím aldehydu v rozmezí 37-58 % ee. Důvodem této snížené enantioselektivity je pravděpodobně přítomnost pouze jednoho stereogenního centra ve struktuře ligandu 3, na rozdíl od dříve studovaných imidazolidin-4-onových ligandů.