N-Heterosiklik Karben-Metal Kompleksleri

Şema 1.4. Fischer karben kompleksi ait MO diyağramı.

1.2.2. N-Heterosiklik Karben-Metal Kompleksleri

N-Heterosiklik karbenler (NHC), iki donör elektronu sayesinde neredeyse peryodik tablodaki bütün metallerle kompleks oluşturabilme özelliğine sahiptirler.

Lewis baz özelliği gösteren N-heterosiklik karbenler, karben karbonu üzerinde bulunan iki -donör elektronlarını metal merkezine vererek kuvvetli sigma bağı oluşturur. Heterosiklik halkada bulunan azot atomları üzerindeki ortaklanmamış elektronlar π bağı yolu ile karben karbonuna iletilirken, metal atomu π-geri bağlanması ile metal-NHC bağının güçlenmesine katkıda bulunur. Ayrıca özellikle de azot atomunun bağlı olduğu grup fonksiyonel grupların sterik ve elektronik etkileri N-heterosiklik karbenlere sentetik esneklik gibi birçok özellik sağlamaktadır.

10 Şema 1.5. NHC’lerin bağlanma özellikleri.

Son 50 yılda nükleofilik karbenleri kullanarak çok sayıda doymuş ve doymamış kararlı N-heterosiklik karben kompleksleri hazırlanmıştır. Bunların C-C, C-N, C-O bağ oluşum tepkimelerinde katalizör rolü oynadığı ortaya konulmuştur. Son yıllarda yeni bir yaklaşım ile metal-NHC komplekslerindeki merkez metaline NHC ligandına ilaveten ikinci bir ligant bağlanmaktadır. Böylece yeni komplekslerin daha kararlı, etkin ve seçici olması sağlanmaktadır. İkinci ligantlar genellikle merkezi metale azot veya oksijen atomu üzerinden bağlanmaktadır. 2007 yılında Organ ve arkadaşları alışılmış N-heterosiklik karbenlerden daha kararlı ve birçok organik tepkimelerde daha iyi katalitik aktivite gösteren piridin-Pd-NHC komplekslerini sentezlemişlerdir. Pd-PEPPSI komplekslerinin yapısal özellikleri şema 1.6’ de özetlenmiştir.

N N

Pd Cl Cl

N

Cl

N N

Pd Cl Cl

N

Cl

Pd-PEPPSI-IPr Pd-PEPPSI-IPent

Aril grupları, katalitik döngünün çeşitli evrelerini kolaylaştırmak için Pd etrafında sterik çevre olusturur.

NHC mükemmel bir -dönordur;

oksidatif katılmayı kolaylaştırır.

Pd havaya ve neme duyarlı değildir.

Piridin ligandı başlatma hazırlığında ve kararlılıkta komplekse yardımcı olur.

Cl'un etkisi tam olarak değerlendirilememiştir, katalizör işleminin başlatılmasında yardımcı olduğu düşünülmektedir.

Şema 1.6. Peppsi komplekslerinin yapısal özellikleri.

11 1.3. NHC-Metal Komplekslerinin Uygulama Alanları

N-heterosiklik karbenler ve onların metal kompleksleri, modern organometalik ve organokataliz kimyada son derece önemli olan bir bileşik sınıfını temsil eder [27]. N-heterosiklik karben ligandları, son on yılda sayısız metali stabilize etmek için yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ayrıca sentetik, materyal ve tıbbi kimya alanında önemli kompleksler üretmektedir. Yüksek sıcaklıklarda termal kararlılık ve düşük toksitite gibi NHC'lerin çekici özellikleri, bu türlerin bulunduğu komplekslerin, yaygın olarak kullanılmasına neden olur [28]. NHC’ler organametalik ve organokataliz kimyada en gelişmiş ligantlardır [29]. Heterosiklik yapıdaki azot atomları, ligand yapısını ayarlama olanakları sunar. Ligandın sterik etkileri ve elektronik özellikleri, -N ikame edicilerdeki değişiklikler yoluyla, gelişmiş katalitik performanslara sahip kompleksleri sağlamak üzere modifiye edilebilir. Son on yılda, geçiş metali katalizörünün tüm alanlarında ligand olarak N-heterosiklik karbenlerin sayısız uygulamaları bulunmuştur. Bu bileşikler C-C bağ oluşum reaksiyonları, olefin metatezi, siklopropanasyon, hidrosilasyon, hidrojenasyon, hidroformilasyon, arilasyon, furan sentezi ve C-H aktivasyonu gibi birçok reaksiyonda etkin katalizörler olarak kullanılmaktadır [30].

1.3.1. C-C Bağ Oluşum Reaksiyonları

Geçiş metali katalizörleri, 20. yüzyılın başından beri organik ve organometalik kimyada çok önemli bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte, geçiş metali katalizörleri palladyum ile katalize edilen çapraz bağlanma reaksiyonlarının ortaya çıkışı ile sentetik kimyasallar için çok değerli hale geldi ve geniş bir yelpazede farklı uygulamalarla yeni organik bileşiklerin tasarımına ışık oldu.

Mizoroki - Heck, Stille, Negishi, Sonogashira ve Suzuki’nin 70’lerde bağımsız olarak geliştirdikleri çapraz eşleşme reaksiyonları, önemli C-C oluşum reaksiyonlarıdır. Bu reaksiyonlardaki farklılıklar başlangıç reaktifleri ve katalitik süreç sırasında oluşan bileşiklerdir. Reaksiyonların ortak noktaları ise, iki organik molekülün, bir metal-karbon σ bağı oluşturularak katalitik çevrimin farklı basamaklarında Pd ile birleşmesi ve daha sonra bu karbon atomlarının, elde edilmesi güç olan yeni bir C-C bağ oluşturacak şekilde göç etmesidir.

12

Şema 1.7. Palladyum katalizli C-C bağ oluşum reaksiyonları

Ayrıca, Akira Suzuki, Ei-ichi Negishi ve Richard F. Heck, organik sentezde palladyum katalizli çapraz eşleşme gerçekleştirerek kimya Nobel Ödülü almışlardır. Bu nedenle, metal-NHC'ler genellikle Heck reaksiyonu, Suzuki reaksiyonu, Stille reaksiyonu, Hiyama eşleşme reaksiyonu gibi en önemli Pd ile katalize edilen C - C bağ oluşumları reaksiyonlarıdır.

Son yirmi yılda aydınlatılan metal katalizli alkol aktivasyonu, amidasyon, eterifikasyon, aminasyon, hidroaminasyon ve hidrosilasyon reaksiyonlarındaki ilerleme, metal katalizli C- C bağ oluşumu reaksiyonları için önemlidir [31-33].

Suzuki- Miyaura

13 1.3.1.1. Mizoroki- Heck eşleşmesi

Mizoroki-Heck reaksiyonu, bir baz varlığında palladyum ile katalize edilen aril / vinil halojenürlerin veya triflatların vinilasyonuna yönelik en etkili yoldur.

Reaksiyon aynı zamanda, olefin-hidrojenin aril grubuyla ikame edilmesi ile de bilinir ve bu da sentetik önemini artırmıştır.

Mizoroki-Heck eşleşme reaksiyonunun keşfinden bu yana karbon-karbon bağlarının oluşumu için mükemmel bir katalitik araç olarak ortaya çıkmıştır. Bu reaksiyon, yüksek seçiciliğe sahip farklı fonksiyonel grupları tolere etmek için önemli bir özelliğe sahiptir. Bu reaksiyonun organik dönüşümlerdeki önemi ve sert reaksiyon koşullarını daha ılımlı hale indirgeme çabaları göz önüne alındığında, Pd-destekli katalizörlerin Mizoroki-Heck kuplaj reaksiyonu için çok önemli olduğu anlaşılacaktır.

Herrmann ve arkadaşları NHC'lerin ve fosfinlerin karışık Pd(II) komplekslerini tanımlamışlardır. NHC-Pd kompleksleri C-C eşleşme reaksiyonlarında katalitik olarak aktif türlerin hem etkinliğini hem de kararlılığını arttırır. Katalizörlerin yaşamsal özelliğinin hacimli NHC ligandlarının gerekliliğini, buna karşın fosfin ligandının her bir reaksiyon türü için ayrı ayrı optimize etmesi gerektiği sonucuna varmışlardı

14

X R

Kat.(Pd) DMAc, Na(OAc) 130^oC, 14h

R

R= H, C(O)CH₃, OCH₃

X= Br, Cl

1.3.1.2. Suzuki- Miyaura eşleşmesi

Suzuki-Miyaura çapraz eşleşme reaksiyonu, aril-halojenürleri ve fenilboranik asitleri kullanarak aril-aril bağ oluşumu için önemli bir yöntemdir.

Son zamanlarda bu alanda yapılmış önemli çalışmalar, organaboranların havaya ve neme karşı yüksek kararlılığı, bor bileşikleriyle ilişkili düşük toksisite, hafif ve kolay reaksiyon koşulları, sulu inorganik bazların kullanımı gibi reaksiyonun sayısız avantajından elde edilmiştir. Pd ile katalizlenen Suzuki reaksiyonları kimyasal dönüşümlerde C-C bağını oluşturmak için etkili yöntemler olarak iyi bilinmektedir.

X R

B(OH)₂

Pd (OAc)₂ DMF Cs₂CO₃

R

R= Me, OMe, Cl, CO₂Me

Suzuki–Miyaura reaksiyonu farmasötik ara ürünler, dogal ürünler, fonksiyonel malzemeler, hafif reaksiyon koşulları, düşük toksisite gibi özelliklerinden dolayı C-C bag oluşum reaksiyonlarında genel olarak tercih edilmiştir. Bu reaksiyon, katalitik çevrimde üç ardışık basamaktan oluşur: substrat oksidatif ilavesi, bordan paladyuma bir aril transmetalasyonu ve nihai ürün indirgeyici eliminasyon.

Son zamanlarda, yeşil kimya bilinci, hem kimyasal ürünlerin hem de bunların üretildiği süreçlerin çevresel etkisini ele almaya çalışmaktadır. Bir reaksiyon karışımından çıkan kimyasal atıkların yaklaşık % 80'i çözücüye karşılık gelir. Su, toksisitesi ve bol miktarda doğal oluşumu göz önüne alındığında, yaygın olarak kullanılır."Temiz su" kullanımının çevreye en az etkisi olacaktır.

15 Kühn ve Pöthig tarafından suda çözünür PEPPSI tipi Pd-NHC kompleksleri geliştirildi. Katalizör, önemli bir aktivite kaybı olmaksızın kullanılabilir.

Sonogashira ve arkadaşları tarafından 1975'te keşfedildiğinden bu yana bir terminal alkin ile bir aril veya vinil halojenür arasındaki Pd-katalizörlü karbon-karbon bağ oluşumu, Sonogashira eşleşme reaksiyonu olarak bilinir. Bu reaksiyon, farmasötik maddeler, zirai kimyasallar ve doğal ürünlerdeki çeşitli ara ürünlerin sentezi için yaygın olarak kullanılmaktadır. CuI ile paladyum fosfin kompleksleri gelenksel katalizörler olarak homojen koşullar altında Sonogashira çapraz bağlanma reaksiyonu için yüksek aktivite ve seçiciliğe sahiptir.

X HC CH

Pd-CuX kat.

baz R

Son yıllarda Sonogashira reaksiyonuna 2-halojenlenmiş benzamitler uygulanmış ve sonuçta elde edilen izokinolin veya izoindol türevlerini vermek üzere bir alkin hidroaminasyon yapılmıştır. 2016'da, Chen ve ark. kaynaşmış triazolo izokinolinlerin iyi verimlerde birleştirilmesi için CuI-katalizli Sonogashira eşleşme reaksiyonunu bildirmiştir.

16 1.3.1.4. Kumada-Tamao-Corriu eşleşmesi

1972 yılında Tamao ve arkadaşları tarafından geliştirilen C-C eşleşmesi bir alkil veya aril Grignard reaktifi ve nikel veya paladyum katalizörü ile bazlı katalizlenen bir aril, alkil veya vinil halokarbon arasında bir tepkimesidir. Farklı ligandlara sahip olan paladyum ve nikel fosfin kompleksleri, Grignard reaktiflerinin seçici çapraz bağlanma reaksiyonlarını katalize eder [34-44].

^Cl

R R¹MgX,Ni/C

R¹

R

1.3.2. Medikal Uygulamaları

Ayrıca, son yıllarda tıbbi uygulamaları, başta Ag(I), Ru(II), Pt(II) olmak üzere M-NHC komplekslerinin antimikrobiyal, antitimür ve antikanser etkileri üzerinde de çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bu anlamada antimikrobiyal, antitimür ve antikanser etkileri daha güçlü ve yan etkileri düşük bileşiklerin ortaya konması oldukça önemlidir. Bu anlamda son yıllarda organometalik komplekslerin hem in-vivo hem de in-vitro çalışmalarında umut verici aktiviteler gözlenmiştir. Yeni sentezlenen farklı işlevsel grupların tek başına ve konbine olarak kullanımı sonucu oluşacak etkilerin mekanizmaları ile ortaya konması ilaç etken madde geliştirilmesi açısından önemli olacaktır [45-48].

Enzim inhibisyonu, enzim inhibitörleri aracılığı ile bir enzime bağlanan ve enzimin etkinliğinin azaltılmasıdır. Enzim inhibitör molekülleri, bir patojeni öldürebildiği veya bir metabolizma ile alakalı dengesizliği sonlandırabildiği için çoğu ilaçlar da aslı enzim inhibitör molekülleridir. Son yıllarda NHC bileşiklerinin enzim inhibisyonunda da inhibitör olabileceğine yönelik çalışmalar gerçekleştirilmektedir.

Karbonik anhidrazlar (CA, EC 4.2.1.1), metaloenzimlerin bir ailesi olup, Zn²⁺, enzim aktif bölgesine bağlanmıştır. CA prokaryotlarda ve ökaryotlarda bulunan her yerde bulunan enzimlerdir. Bu enzimlerin sınıflarını kodlayan altı ana genetik ailen vardır: α-, β-, γ-, δ-, ζ- ve η-CA'lar. CA, kırmızı kan hücreleri, gastrointestinal kanal, böbrekler, akciğerler gibi birçok dokuda yaygın olarak bulunan iyi tanımlanmış bir pH düzenleyici. CA, karbon dioksit (CO₂) ve suyun (H2O) hidratasyon reaksiyonu için bikarbonata (HCO3

-) ve bir protona (H⁺)

17 dönüşebilir hidratasyonu katalize eder veya dehidratasyon reaksiyonu için bir eşdeğer H⁺ tüketir .

İnsan CA'ları (hCAs) hepsi alfa ailesine aittir ve insanlarda 16 CA izoformu vardır. Bu 16 izozim moleküler spesifikasyon, oligomerik düzenleme, hücresel lokalizasyon, kinetik özellikler ve dokular, ifade seviyeleri, dağılımı ile farklılık göstermektedir. İnsan hCA izoenzimleri I ve II, her yerde bulunan sitozolik izoformlardır ve MWt 29 kDa'dır. CA I nispeten düşük enzim aktivitesine sahip en bol izoenzimlerdir. CA II daha düşük miktarlarda bulunur, ancak CA I'e kıyasla daha yüksek spesifik aktivitesi nedeniyle "yüksek aktivite"

izoenzimi olarak adlandırılır. CA I ve II genellikle sülfonamid inhibitörlerine duyarlıdır. CA inhibitörleri, izoenzimlerinin aktif bölgesindeki katalitik çinko iyonuna (Zn²⁺) bağlandığı ve aktivitelerini bloke ettiği bilinmektedir. İzoenzimler sıvı dengesi, kalsifikasyon, elektrolit sekresyonu, pH ve CO₂ regülasyonu, üreojenez, glikoneogenezis, karboksilasyon reaksiyonları, tümörejenisite, kemik rezorpsiyonu, metabolize edici dokular arasındaki CO₂ / HCO₃^- taşınımı ve akciğerler HCO₃^- sentezi gibi önemli fizyolojik ve patolojik rollere sahiptir. Bu nedenle CA enziminin inhibisyonu fizyolojik ve patalojik süreçlerin kontrol edilmesi ve düzenlenmesi açısından oldukça önemlidir. Bu enzimin daha etkin inhibisyonuna yönelik ajanların geliştirilmesi oldukça yoğun ilgi görmektedir [49, 50].

Asetilkolinesteraz (E.C. 3.1.1.7, AChE), kolinerjik iletimde, transmiter asetilkolin (ACh) 'nin asetat ve koline(Ch) hidrolize edilmesiyle önemli bir rol oynar. Asetilkolinesteraz enzimini inhibe eden ilaçlara kolinesteraz inhibitörleri veya antikolinesterazlar denilmektedir. Kolinesteraz inhibitörleri asetilkolinesterazın yıkımını inhibe ederek santral ve periferal kolinerjik fonksiyonu güçlendirmektedir. Asetilkolinesteraz inhibitörleri klinik olarak Myastenia Gravis, glokom, ve Alzheimer Hastalığı gibi hastalıklarda kullanılmaktadır. Alzheimer Hastalığı tedavisi için ilk olarak takrin, ve daha sonra donepezil, rivastigmin ve galantamin kullanıma girmiştir. Bununla beraber on yıllarda asetilkolinesterazı daha etkili inhibe eden yeni ajanların sentezi oldukça yoğun ilgi görmektedir.

18 1.4. Çalışmanın Amacı

Günlük yaşantımızda, hayatımızı kolaylaştıran organik maddeler kimya endüstrisinde büyük öneme sahiptir. Gelişen teknolojinin hayatımıza verdiği rahatlık ölçüsünde tabiyata ve çevreye verdiği kirliliğin boyutu her geçen gün artmaktadır.

Kimyacılar açısından, kimyasal ürünlerin ekosisteme verdiği zararın azaltılması önemlidir. Bu nedenle daha güvenli tepkimeler ve kimyasallar, enerji verimliliği, çözücü degişimi, katalizör gibi etkenler önemlidir. Katalizör kullanımı enerji açısından verimlilik saglar. İstenmeyen ürünleri minimize ettiği gibi daha verimli bir ham madde kullanımı saglar.

N

Şema 1.8. NHC öncülü, NHC-metal kompleksleri, katalitik aktiviteleri.

19 N-heterosiklik karbenler, birçok katalitik tepkime için popüler ligant olma özelliğini taşımaktadır. NHC lerin en önemli avantajlarından biri de yapısal çeşitliliğe fırsat vermesidir (şelat etki, kirallik, fonksiyonelleşme, immobilizasyon). NHC lerin bu özelliklerinden dolayı amaca yönelik katalizörler tasarlanabilir. Fosfin ligantları bazı dezavantajlarına (yüksek sıcaklıkta P-M bağının parçalanması, havaya ve neme karşı hassas olmamaları) rağmen hala endüstride daha çok tercih edilen katalizörlerdir.

Yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı bu çalışmada çift etkili ve suda çözünürlüğü artırılmış 2-hidroksietil sübstitüyentli ve iki farklı ligant içeren NHC-Pd-L kompleksleri sentezlenecektir. NHC ligandına ek olarak piridin, trifenilfosfin ve 2-aminopiridin ligandları kullanılmıştır. Sonraki aşama da ise sentezlenen kompleksler kullanılarak C-C bağ oluşumu içeren reaksiyonlarındaki katalitik aktiviteleri incelenecektir (Şema 1.8).

20 2. MATERYAL VE YÖNTEM

Sentezlenen ürünler havada bulunan neme ve oksijene karşı duyarlı olduğundan dolayı sentez işlemleri inert atmosfer altında yapılmıştır. Deneyler sırasında kullanılan cam malzemeler işleme başlamadan önce vakum altında ısıtılarak içerisinde bulunan nem ve oksijen uzaklaştırılıp argon gazı ile doldurulmuştur. Çözücüler ve reaktifler kullanılmadan önce literatüre uygun olarak kurutulmuş ve inert atmosferde saflaştırılmıştır [51].

Kimyasallar: Metil alkol, etil alkol, diklorometan (DCM), hekzan, dietileter, potasyum hidroksit, potasyum karbonat, potasyum iyodür, piridin, metil iyodür, 2-metilbenzil klorür, 3-metilbenzil klorür, 4-metilbenzil klorür, etil klorür, 2,3,5,6-tetrametilbenzil klorür, 2,4,6-trimetilbenzil klorür, benzil klorür, 2-brompropan, dimetilformamit (DMF), palladyumklorür, potasyum iyodür, trifenilfosfin (PPh₃) Merck, Sigma-Aldrich ve Fluka firmalarından satın alınmıştır.

Cihazlar: NMR spektrumları İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Araştırma Laboratuarında CDCl₃ ve DMSO çözücüleri kullanılarak Bruker Ultra Sheild 400 MHz spektroskopisinde alındı. FT-IR spektrumları Perkin Elmer Spectrum 100 spektroskopisinde 400-4000 cm^-1 aralığında FT-IR alındı. Gaz kromatografisi analizleri Agilent 6890N Network GC Systemde kolon uzunluğu 30 m, kolon çapı 0,32 mm, kolon dolgu büyüklüğü 025 μmve sıcaklık aralığı -60

°C’den 325 °C olan HP-5 kolonu kullanılarak yapıldı. Erime noktaları, Electrothermal-9200 model elektrotermal erime noktası tayin cihazı ile belirlendi.

X-ışını kırınım verileri Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü tarafından Agilent Xcalibur Eos Difraktometre kullanılarak yapıldı. Tek kristal X-ışını kırınım verileri oda sıcaklığında Crys AlisPro yazılımı ile grafit-monokromasyonlu Mo-Kα radyasyonu (λ = 0.71073 Å) kullanan bir Eos-CCD dedektörü ile bir Rigaku-Oxford Xcalibur kırınım ölçerinde toplandı.

2.1. 1-Alkilbenzimidazol Sentezi,

^N N

RCl KOH

N N H R

EtOH

21 Benzimidazol (3.5 gr, 10 mmol) alınarak EtOH içerisinde çözündükten sonra KOH (1.63 gr) eklenerek oda sıcaklığında 1 saat karıştırıldı. İçerisine hesaplanan miktarda alkil halojenür eklendi ve geri soğutucu takılarak 80 ⁰C sıcaklıkta yağ banyosunda 1 gece refluks edildi. Bu süre sonunda reaksiyon karışımı soğutuldu, çöken KX süzüldü ve vakum altında alkol uzaklaştırıldı. Ürün damıtılarak saflaştırıldı.

Çizelge 2.1. Benzimidazole bağlı alkil grupları

CH₃

CH(CH₃)₂ CH₂CH₃ R

-CH₂CH₂OH

Bu reaksiyon ile benzilbenzimidazol, (2-metilbenzil)benzimidazol, 1-(3-metilbenzil)benzimidazol, 1-(4-metilbenzil)benzimidazol, 1-(2,4,6-trimetilbenzil)benzimidazol, 1-(2,3,5,6-tetrametilbenzil)benzimidazol, 1-metilbenzimidazol, 1-etilbenzimidazol, 1-izopropilbenzimidazol ve 1-(2-hidroksietil)benzimidazol sentezlendi.

2.2. 2-Hidroksietil Sübstitüye Benzimidazolyum Tuzlarının Sentezi, 2

2-hidroksietil sübstitüye benzimidazolyum tuzları kuaternizasyon yöntemi kullanılarak sentezlendi.

2.2.1. 1-(2-hidroksietil)-3-benzilbenzimidazolyum iyodür, 2a

N I N

N N DMF I

80^OC OH

OH

1-benzilbenzimidazol ( 1.5 gr, 10 mmol) ile 2-iyodoetanol ( 1.16 gr, 10 mmol) karışımı 3 ml kuru DMF içerisinde 1 gün 80 °C yağ banyosunda karıştırıldı. Reaksiyon sonunda, vakum altında DMF’in çoğu uzaklaştırıldıktan sonra kuru eter ilave edildi. Çöken beyaz renkli katı filtre edildi. Ham ürün vakum

22 altında kurutulduktan sonra etil alkol/dietileter (1/3) karışımında kristallendirildi. Verim: % 77 (2,93 gr), e.n: 135-137 ⁰ C,v(CN): 1557.6 cm^-1.

2b bileşiği, 2a bileşiğine benzer yöntem ile 1-(2-metilbenzil)benzimidazol ( 1.5 gr, 10 mmol) ve 2-iyodoetanolden (1.3 gr, 10 mmol) sentezlendi. Verim: % 83 (3.27 gr); e.n: 114-116 ⁰ C, v(CN): 1552.6 cm^-1.

2c bileşiği, 2a bileşiğine benzer yöntem ile 1-(3-metilbenzil)benzimidazol ( 1.5 gr) ve 2-iyodoetanolden (1.3 gr) sentezlendi. Verim: % 79 (3.11 gr); e.n:

2d bileşiği, 2a bileşiğine benzer yöntemle 1-(4-metilbenzil)benzimidazol (1.5 gr,10 mmol) ve 2-iyodoetanolden (1.3 gr, 10mmol) sentezlendi. Verim: % 84 (3.1 gr); e.n: 164-166 ⁰C, v(CN): 1557.4 cm^-1.

23 2.2.6. 1-(2-hidroksietil)-3-(2,3,5,6-tetrametilbenzil)benzimidazolyum iyodür, 2f 1-(2,3,5,6-tetrametilbenzil)benzimidazol ( 1.5 gr, 10 mmol) ve 2-iyodoetanolden (1.7 gr, 10 mmol) sentezlendi. Verim: % 72 (2.9 gr); e.n : 255-257 ⁰C. (1.5 g, 10 mmol) ve 2-iyodoetanolden (1.6 gr, 10 mmol) sentezlendi. Verim: % 80 (2.4 g); e.n: 219-221 ⁰C, v_(CN): 1561.6 cm^-1.

24 2h bileşiği, 2a bileşiğine benzer yöntem ile 1-metilbenzimidazol (1.3 gr, 10 mmol) ve 2-iyodoetanolden (0.4 gr, 10 mmol) sentezlendi. Verim: % 83 (2 g);

e.n: 148-150 ⁰C, v(CN): 1567 cm^-1.

2.2.9. 1-(2-hidroksietil)-3-etilbenzimidazolyum iyodür, 2ı

N I 2-iyodoetanolden (0.6 g) sentezlendi. Verim: % 80 (2.3 g); e.n: 135-137 ⁰C.

2.2.10. 1-(2-hidroksietil)-3-izopropilbenzimidazolyum iyodür, 2i

2i bileşiği, 2a bileşiğine benzer yöntem ile 1-izopropilbenzimidazol ( 1.5 gr, 10 mmol) ve 2-iyodoetanolden (0.72 gr, 10 mmol) sentezlendi. Verim: % 70 (2.1 g); e.n: 135-137 ⁰C, v(CN): 1556.3 cm^-1. 10 mmol) ve 2-bromoetanolden (0.72 gr, 10 mmol) sentezlendi. Verim: % 81 (2.7 g); e.n: 104-105 ⁰ C, v_(CN): 1479.8 cm^-1.

25

1-(2-hidroksietil)-3-benzilbenzimidazolyum bromür ( 1.67 g; 5 mmol) ve amonyum heksaflorofosfatın (0.82 g; 5 mmol) kloroformdaki karışımı oda sıcaklığında 24 saat karıştırıldı. Bu sürenin sonunda çözgen vakumda uzaklaştırıldı. Ham ürün etil alkol/dietil eter (1:3) karışımında kristallendirildi.

Verim: % 86 (1.71 g); e.n: 103-105 ⁰C, v(CN): 1558.7 cm^-1.

1-[2-(tetrahidropiran-2-iloksi)etil]-1H-benzimidazol (2.46 g, 10 mmol) ile benzil klorürün ( 1.27 g, 10 mmol) kuru DMF içerisinde 1 gün 80 °C ’de ve son 2 saat 120 °C’de yağ banyosunda karıştırıldı. DMF in fazlası vakumda uçuruldu.

Kalan tepkime karışımı üzerine kuru eter ilave edilip çöken beyaz katı filtre edildi.

Ürün piran halkasının ayrıldığı ve ayrılmadığı iki tuz karışımı halinde elde edildi ve bu halde saflaştırılamadı. Ürün karışımının 25 ml metanoldeki çözeltisine 2 damla %36 luk HCl çözeltisi ilave edildi ve karışım 1 saat oda koşullarında karıştırıldı. Metanol tamamen uzaklaştırıldı. Ham ürün etilalkol-eter karışımında kristallendirildi. Sentezlenen bileşik 2-hidroksietil sübstitüentli tuz yapısına dönüştü. Yapının bu şekilde olduğu spekroskopik yöntemlerle kanıtlanmıştır.

Verim: % 87 (2.51 g); e.n: 105-107 °C; (CN): 1557 cm^-1; (O-H): 3150-3628 cm^-1.

% Element Analizi: Hesaplanan C₁₆H₁₇ClN₂O: C: 66.55; H: 5.93; N: 9.70.

Bulunan: C: 66.79; H: 6.11; N: 9.58.

(Aydın Aktaş’la ortak çalışma)

26 2.3. 2-Hidroksietil Grubu İçeren NHC-Pd(II)-Piridin Komplekslerinin Sentezi, 3

1-(2-hidroksietil)-3-benzilbenzimidazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K₂CO₃ (0.45 gr, 4 mmol) ve PdCl₂ (0,12 gr, 0.8 mmol) karışımına 3 ml piridin eklenerek 80°C’de yağ banyosunda 16 saat karıştırıldı. Bu süre sonunda çözücünün tamamı vakum altında uzaklaştırıldıktan sonra ham ürün DCM’de çözülerek silikadan (1 cm kalınlığında) geçirildi. Çözücünün fazlası vakum altında uzaklaştırıldı. Oluşan turuncu renkli ürün DCM/hekzan (1/2) karışımında kristallendirildi. Verim: % 80 (0.36 gr); e.n: 132-134 ⁰C, v_(CN): 1602.3 cm^-1.

3b bileşiği, 3a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-3-(2-metilbenzil)benzimidazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K₂CO₃ (0.44 gr, 4 mmol) ve PdCl₂’den (0.11 gr, 0.8 mmol) sentezlendi. Verim: % 77 (0.34 gr);

e.n: 148-150 ⁰C, v_(CN): 1602.6 cm^-1

27 2.3.3.Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-(3-metilbenzil)benzimidazol-2-iliden]-piridinpalladyum(II), 3c

N N

Pd N I I

HO 80⁰C

Pd Cl₂ 5K₂CO₃ N N

N I

OH

3c bileşiği, 3a bileşigi ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-(

3-metilbenzil)benzimidazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K2CO3 (0.44 gr, 4 mmol)ve PdCl2’den(0.11 gr, 0.8 mmol) sentezlendi. Verim: % 72 (0.32 gr); e.n:

177-179 ⁰C, v(CN): 1602.6 cm^-1.

2.3.4. Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-(4-metilbenzil)benzimidazol-2-iliden]-piridinpalladyum(II), 3d

N N

Pd N I I

HO 80⁰C

Pd Cl₂ 5K₂CO₃ N N

N I

OH

3d bileşiği, 3a bileşigi ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-3-(4-metilbenzil)benzimidazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K₂CO₃ (0.44 gr, 4 mmol )ve PdCl₂’den(0.11 gr, 0.8 mmol) sentezlendi. Verim: % 70 (0.31 gr); e.n:

172-174 ⁰C, v_(CN): 1600.2 cm^-1.

28 2.3.5. Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-(2,4,6-trimetilbenzil)benzimidazol-2-iliden]

piridinpalladyum(II), 3e

N N

Pd N I I

HO 80⁰C

Pd Cl₂ 5K₂CO₃ N N

N I

OH

3e bileşiği, 3a bileşigi ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-3-(2,4,6-trimetilbenzil)benzimidazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K₂CO₃ (0.41 gr, 4mmol)ve PdCl₂’den(0.10 gr, 0.8 mmol) sentezlendi. Verim: % 78 (0.33 gr);

e.n: 185-187 ⁰C, v_(CN): 1608.5 cm^-1.

2.3.6. Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-(2,3,5,6-tetrametilbenzil)benzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II), 3f

N N

Pd N I I

HO 80⁰C

Pd Cl₂ 5K₂CO₃ N N

N I

OH

3f bileşiği, 3a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-3-(2,3,5,6-tetrametilbenzil)benzimdazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K2CO3

(0.39 gr, 4 mmol) ve PdCl2’den (0.10 gr, 0.8 mmol) sentezlendi. Verim: % 70 (0.29 gr); e.n: 323-325 ⁰C, v(CN): 1602.1 cm^-1

29 3h bileşiği, 3a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-3-metilbenzimdazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K₂CO₃ (0.44 gr, 4 mmol) ve PdCl₂’den(0.11 gr, 0.8 mmol) sentezlendi. Verim: % 88 (0.44 gr); e.n: 177-179

0C, v(CN): 1603.2 cm^-1.

2.3.9. Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-etilbenzimidazol-2-iliden]piridinpallad-yum(II), 3ı

30 3ı bileşiği, 3a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-3-etilbenzimdazolyum iyodür (0.25 gr, 0.8 mmol), K₂CO₃ (0.56 gr, 4 mmol) ve

3i bileşiği, 3a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, 1-(2-hidroksietil)-3-izopropilbenzimdazolyum iyodür (0.22 gr, 0.8 mmol), K₂CO₃ (0.46 gr, 4 mmol) ve PdCl₂’den(0.12 gr, 0.8 mmol) sentezlendi. Verim: % 81 (0.34 gr); e.n: 185-187

0C, v(CN): 1445.4 cm^-1.

2.4. 2-Hidroksietil Sübstitüye NHC-Pd-Trifenilfosfin Komplekslerinin Sentezi, 4

2-hidroksietil sübstitüye NHC-Pd(II)-PPh3 (PEPPSI) kompleksleri (4a-i), NHC-Pd-Piridin komplekslerinden trans ligant transfer yöntemiyle sentezlendi.

2.4.1. Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-benzilbenzimidazol-2-iliden]-trifenil

31 fazlası vakum altında uzaklaştırıldı. Ürün kloroform/hekzan karışımında kristallendirildi. Verim: % 73 (0.08 gr), e.n: 88-90 ⁰C.

2.4.2. Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-(2-metilbenzil)benzimidazol-2-iliden]-tri

32

33 diiyodo[1,3-bis(2-hidroksietil)benzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II) (0.08 gr, 0.2 mmol) ve PPh₃’den (0.032 gr, 0.2 mmol) sentezlendi. Verim: % 79 (0.079 gr), e.n: 299-301⁰C, v_(CN): 1434.2 cm^-1.

34 diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-metilbenzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II) (0.083 gr, 0.2 mmol) ve PPh₃’den (0.035 gr, 0.2 mmol) sentezlendi. Verim: % 80 (0.083 gr), e.n:

271-273 ⁰C, v_(CN): 1434 cm^-1. Bu bileşik literatürde belirtilen yöntem ile diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-etilbenzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II) (0.01 gr,0.2 mmol) ve PPh3’den (0.043 gr, 0.2 mmol) sentezlendi. Verim: % 79 (0.1 gr), e.n: 229-230

0C, v(CN): 1434.6 cm^-1.

35 4i bileşiği, 4a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-izopropilbenzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II) (0.01 gr, 0.2 mmol) ve PPh3’den (0.04 gr, 0.2 mmol) sentezlendi. Verim: % 77 (0.09 gr), e.n:

202-204 ⁰C bozuldu, v(CN): 1433.6 cm^-1.

2.5. 2-hidroksietil Sübstitüye NHC-Pd(II)-2-aminopiridin (PEPPSI) Komplekslerinin Sentezi, 5

2-hidroksietil sübstitüyentli NHC ve koordine 2-aminopiridin içeren Pd(II)-2-aminopiridin kompleksleri (5a-i), trans ligant değişim yöntemi ile NHC-Pd(II)-Piridin (3) komplekslerinden sentezlendi.

2.5.1. Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-benzilbenzimidazol-2-iliden]-2-amino piridinpalladyum(II), 5a

N N

Pd N I I

HO

25⁰C CHCl₃

N N

Pd N

HO

N NH₂

H₂N I I

Diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-benzilbenzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum (II) kompleksi (0.08 gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin (0.012 gr, 0.1 mmol) karışımı 15 ml kloroform içerisinde çözülerek 12 saat oda sıcaklığında karıştırıldı.

Çözücünün fazlası vakum altında uzaklaştırıldı. Ham ürün kloroform/hekzan karışımında kristallendirildi. Verim: % 75 (0.074 gr), e.n: 199-201 ⁰C.

36 gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin’den (0.011 gr, 0.1 mmol) sentezlendi. Verim: % 81 (0.065 gr), e.n: 209-211 ⁰C. gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin’den (0.012 gr, 0.1 mmol) sentezlendi. Verim: % 85 (0.077 gr), e.n: 149-151⁰ C.

37 (II) (0.08 gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin’den (0.012 gr, 0.1 mmol) sentezlendi.

Verim: % 85 (0.068 gr), e.n: 269-271 ⁰C.

38 diiyodo[1,3-bis(hidroksietil)benzimidazol-iliden]piridinpalladyum(II) (0.08 gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin’den (0.011 gr, 0.1 mmol) sentezlendi. Verim: % 75 (0.06 gr), e.n: diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-metilbenzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II) (0.01 gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin’den (0.015 gr, 0.1 mmol) sentezlendi. Verim: % 83

39 5h bileşiği, 5a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-etilbenzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II) (0.1 gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin’den (0.015 gr, 0.1 mmol) sentezlendi. Verim: % 80 (0.08 gr),

39 5h bileşiği, 5a bileşiği ile aynı yöntem kullanılarak, diiyodo[1-(2-hidroksietil)-3-etilbenzimidazol-2-iliden]piridinpalladyum(II) (0.1 gr, 0.1 mmol) ve 2-aminopiridin’den (0.015 gr, 0.1 mmol) sentezlendi. Verim: % 80 (0.08 gr),

Belgede T.C. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (sayfa 38-0)