Σύνθεση του Ν,3-διακετυλο-5-βενζυλιδενο τετραμικού οξέους και Ενώσεων Συναρμογής του με Στοιχεία Μετάπτωσης. Φασματοσκοπική Μελέτη Δομής και Κρυσταλλογραφική Ανάλυση

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός, η σύνθεση και η μελέτη της δομής τετραμικών οξέων και των συμπλόκων τους με στοιχεία μεταπτώσεως. Ο τετραμικός δακτύλιος αποτελεί δομική μονάδα κλειδί για πολλά φυσικά προϊόντα. Το φάσμα της βιολογικής δραστηριότητας που εμφανίζουν τα φυσικά προϊόντα που περιέχουν τον τετραμικό δακτύλιο είναι αξιοσημείωτο ως προς την ποικιλία του. Περιλαμβάνει ισχυρές αντιβιοτικές, αντιιικές και αντιελκωτικές ιδιότητες, κυτοτοξικότητα και μυκοτοξικότητα και την αναστολή καρκινικών όγκων. Στα πλαίσια του πειραματικού μέρους της παρούσας εργασίας πραγματοποιήθηκε αρχικά η σύνθεση της 4-βενζυλιδενοαζλακτόνης από τη Ν-ακετυλογλυκίνη. Η Ν-ακετυλογλυκίνη παρουσία του οξικού ανυδρίτη κυκλοποιείται προς τη 5-μεθυλοξαζολόνη αποβάλλοντας ένα μόριο νερού. H αντίδραση κλειδί, είναι η C- ακυλίωση της βενζαλδεύδης από την 5-μεθυλοξαζολόνη που συμπεριφέρεται ως πυρηνόφιλο και προσβάλει τον άνθρακα του καρβονυλίου, της βενζαλδεύδης, σχηματίζοντας το 4-βενζυλίδενο παράγωγο. Η δομή του της 4-βενζυλιδενο αζλακτόνης μελετήθηκε με φασματοσκοπία 1H NMR Το N,3-διακέτυλο-5-βενζυλιδενο τετραμικό οξύ παρασκευάστηκε από τη 4-βενζυλιδενοαζλακτόνη με πυρηνόφιλη προσθήκη ενεργού μεθυλενίου. Το ενεργό μεθυλένιο παρουσία βάσης αποπρωτονίονεται και φορτίζεται αρνητικά προσβάλωντας τον άνθρακα-5 στο δακτύλιο της αζλακτόνης, που έχει ως αποτέλεσμα το ανοιγμα του δακτυλίου. Το ενδιάμεσο που σχηματίζεται δεν είναι σταθερό και η αντίδραση συνεχίζεται με την αποπρωτονίωση του αζώτου. Το άζωτο φορτίζεται αρνητικά, δρα ως πυρηνόφιλο προσβάλλωντας τον απέναντι άνθρακα και σχηματίζεται το Ν,3-διακέτυλο-5-βενζυλιδενο τετραμικού οξύ. Το παράγωγο αυτό που φέρει την ακέτυλο ομάδα στο άζωτο του δακτυλίου είναι ιδιαίτερο σημαντικό διότι μοιάζει με φυσικά προϊόντα της κατηγορίας αυτής. Η δομή του Ν,3-διακέτυλο-5-βενζυλιδενο τετραμικού οξέος μελετήθηκε με φασματοσκοπία 1H NMR και 13C NMR, IR και κρυσταλλογραφική ανάλυση με ακτίνες Χ. Το N,3-διακέτυλο-5-βενζυλιδενο τετραμικό οξύ χρησιμοποιήθηκε ακολούθως ως υποκαταστάτης για τη σύνθεση ενώσεων συναρμογής του χαλκού, του κοβαλτίου, του νικελίου και του ψευδαργύρου με αναλογία υποκαταστάτη:μεταλλικό ιόν 2:1. Το σύμπλοκο του ψευδαργύρου απομονώθηκε σε μορφή κρυστάλλων και η δομή του ταυτοποιήθηκεμε κρυσταλλογραφική ανάλυση ακτίνων Χ . Τα σύμπλοκα του χαλκού, του κοβαλτίου και του νικελίου μελετήθηκαν με IR. Οι τέσσερις αυτές ενώσεις εντάξεως αποτελούν καινούργια μόρια.

The theme of the present diploma thesis is the design, synthesis, as well as the structural elucidation of tetramic acids derivatives and their complexes compound with transition metals, with potent biological activity. The tetramic ring system is a key structural unit in many natural products. The spectrum of biological activity displayed by tetramic acid- containing natural products is remarkable in its diversity. It includes antibiotic, antiviral and antiulcerative properties, cytotoxicity and mycotoxicity and the inhibition of tumors. The initial part of the experimental process of the present thesis was the synthesis of 4-benzylazlactone from N-acetyl glycine. The N-acetyl glycine in the presence of acetic anhydride cyclizes to 5-methyl oxazolone. The key reaction is the C-acylation of benzaldehyde with 5-methyl oxazolone. The 5-methyl oxazolone acts as a nucleophile and attacks the carbonyl of benzaldehyde, forming the 5-benzyl derivative. The structure of 4-benzyl azlactone was studied by means of 1H NMR. The N,3-diacetyl-5-benzylidene tetramic acid was synthesized from 4-beznzyl azlactone with the nucleophilic attack of the active methylene. The active methylene in the presence of a base is deprotonated and attacks C-5 of the 4-benzyl azlactone, which causes the ring to open. The intermediate is not stable and the reaction goes further with the deprotonation of nitrogen which then act as a nucleophile causing the intermediate to cyclized. This derivative possessing the acetyl group on ring-nitrogen is very important because it resembles natural products of this class.The structure of N,3-diacetyl-5-benzyl tetramic acid was studied by means of 1H NMR and 13C NMR, IR and X-ray crystallographic analysis. In addition, N,3-diacetyl-5-benzyl tetramic acid was used as a ligand for the synthesis of complexes with Cu(II), Co(II), Ni(II) and Zn(II) with a ratio ligand:metal 2:1. The structure of the complex with Zn (II) was identified by X-ray crystallographic analysis. The structure of the complex with Cu (II),Ni(II) and Co(II) was studied by means of IR spectrometry. These four complexes are novel compounds.