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

Mrkvička, Jan

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

Diplomová práceopen access

dc.contributor.advisor	Drabina, Pavel
dc.contributor.author	Mrkvička, Jan
dc.date.accepted	2022-06-07
dc.date.accessioned	2022-07-02T04:50:09Z
dc.date.available	2022-07-02T04:50:09Z
dc.date.issued	2022
dc.date.submitted	2022-05-16
dc.description.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.	cze
dc.description.abstract-translated	This thesis describes the preparation of (S)-2-(pyrrolidin-2-yl)imidazole (3) from (S)-(N-Cbz-pyrrolidin-2-yl)methanol. The synthesis consists of reaction sequence, in which the starting (S)-(N-Cbz-pyrrolidin-2-yl)methanol was transformed via Swern oxidation to (S)-NCbz-pyrrolidine-2-carbaldehyde (1) in 75% yield. Subsequently, the "Debus-Radziszewski imidazole synthesis" was performed with the compound 1 to give (S)-(N-Cbz-pyrrolidine-2-yl)imidazole (2) in yield of 48 %. The final step was cleavage of Cbz- protecting group using hydrogenolysis to afford target (S)-2-(pyrrolidin-2-yl)imidazole (3). Further, (S)-2-(pyrrolidin2-yl)imidazole (3) was studied as an enantioselective organocatalyst in two model asymmetric reactions, i.e. aldol reaction of several aromatic aldehydes with ketones and Michael addition of cyclohexanone to -nitrostyrene. Both reactions are based on formation of reactive enamine intermediate from a starting compound and catalyst 3. Unfortunately, only poor enantioselectivity ( 40 % ee) was observed in the asymmetric Michael addition. On the other hand, the asymmetric aldol reactions were performed with high enantioselectivity (up to 91 % ee) under optimized reaction conditions. The complex of the compound 3 with copper(II) acetate was tested as enantioselective catalyst for asymmetric Henry reaction of aldehydes with nitromethane. In comparison with highly enantioselective copper(II) complexes of analogical ligands - 2-(imidazol-2-yl)imidazolidine-4-ones - the tested copper(II) complex of the ligand 3 exhibited lower enantioselectivity in range of 37-58 % ee. The enantioselectivity varied with the type of used aldehyde. The observed lower enantioselectivity can be the most likely explained by the presence of only single stereogenous centre in the structure of ligand 3, compared with the structure of those previously studied ligands derived from imidazolidine-4- ones	eng
dc.description.defence	Diplomant přednesl cca 15 min. přednášku na téma své diplomové práce s názvem "Příprava a katalytické využití 2-(prolin-2-yl)imidazolu". Po přečtení posudku školitele a oponenta se diplomant vyjádřil k dotazům oponentského posudku. K obhajobě práce byly dále vzneseny následující dotazy: prof. Ing. Jiří HANUSEK, Ph.D.: Proč jste u daných sloučenin provedl tolik strukturních změn oproti dříve studovaným? prof. Ing. Pavel HRADIL, CSc.: Jaké palladium jste používal? Jak se připravuje Ra-Ni? prof. Ing. Miloš SEDLÁK, DrSc.: S jakou nejnižší teplotou jste pracoval? doc. Ing. Petr ŠIMŮNEK, Ph.D.: Jak jste zjišťovali diastereomerní rozlišení?	cze
dc.description.department	Fakulta chemicko-technologická	cze
dc.description.grade	Dokončená práce s úspěšnou obhajobou	cze
dc.identifier.stag	44047
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10195/79599
dc.language.iso	cze
dc.publisher	Univerzita Pardubice	cze
dc.rights	Bez omezení
dc.subject	Asymetrická Henryho reakce	cze
dc.subject	Asymmetric Henry reaction	eng
dc.subject	Asymetrická aldolizace	cze
dc.subject	Enantioselektivní organokatalýza	cze
dc.subject	Deriváty L-prolinu	cze
dc.subject	Deriváty imidazolu	cze
dc.subject	Asymmetric aldol reaction	eng
dc.subject	Enantioselective organocatalysis	eng
dc.subject	L-proline derivatives	eng
dc.subject	Imidazole derivatives	eng
dc.thesis.degree-discipline	Organická chemie	cze
dc.thesis.degree-grantor	Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická	cze
dc.thesis.degree-name	Ing.
dc.thesis.degree-program	Chemie	cze
dc.title	Příprava a katalytické využití 2-(prolin-2-yl)imidazolu	cze
dc.title.alternative	Synthesis and catalytic application of 2-(proline-2-yl)imidazole	eng
dc.type	diplomová práce	cze
dspace.entity.type	Publication