Transannulaariset Mannich-reaktiot alkaloidisynteeseissä

Abstract

Tässä pro gradu -tutkielmassa on tarkasteltu transannulaaristen Mannich-reaktioiden käyttöä osana alkaloidien synteesistrategiaa aiempien tutkimusten pohjalta. Tutkielman kirjallinen osa on rajattu tarkastelemaan polysyklisiä alkaloideja kokeellisen työn kohdeyhdisteen perusteella. Alkaloideja ja niiden synteesejä käsittelevät luvut tutkielman alkuosassa on jaettu siten, että ensin esitellään alkaloideja, niiden esiintymisiä ja ominaisuuksia ja tämän jälkeen on tarkasteltu näiden alkaloidien synteesejä eri synteesistrategioiden kuten intramolekulaaristen ja erityisesti transannulaaristen Mannich-reaktioiden näkökulmasta. Transannulaarisuutta ja Mannich-reaktioita on käsitelty omissa alaluvuissaan strategian selkeyttämiseksi. Aiempien sylindrisiinisynteesien tarkastelu liittää kirjallisen osan kokeellisen työskentelyn raportointiin. Tutkielman kokeellinen työskentely on raportoitu tutkielman jälkipuolella. Kokeellista työskentelyä innoitti sylindirisiiniyhdisteiden makrosyklille käyttökelpoiseksi ennustettu suoraketjuinen esiaste eli prekursori. Kyseisestä makrosyklistä voidaan valmistaa transannulaarisella Mannich-reaktiolla sylindrisiinin kolmirenkainen rakenne. Työssä keskityttiin sylindrisiini C:n suoraketjuisen prekursorin valmistamiseen, mutta vaiheet ovat potentiaalisia ja hyödynnettävissä myös muiden sylindrisiinien synteeseissä. Lineaarisen prekursorin käytön potentiaali makrosyklien valmistamisessa näkyy siinä, että prekursori voidaan syntetisoida valmiiksi kaikkine sivuryhmineen ja stereokeskuksineen ennen renkaan sulkemista, sillä makrosyklien funktionaalisuuden muokkaus voi koitua jälkeenpäin haasteeksi. Onnistuneena prosessina tällainen strategia voi avata mahdollisuuksia entistä vaikeampien polysyklisten yhdisteiden synteeseille. Prekursori jaettiin suunnitelmassa oikeaan ja vasempaan puoliskoon, joista tässä tutkimuksessa on- nistuttiin valmistamaan oikea puoli enantioselektiivisesti Boc-suojattuna ja diastereomeerien seoksena Ns-suojattuna. Vasemman puolen synteesiä kartoitettiin kahdella eri tavalla, mutta se jäi vallitsevan koronatilanteen ja siitä seuranneen aikarajoitteen vuoksi vielä kehitysasteelle. Vastaavasti oikean ja vasemman puolen yhdistämistä valmiiksi prekursoriksi ei onnistuttu tekemään, mutta suunnitelma tähän on esitetty tulevaisuuden näkymien yhteydessä osion lopussa. Kokonaisuutena tutkielman kokeellinen työ loi hyvän pohjan jatkoreaktioille ja on potentiaalinen pohja muillekin sylindrisiinien synteeseille.