KOCAELĐ ÜNĐVERSĐTESĐ*FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
STEROĐDAL EPOKSĐTLERĐN TETRASĐYANOETĐLEN (TCNE)
KATALĐZÖRLÜĞÜNDE ETANOLĐZLERĐ
YÜKSEK LĐSANS
Kimyager Olcay KOCA
Anabilim Dalı: Kimya
Danışman: Prof. Dr. Cavit UYANIK
ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR
Steroidal epoksitlerin TCNE katalizörlüğünde etanolizleri ilk defa gerçekleştirilen bir çalışmadır. Bu çalışma ile birlikte literatüre yeni bileşikler kazandırılmıştır. Buna ek olarak, steroidal epoksitlerin çok iyi birer ara ürün olduğu düşünüldüğünde, çalışmamızın ve sentezlenen bu yeni bileşiklerin önemi bir kat daha artmaktadır. Ayrıca, bu deneysel yöntem ile literatüre etil eter bileşiklerinin sentezi için yeni ve farklı bir metot sunulmuştur.
Yüksek lisans tezimin danışmanlığını yapan, tüm çalışmalarım boyunca kıymetli zamanını ayırıp yakın ilgi ve yardımlarını hiç esirgemeyen, çalışmalarımın öncesinde ve sonrasında bana daima yol ve yön gösteren değerli hocam Sayın, Prof. Dr. Cavit UYANIK’ a teşekkür eder, sonsuz saygı ve sevgilerimi sunarım.
Yüksek lisans eğitimimin başından sonuna kadar her zaman yanımda olan, en zor günlerimde varlığı ile kendini hissettiren, sabır ve anlayışıyla beni daima destekleyen Nilay YILMAZ’ a sonsuz teşekkürü bir borç bilir, en içten sevgi ve saygılarımı sunarım.
Bana her türlü desteği sağlayan, sabır ve anlayışlarını hiçbir zaman eksik etmeyen, bugünlere gelmemde haklarını ve emeklerini hiçbir zaman ödeyemeyeceğim babam Turan KOCA, annem Latife KOCA ve kardeşim Tuncay KOCA’ ya sonsuz teşekkürler eder, saygı ve sevgilerimi sunarım.
ĐÇĐNDEKĐLER ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR ... i ĐÇĐNDEKĐLER DĐZĐNĐ ... ii ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ ... iv FORMÜLLER DĐZĐNĐ ... vi SĐMGELER DĐZĐNĐ ve KISALTMALAR ... x ÖZET... xi ABSTRACT ... xii 1. GĐRĐŞ ... 1 1.1. Steroidal Epoksitler ... 1
1.2. Steroidal Epoksitlerin Elde Ediliş Yöntemleri ... 1
1.2.1. Perasit epoksidasyonu (MCPBA ile epoksidasyon) ... 2
1.2.2. Hidrojen peroksit ile epoksidasyon (H2O2 epoksidasyonu) ... 4
1.2.3. KMnO4/Metal-SO4 epoksidasyonu ... 5
1.2.4. Sodyum perborat ile epoksidasyon (NaBO3 ile epoksidasyon) ... 6
1.2.5. Trans halohidrinler ile epoksidasyon ... 7
1.2.6. Sharpless asimetrik epoksidasyon ... 7
1.3. Steroidal Epoksitlerin Reaksiyonları... 8
1.3.1. Epoksitlerin asit katalizli halka açılımı ... 8
1.3.2. Epoksitlerin baz katalizli halka açılımı ... 9
1.3.3. Epoksit halkalarının Grignard reaktifleri ile açılması ... 10
1.3.4. Epoksit halkalarının TCNE katalizli halka açılımı ... 10
2. MALZEME ve YÖNTEM ... 14
2.1. Kullanılan Kimyasal Maddeler ... 14
2.2. Kullanılan Çözücüler ... 14
2.3. Kullanılan Cihazlar ... 15
2.4. Kullanılan Yöntem ... 15
3. DENEYSEL KISIM ... 17
3.1. Steroidal Epoksitlerin MCPBA Reaksiyonu ile Sentezi ... 17
3.1.1. 3β,17β-Dihidroksi-3α-etilandrost-4-en' in MCPBA ile epoksidasyonu ... 17
3.2. Steroidal Epoksitlerin TCNE Katalizli Etanolizleri ... 18
3.2.1. 3β,17β-Diasetoksi-5α,6α-epoksiandrostan' ın (1) TCNE katalizörlüğünde etanolizi ... 18
3.2.2. 3β-Asetoksi-5α,6α-epoksiandrostan-17-on' un (3) TCNE katalizörlüğünde etanolizi... 19
3.2.3. 3β-Asetoksi-5β,6β-epoksiandrostan-17-on' un (5) TCNE katalizörlüğünde etanolizi... 20
3.2.4. 17β-Asetoksi-4α,5α-epoksi-3β-hidroksiandrostan' ın (8) TCNE katalizörlüğünde etanolizi ... 21
3.2.5. 3β,17β-Diasetoksi-4β,5β-epoksiandrostan' ın (10) TCNE katalizörlüğünde etanolizi... 22
3.2.6. 3α,4α-Epoksi-5α-androstan-17-on' un (13) TCNE katalizörlüğünde etanolizi... 24
3.2.7. 17β-Asetoksi-3β,4β-epoksi-5β-androstan' ın (15) TCNE katalizörlüğünde etanolizi... 25 3.2.8. 3β,17β-Diasetoksi-5β,6β-epoksi-7β-hidroksiandrostan' ın (17) TCNE katalizörlüğünde etanolizi ... 26 4. BULGULAR ve TARTIŞMA ... 28 5. SONUÇLAR ve ÖNERĐLER ... 38 KAYNAKLAR ... 40 EKLER ... 42 ÖZGEÇMĐŞ ... 87
ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ
Şekil 1.1: Barlett tarafından önerilen MCPBA ile alken arasındaki reaksiyonun
mekanizması ... 2
Şekil 1.2: Kolesterolün MCPBA ile epoksidasyonu ... 2
Şekil 1.3: 5β,17β-Dihidroksiandrost-3-en’ in MCPBA ile epoksidasyonu ... 3
Şekil 1.4: 17β-Asetoksiandrosta-4,6-dien’ in MCPBA ile epoksidasyonu ... 3
Şekil 1.5: Terminal olefinlerin H2O2 ve Na2WO4 ile epoksidasyonu ... 4
Şekil 1.6: TCNE katalizörlüğünde H2O2 ile epoksidasyon reaksiyonu ... 4
Şekil 1.7: Steroid serisinde α, β doymamış ketonların H2O2 ile epoksidasyonu ... 4
Şekil 1.8: KMnO4-Fe2(SO4)3 nH2O ile 3β-asetoksi-∆5-doymamış steroidlerin β-epoksidasyonu ... 5
Şekil 1.9: Kolest-5-en-3β-ol’ ün KMnO4-CuSO4 ile epoksidasyonu ... 5
Şekil 1.10: SPB ile epoksidasyonun reaksiyon mekanizması ... 6
Şekil 1.11: 3β-Asetoksiandrost-5-en-17-on’ un SPB ile epoksidasyonu ... 7
Şekil 1.12: Trans halohidrinlerden epoksit elde ediliminin reaksiyon mekanizması ... 7
Şekil 1.13: Sharpless asimetrik epoksidasyon reaksiyonu ile epoksit oluşumu ... 8
Şekil 1.14: Asit katalizli epoksit halkasının açılma reaksiyonunun mekanizması .... 9
Şekil 1.15: Epoksitlerin baz katalizli halka açılma reaksiyonunun mekanizması ... 9
Şekil 1.16: Epoksitlerin grignard reaktifleri ile reaksiyonundan alkol oluşumu ... 10
Şekil 1.17: Tetrasiyanoetilen (TCNE)’ nin açık yapısı ... 10
Şekil 1.18: TCNE katalizörlüğünde trisübstitüe epoksitin metanolizi ... 11
Şekil 1.19: TCNE katalizörlüğünde epoksitlerin alkoller ile reaksiyonunun mekanizması ... 11
Şekil 1.20: Epoksitlerin TCNE katalizörlüğünde alkolleşmesi reaksiyonundaki transantiperiplanar ilişki ... 12
Şekil 1.21: Komşu hidroksi grubunun halka açılmasına etkisi ... 13
Şekil 1.22: TCNE katalizli halka açılma reaksiyonunda siyano grubu ile komşu hidroksi grubu arasındaki hidrojen bağı ... 13
Şekil 3.1: 3β,17β-Dihidroksi-3α-etilandrost-4-en’ in MCPBA ile epoksidasyonu ... 17
Şekil 4.1: 3β,17β-Diasetoksi-5α,6α-epoksiandrostan (1)’ in TCNE katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 29
Şekil 4.2: 3β-Asetoksi-5α,6α-epoksiandrostan-17-on (3)’ ün TCNE katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 30
Şekil 4.3: 3β-Asetoksi-5β,6β-epoksiandrostan-17-on (5)’ in TCNE katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 31
Şekil 4.4: 17β-Asetoksi-4α,5α-epoksi-3β-hidroksiandrostan (8)’ in TCNE katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 32
Şekil 4.5: 3β,17β-Diasetoksi-4β,5β-epoksiandrostan (10)’ un TCNE katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 33
Şekil 4.6: 3α,4α-Epoksi-5α-androstan-17-on (13)’ ün TCNE katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 34
Şekil 4.7: 17β-Asetoksi-3β,4β-epoksi-5β-androstan (15)’ in TCNE
katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 35
Şekil 4.8: 3β,17β-Diasetoksi-5β,6β-epoksi-7β-hidroksiandrostan (17)’ nin TCNE
katalizörlüğünde etanol içerisindeki reaksiyonu ... 37
FORMÜLLER DĐZĐNĐ (1) (2) O AcO O OH HO O OEt (3) (4) (5) (6)
(7) (8)
(9) (10)
(13) (14) O H OAc HO H OAc OEt (15) (16) (17) (18)
AcO OH OEt OH OH (19)
SĐMGELER DĐZĐNĐ ve KISALTMALAR CAN : Amonyum seryum (IV) nitrat 13
C NMR : Karbon-13 nükleer magnetik rezonans spektroskopisi DDQ : 2,3-Dikloro-5,6-disiyano-p-benzoquinon
DCM : Diklorometan E.n : Erime noktası 1
H NMR : Proton nükleer magnetik rezonans spektroskopisi
Đ.T.K : Đnce tabaka kromatografisi MCPBA : m-Kloroperbenzoik asit
2D-NOESY : Nüklear overhauser effect spektroskopisi SPB : Sodyum perborat
TCNE : Tetrasiyanoetilen IR : Đnfrared spektroskopisi UV : Ultraviyole
STEROĐDAL EPOKSĐTLERĐN TETRASĐYANOETĐLEN (TCNE) KATALĐZÖRLÜĞÜNDE ETANOLĐZLERĐ
Olcay KOCA
Anahtar Kelimeler: Steroid, Steroidal Epoksit, Tetrasiyanoetilen (TCNE).
Özet: MCPBA ile epoksidasyon ve epoksitlerin Tetrasiyanoetilen (TCNE) katalizli açılımıyla ilgili literatür bilgilerine bölüm 1’ de yer verildi. Bölüm 2’ de; epimerik 3,4-epoksi, 4,5-epoksi ve 5,6-epoksi steroid çiftlerinin TCNE tarafından katalizlenen etanolizlerinin regiokimyası ve stereokimyası incelendi. TCNE ile katalize edilen 5,6-epoksitin etanolizinin regiokimyası ve stereokimyası üzerine komşu hidroksi grubunun etkisi açıklandı.
TETRACYANOETHYLENE-CATALYZED ETHANOLYSIS OF STEROĐDAL EPOXĐDES
Olcay KOCA
Keywords: Steroid, Steroidal Epoxide, Tetracyanoethylene (TCNE).
Abstract: The existing literatüre on the epoxidation with MCPBA and tetracyanoethylene (TCNE) catalysed cleavage of epoxides were reviwed in chapter 1. In chapter 2; the regiochemistry and stereochemistry of the ethanolysis of the pairs of epimeric 3,4-epoxy, 4,5-epoxy and 5,6-epoxy steroids catalysed by TCNE was examined. The effect of a neighbouring hidroxy group on the regiochemistry and stereochemistry of the ethanolysis of an 5,6-epoxide catalysed by TCNE was reported.
1. GĐRĐŞ
1.1. Steroidal Epoksitler
Oksiranlar olarak da adlandırılan epoksitler, üç üyeli halkalı eterlerdir. Bağları arasındaki açının 60o olmasından dolayı çok gergin moleküllerdir ve bu yüzden reaksiyona girme eğilimleri fazladır. Ayrıca reaksiyonları sırasında yüksek seçicilik gösterdikleri için steroid kimyasında çok önemli bir yere sahiptir [1].
1.2. Steroidal Epoksitlerin Elde Ediliş Yöntemleri
Epoksidasyon, doymamış olefinlerin aktif oksijen vasıtasıyla üç üyeli halkalı eterlere dönüştürüldükleri reaksiyonlara verilen isimdir [2]. m-Kloroperbenzoik asit (m-CPBA) bu amaç doğrultusunda kullanılan en önemli, güvenilir ve en çok kullanılan reaktiftir. Son zamanlarda dioksiranlar da, steroidlerin epoksidasyonu için görev alan etkili reaktiflerdendir. Buna rağmen bu her iki reaktifinde genellikle doymamış steroidlere yaklaşımı, çift bağına daha az engelli olan α-yönünden olur.
Steroid moleküllerinde, β-epoksidin sentezinde son yıllarda hatırı sayılır gelişmeler vardır. Daha fazla engelli β-epoksidin sentezi için daha önce kullanılan metotlar halohidrinlerin kullanımını içerir. Bu reaksiyonlarda 3α-halo sübstitüendin varlığı, daha az engelli α-yönünden reaktifin girişimini bloklar. Buda β-yüzeyinden epoksidasyonu sağlar. Kromil diasetat varlığında iyodobenzen, dioksijen türleri, demir asetilasetonat ve hidrojen peroksit, permanganat oksidasyonu (KMnO4/ CuSO4.5H2O) gibi reaktiflerin kullanımları da β-epoksit sentezinin metotlarındandır [3].
Steroidal epoksitler, hücre çoğalması ve kolesterol homeostasileri gibi birçok biyolojik fonksiyonları kontrol eden oksisterollerin en önemli grubudur. Örneğin, 5β,6β-epoksi fonksiyonelliği anti tümör aktivitesine sahip, doğal oluşan bir steroid
iken, kolesterolün α- ve β- epoksitleri biyoaktif otooksidasyon ürünleridir ve her ikisi de sitotoksik ve mutajeniktir. Ayrıca, epoksitler sentetik olarak kolay halka açılımı ile stereospesifik tarzda çeşitli fonksiyonelliğe sahip olma özelliğiyle çok değerli ara ürünlerdir. Bu özelliklerden dolayı steroid moleküllerinde 5α,6α-epoksitler (α-epoksitler) ve 5β,6β-epoksitlerin (β-(α-epoksitler) stereoselektif sentezleri dikkat çekici boyuttadır [4].
1.2.1. Perasit epoksidasyonu (MCPBA ile epoksidasyon)
MCPBA, hidrojen peroksit veya diğer perasitlere göre reaktivitesi, stereoseçiciliği ve ürünlerin verimi ve saflığı yönünden daha üstün olan bir oksidasyon reaktifidir [5]. Bu nedenle kullanımı günümüzde en fazla olan epoksidasyon reaktifidir.
MCPBA ile alkenlerin arasında meydana gelen epoksidasyon reaksiyonunun mekanizması Barlett tarafından önerilmiştir [6,13].
Şekil 1.1: Barlett tarafında önerilen MCPBA ile alken arasındaki reaksiyonun mekanizması
Steroid moleküllerinde bulunan açısal metil gruplarının sterik engeli nedeniyle MCPBA ile yapılan epoksidasyon reaksiyonlarında ana ürün α-epoksitlerdir. Örneğin kolesterol, MCPBA ile %95 oranında α-epoksit vermektedir.
Fakat moleküller üzerinde sterik engel oluşturabilecek diğer sübstitüentler ve moleküler etkileşimler sayesinde β-epoksitlerin sentezi mümkündür. β-epoksitlerin sentezleri için var olan metotlar, ara ürün olarak halohidrinlerin kullanımını içerir. α-yüzeyinden reaktiflerin bloklanması için 3-halo sübstitüentler kullanılır. Kromil diasetat, potasyum permanganat/inorganik tuzlar, kiral ketonlar/okson ve hava varlığında geçiş metal kompleksleri veya oksidant olarak moleküler oksijen β-epoksidasyon sentezini oluştururlar [4].
Şekil 1.3: 5β,17β-Dihidroksiandrost-3-en’ in MCPBA ile epoksidasyonu
Ayrıca MCPBA ile dienlerin epoksidasyonu da yüksek verimlilikte mümkündür. Steroid serilerinde bazı 4,6-dienlerden, diepoksitleri elde etmek mümkündür. Böyle epoksidasyon reaksiyonlarında öncelikle daha az engelli çift bağdan α-yönünden epoksit elde edilmiş ve daha sonra açısal metil gruplarının sterik engeline rağmen β- yönünden diğer çift bağın epoksidasyonu gerçekleştirilmiştir [7].
1.2.2. Hidrojen peroksit ile epoksidasyon (H2O2 epoksidasyonu)
Bir başka epoksitleyici reaktif hidrojen peroksittir. Kolay hazırlanabilmesi ve MCPBA’ nın büyük miktarlarda hazırlanması tehlikeli olabileceği düşünülerek, kullanımı tehlikeli olmayan bir reaktiftir [8].
Terminal olefinler, sodyum tungstat dehidrat katalizörlüğünde %30’ luk H2O2 ile her hangi bir halojenür veya çözücü bulunmadan epoksitlendirilmiştir. Bu yöntem ile terminal olefin içeren çeşitli subsratlar epoksitlendirilebilir [9].
Şekil 1.5: Terminal olefinlerin H2O2 ve Na2WO4 ile epoksidasyonu
Bir başka çalışmada Masaki ve arkadaşları TCNE katalizörlüğünde ve asetonitril içerisinde stereospesifik olarak çift bağdan epoksit elde etmeyi başarmışlardır [10].
Şekil 1.6: TCNE katalizörlüğünde H2O2 ile epoksidasyon reaksiyonu
Ayrıca steroid serilerinde, hidrojen peroksit tarafından sodyum hidroksit içerisinde α,
β-doymamış ketonların epoksidasyonu gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda
baskın olarak β-epoksit elde edildiği görülmüştür [11].
α / β : 1 / 5
1.2.3. KMnO4/Metal-SO4 epoksidasyonu
Steroidal β-epoksitlerin elde edilmelerinde kullanılan bir epoksidasyon yöntemidir. Yüksek verimlilikte β-epoksitler elde edilmesi sebebiyle son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
3β-Asetoksi-∆5-doymamış steroidlerin β-epoksidasyonu, potasyum permanganat-metal sülfatlar ve nitratlar varlığında yüksek oranda stereoseçicilik ile başarıyla gerçekleştirilmiştir. 5β,6β-Epoksitler bu metot ile tek basamakta, yüksek verimlilikte ve çok düşük maliyetli reaktifler kullanılarak sentezlenmiştir. KMnO4-Fe2(SO4)3 nH2O ile en iyi sonuçların alındığı gözlenmiştir [12].
Şekil 1.8: KMnO4-Fe2(SO4)3 nH2O ile 3β-Asetoksi-∆5-doymamış steroidlerin
β-epoksidasyonu
Bu epoksidasyon metodu ile kolest-5-en-3β-ol’ ün reaksiyonu, %61 verim ile 5β,6β-epoksikolestan-3β-ol’ ü, %20 oranında reaksiyona girmemiş başlangıç maddesini ve %5 oranında 5α,6α-epoksikolestan-3β-ol’ ü vermiştir [13].
1.2.4. Sodyum perborat ile epoksidasyon (NaBO3 ile epoksidasyon)
Endüstriyel bir kimyasal olan sodyum perborat (SPB), çok ucuz ve bu nedenle çok kullanılan bir epoksidasyon reaktifidir. SPB (NaBO3.nH2O, n=1-4) epoksidasyonunda ürün olarak, β-epoksidin baskın olduğu α- ve β-epoksitlerin karışımı elde edilir. SBP farklı şartlar altında okside alkenleri oksiranlara dönüştürmek amacıyla kullanılırlar. Asetik anhidrit varlığında gerçekleşen reaksiyonunda ara bir geçiş hali oluşur. Epoksidasyon için hala kesin bir mekanizma bulunamamıştır fakat aşağıdaki gibi bir mekanizmanın olduğu düşünülmektedir [3].
Şekil 1.10: SPB ile epoksidasyonun reaksiyon mekanizması
Uyanık ve arkadaşları steroidal alkenleri asetik asit varlığında ve potasyum permaganat katalizörlüğünde SPB ile epoksitlendirmeyi başarmışlardır. Yaptıkları bu çalışmalarda β-epoksitin baskın olduğu α- ve β-epoksitleri elde etmişlerdir [14].
α / β : 1 /4
Şekil 1.11: 3β- Asetoksiandrost-5-en-17-on’ un SBP ile epoksidasyonu
Ayrıca Uyanık ve arkadaşları steroidal alkenler ile yaptıkları diğer bir çalışmada potasyum permanganat yerine krom trioksit kullanmışlar ve α-epoksitin baskın olduğu epimerik epoksitleri elde etmişlerdir [3].
1.2.5. Trans halohidrinler ile epoksidasyon
Alkenlerin sulu ortamda halojenlendirilmesi sonucunda trans halohidrinler oluşur. Trans halohidrinler ise baz ile muamele edildiğinde epoksitleri vermektedir. Reaksiyon klasik bir molekül içi Williamson eter sentezi şeklinde oluşmaktadır. Reaksiyonun mekanizmasını şu şekilde göstermek mümkündür.
Şekil 1.12: Trans halohidrinlerden epoksit elde ediliminin reaksiyon mekanizması
1.2.6. Sharpless asimetrik epoksidasyon
1980 yılında Sharpless ve arkadaşları Sharpless asimetrik epoksidasyon yöntemini önermişlerdir. Sharpless epoksidasyonu, allilik bir alkolün, bir tartarat esteri varlığında titanyum (IV) tetrapropoksit [Ti(O-iPr)4] ve tersiyer bütil hidroperoksit [t-BuOOH] ile muamelesi sonucu gerçekleştirilen bir reaksiyondur [15].
Gereniol
Şekil 1.13: Sharpless asimetrik epoksidasyon reaksiyonu ile epoksit oluşumu
Yukarıdaki reaksiyon, %77 ürün verimi ve %95 enantiyomerik saflıkta gerçekleşmektedir [6].
1.3. Steroidal Epoksitlerin Reaksiyonları
Epoksit halkaları üç üyeli gergin moleküller olması sebebiyle nükleofilik yer değiştirme reaksiyonlarını kolaylıkla verebilmektedir. Epoksit halkaları asit katalizörlüğünde, baz katalizörlüğünde, grignard reaktiflerinin varlığında veya orta derecede etkili bir lewis asidi ile halka açılma reaksiyonları vermektedir.
1.3.1. Epoksitlerin asit katalizli halka açılımı
Karbon atomu nükleofilik saldırıya uğradığında, asit katalizörü epoksit halkasının daha kolay açılmasına yardım eder. Epoksitlerin asit katalizli halka açılma reaksiyonlarında genellikle zayıf nükleofiller kullanılır. Nükleofil daha kalabalık olan karbon atomuna saldırısını gerçekleştirir ve SN1 reaksiyonu verirler. Reaksiyonun mekanizması şekil 1.14’ de görüldüğü gibi gerçekleşir [15].
Şekil 1.14: Asit katalizli epoksit halkasının açılma reaksiyonunun mekanizması
1.3.2. Epoksitlerin baz katalizli halka açılımı
Epoksitler asit katalizli halka açılımının yanı sıra, baz katalizli olarak da halka açılma reaksiyonunu uğrarlar. Epoksitlerin bu tür nükleofilik halka açılma reaksiyonlarında SN2 reaksiyonlarının özellikleri görülmektedir. Sübstitüent oluşumunda konfigürasyonal inversiyon gözlenir ve kuvvetli nükleofiller ile reaksiyon daha hızlı gerçekleşmektedir.
Simetrik olmayan epoksitlerde nükleofiller daha az sübstitüe yönden yani daha az sterik engelli yönden atak yaparlar. Nükleofil daha az kalabalık karbon atomuna, C-O bağının karşısından saldırır. Öncelikle geçiş hali oluşumu gözlenir ve ardından ilk önce alkoksi anyonu oluşur, daha sonra çözücüden gelen proton anyona bağlanır ve
β-sübstitüe alkoller elde edilir [16].
1.3.3. Epoksit halkalarının Grignard reaktifleri ile açılması
Grignard reaktifleri kullanılarak da epoksit halkasının açılması mümkündür. Grignard reaktifleri epoksitler ile tepkimeye girdiklerinde, doymuş karbona nükleofilik saldırı gerçekleşir. Grignard reaktifinin nükleofilik alkil grubu, epoksit halkasının kısmi pozitif yüklü karbonuna saldırı yapar. Halka gergin olduğundan açılır ve tepkime sonunda birincil alkolün tuzu oluşur. Bunu izleyen asitlendirme ile alkol oluşumu meydana gelir [17].
Şekil 1.16: Epoksitlerin grignard reaktifleri ile reaksiyonundan alkol oluşumu
1.3.4. Epoksit halkalarının TCNE katalizli halka açılımı
Epoksit halkalarının açılmasında Tetrasiyanoetilen (TCNE)’ in büyük bir önemi vardır. Bu tür reaksiyonlarda TCNE, π elektronu eksikliğinden dolayı lewis asidi gibi davranır [18]. TCNE, toz halinde zehirli bir bileşiktir ve epoksitlerin halka açılımı reaksiyonlarını gerçekleştirmesinin yanı sıra, esterlerin seçici hidrolizlerini ve anhidritlerin parçalanması reaksiyonlarında da kullanılan orta dereceli bir π asididir [8].
Masaki ve arkadaşları epoksit halkalarını alkoller, tiyoller ve asetik asit ile açmak için yaygın olarak 2,3-dikloro-5,6-disiyano-p-benzoquinon (DDQ) ve amonyum seryum (IV) nitrat (CAN) kullanmışlardır. Daha sonra ise epoksitlerin alkollenmesi için, π asidini temsil eden ve tek elektron alıcısı olan TCNE’ yi katalitik miktarlarda kullanmışlardır. Masaki 1993 yılında trisübstitüe epoksiti katalitik miktarlarda TCNE kullanarak metil alkol ile reaksiyona sokmuş ve yüksek verimlilikte ürün elde etmiştir [19].
Şekil 1.18: TCNE katalizörlüğünde trisübstitüe epoksitin metanolizi
Epoksitlerin TCNE katalizörlüğünde alkolleşme mekanizması tam olarak bilinmemesine rağmen, tekli elektron transferi ile reaksiyonun gerçekleştiği düşünülmektedir [19].
Stereokimyasal incelemeler, TCNE katalizörlüğünde yapılan alkolleşme reaksiyonlarının stereospesifik anti açılma yoluyla ilerlediğini göstermiştir. Epimerik steroidal 4,5- ve 5,6- epoksitlerin TCNE katalizli metanollenmesi reaksiyonu, oluşan alkoksi ve hidroksi grupları arasındaki transantiperiplanar ilişkinin baskın olduğu bir regiokimyaya sahiptir [20].
Şekil 1.20: Epoksitlerin TCNE katalizörlüğünde alkolleşmesi reaksiyonundaki
transantiperiplanar ilişki
Steroid serilerinde reaksiyonun stereokimyasında komşu –OH grubunun etkisi büyüktür. Şekil 1.21’ de görüldüğü gibi, komşu hidroksi grubu varlığında diekvatoryal açılma tamamen değişiktir [21].
Şekil 1.21: Komşu hidroksi grubunun halka açılmasına etkisi
TCNE katalizörlüğünde epoksit halkalarının açılmasında komşu hidroksil grubunun etkisi molekülün regiokimyasını tamamen değiştirir. Bu durumun sebebi hidroksil grubu ile katalizör arasındaki hidrojen bağından olduğu düşünülmektedir. Yani komşu hidroksil grubu ile TCNE’ nin siyano grubu aralarında hidrojen bağı yaparak, diekvatoryal açılmayı meydana getirir [20].
Şekil 1.22: TCNE katalizli halka açılma reaksiyonunda siyano grubu ile komşu hidroksi
2. MALZEME VE YÖNTEM
2.1. Kullanılan Kimyasal Maddeler
Tetrasiyanoetilen (TCNE); tüm reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılmıştır. HPCL grade etanol; reaksiyonlarda hem reaktif olarak hem de çözücü olarak kullanılmıştır. MCPBA; alkenlerden epoksit elde etmek amacıyla, epoksidasyon reaktifi olarak kullanılmıştır. Sodyum sülfit ve sodyum hidrojen karbonat; elde edilen epoksitleri yıkama işlemlerinde kullanılmıştır. Sodyum sülfat; elde edilen epoksitlerin kurutulması işleminde kullanılmıştır. 3β,17β-Diasetoksi-5α,6α-epoksiandrostan (1); 3β-asetoksi-5α,17β-dihidroksi-6β-etoksiandrostan (2) eldesinde, 3β-asetoksi-5α,6α-epoksiandrostan-17-on (3); 3β,6β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan-17-on (4) eldesinde, 3β-asetoksi-5β,6β-epoksiandrostan-17-on (5); 3β-asetoksi-6β-etoksi-5α-hidroksiandrostan-17-on (6) ve 3β-asetoksi-5α-etoksi-6β-3β-asetoksi-6β-etoksi-5α-hidroksiandrostan-17-on (7) eldesinde, 4α,5α-epoksi-3β-hidroksiandrostan (8); 17β-asetoksi-3β,5α-dihidroksi-4β-etoksiandrostan (9) eldesinde, 3β,17β-diasetoksi-4β,5β-epoksiandrostan (10); 3β,17β-diasetoksi-5α-etoksi-4β-hidroksiandrostan (11) ve 3β-asetoksi-4β,17β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan (12) eldesinde, 3α,4α-epoksi-5α-androstan-17-on (13); 4β-etoksi-3α-hidroksi-5α-3α,4α-epoksi-5α-androstan-17-on (14) eldesinde, 17β-asetoksi-3β,4β-epoksi-5β-androstan (15); 17β-asetoksi-4α-etoksi-3β-hidroksi-5β-androstan (16) eldesinde, 3β,17β-diasetoksi-5β,6β-epoksi-7β-hidroksi17β-asetoksi-4α-etoksi-3β-hidroksi-5β-androstan (17); 3β,17β-diasetoksi-6β,7β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan (18) ve 3β-asetoksi-5α-etoksi-6β,7β,17β-trihidroksiandrostan (19) eldesinde kullanılmıştır.
2.2. Kullanılan Çözücüler
HPCL grade etanol; epoksit halkalarının TCNE katalizörlüğünde açılmasında hem çözücü olarak hem de reaktif olarak kullanılmıştır. Etil asetat ve petrol eteri; reaksiyonların tamamlanıp tamamlanmadığını anlayabilmek amacıyla ince tabaka
kromatografisinde, elde edilen ürünlerin birbirlerinden ayrılmasını sağlamak için yapılan kolon kromatografisinde ve kristallendirme işlemlerinde kullanılmıştır. Aseton; elde edilen saf ürünlerin kristallenmesi işleminde kullanılmıştır. Diklorometan; MCPBA ile epoksidasyon yönteminde, alkenlerin çözücüsü olarak kullanılmıştır. Dötörokloroform; 1H NMR, 13C NMR ve 2D-NOESY analizlerinin yapılması için çözücü olarak kullanılmıştır.
2.3. Kullanılan Cihazlar
IR Bruker Tensor 27: Sentezlenen bileşiklerin önemli fonksiyonel gruplarının belirlenmesinde ve yapı tayininde kullanılmıştır.
UV lambası: Sentezlenen organik bileşiklerin saflık kontrolünde kullanılmıştır.
Erime noktası tayin cihazı: Sentezlenen bileşiklerin erime noktasını belirlemek ve saflıklarının kontrol edilmesi için kullanılmıştır.
Vakum pompası: Elde edilen ürünlerin çözücülerinin düşük basınç altında uzaklaştırılması işleminde kullanılmıştır.
Manyetik karıştırıcılı ısıtıcı: Isı ve karıştırma gereken bütün reaksiyonların kurulmasında kullanılmıştır.
Evaporatör: Çözücü yoğunlaştırmada ve uzaklaştırmada kullanılmıştır.
2.4. Kullanılan Yöntem
Bütün deneyler Kocaeli Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü Organik Kimya Araştırma Laboratuarında gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen bileşiklerin X-ray kristalografi çalışmaları Đngiltere Sussex Üniversitesi ve Birmingham Üniversitesi araştırma laboratuarlarında yaptırılmıştır.
Elde edilen ürünlerin saflıklarını kontrol etmekte ve doğruluklarını kanıtlamak amacıyla 1H NMR analizleri Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü (GYTE) Enstrümantal Analiz (Kimya) Laboratuarında Inova-500, 500 MHz yüksek performans dijital NMR spektrometresinde yaptırıldı.
Elde edilen ürünlerin saflıklarını kontrol etmekte ve doğruluklarını kanıtlamak amacıyla 1H NMR analizlerinin bir kısmı da Sakarya Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü NMR Laboratuarında Varian Mercury, 300 MHz NMR spektrometresinde yaptırıldı.
Elde edilen ürünlerin yapılarının tayin edilebilmesi ve saflıklarının kontrol edilebilmesi amacıyla 13C NMR analizleri TÜBĐTAK-MAM Enstrümantal Analiz Laboratuarında BRUKER-500, 125 MHz yüksek performans dijital NMR spektrometresinde yaptırıldı.
Elde edilen ürünlerin stereokimyalarının tayin edilebilmesi amacıyla 2D-NOESY analizleri TÜBĐTAK-MAM Enstrümantal Analiz Laboratuarında BRUKER-500, 500 MHz yüksek performans dijital NMR spektrometresinde yaptırıldı.
Elde edilen ürünlerin fonksiyonel gruplarını tayin edilebilmek amacıyla IR analizleri Kocaeli Üniversitesi Organik Kimya araştırma laboratuarında BRUKER TENSOR 27 marka, IR spektrometresinde yapıldı.
3.DENEYSEL KISIM
3.1. Steroidal Epoksitlerin MCPBA Reaksiyonu ile Sentezi
Tüm steroidal epoksitlerin elde edilmesinde MCPBA ile epoksidasyon yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemde, steroidal alkenler diklorometan içerisinde iyice çözüldükten sonra, buz banyosu eşliğinde ve 0 0C’de MCPBA azar azar eklendi. Reaksiyonun tamamlanıp tamamlanmadığı Đ.T.K ile kontrol edilir ve eğer tamamlanmışsa sırasıyla sulu sodyum sülfit, doygun sulu sodyum hidrojen karbonat, saf su ve tuzlu su ile yıkanıp, sodyum sülfat üzerinde kurutuldu. Çözücü evaporatörde uzaklaştırıldı ve epoksit elde edildi.
3.1.1. 3β,17β-Dihidroksi-3α-etilandrost-4-en’ in MCPBA ile epoksidasyonu
3β,17β-Dihidroksi-3α-etilandrost-4-en (1,49 mmol, 500 mg) 50 ml diklorometan (DCM) içerisinde iyice çözüldü. Buz banyosunda 0 0C’ ye getirilen çözeltiye 4.36 mmol (750 mg) MCPBA azar azar 30 dk. içerisinde çözeltiye eklendi. Daha sonra reaksiyon oda sıcaklığında 3 saat daha karıştırılması sağlandı. 3 saat sonunda Đ.T.K reaksiyonun tamamlandığı gösterdi. Çözelti, sulu sodyum sülfit (%10), doygun sulu sodyum hidrojen karbonat, saf su ve tuzlu su ile iyice yıkandı. Sodyum sülfat üzerinde kurutulup, süzüldü. Çözücü evaporatörde uçuruldu ve 3β,17β-dihidroksi-4β,5β-epoksi-3α-etilandrostan (420 mg) elde edildi.
Verim : 420 mg (%80) E. n : 150-152 oC IR/ cm-1 : 3278
Başlangıç maddesi olarak kullanılan diğer steroidal epoksitler laboratuarda daha önce elde edilmiş ve bu yöntem kullanılarak sentezlenmiştir.
3.2. Steroidal Epoksitlerin TCNE Katalizli Etanolizleri
Steroidal epoksitlerin TCNE katalizörlüğünde etanol ile reaksiyonları gerçekleştirilmiştir. Tüm reaksiyonlar silika plakası üzerinden ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K) ile, petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak takip edilmiştir. Sentezlenen maddeler silikajel üzerinde kolon kromatografisi yöntemi ile ve petrol eteri-etil asetat çözücü sisteminin değişen oranları kullanılarak saflaştırma işlemleri yapılmıştır. Saflaştırılan ürünler saf aseton, etil asetat veya petrol eteri kullanılarak kristallendirilmiştir.
3.2.1. 3β,17β-Diasetoksi-5α,6α-epoksiandrostan’ ın (1) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
3β,17β-Diasetoksi-5α,6α-epoksiandrostan (1) (0,64 mmol, 250 mg) 20 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. TCNE (0,19 mmol, 25 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %20 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı. Kolon kromatografisi sonucunda 3β-asetoksi-5α,17β-dihidroksi-6β-etoksiandrostan (2) (50 mg), beyaz renkli katı madde olarak elde edildi. Aseton içerisinde kristallendirildi.
Verim : 50 mg (% 20) E.n : 183-185 0C IR/ cm-1 : 3450, 3360,1738 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,76 (3H, s, 18-H) 1,13 (3H, s, 19-H) 1,15 (3H, t, 6-OCH2CH3) 2,16 (3H, s, 3-OAc)
0,7-2,16 (21H, çakışan çoklu çakışma)
3,05 (1H, t, 6α-H)
3,29-3,56 (her biri 1H, q, 6-OCH2CH3)
3,64 (1H, t, 17α-H)
4,06 (1H, m, 3α-H)
3.2.2. 3β-Asetoksi-5α,6α-epoksiandrostan-17-on’ un (3) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
3β-Asetoksi-5α,6α-epoksiandrostan-17-on (3) (0,69 mmol, 250 mg) 50 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. Katalitik miktarda TCNE (0,19 mmol, 25 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %15 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı. Kolon kromatografisi sonucunda 3β,6β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan-17-on (4) (25 mg), beyaz renkli toz halinde madde olarak elde edildi.
Verim : 25 mg (%10) E.n : 148-150 0C IR/ cm-1 : 3449 (bs), 1732 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,90 (3H, s, 18-H) 0,93 (3H, s, 19-H) 1,17 (3H, t, 5-OCH2CH3)
0,90-2,50 (21H, çakışan çoklu çakışma) 3,50-3,55 (her biri 1H, q, 5-OCH2CH3) 3,91 (1H, t, 6α-H)
4,36 (1H, m, 3α-H)
2D-NOESY spektrumu: δH 0,90 (18-H) ve : δH 0,93 (19-H) ile δH 3,91 (6-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu sonuç 6-OH grubunun β-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdi.
3.2.3. 3β-Asetoksi-5β,6β-epoksiandrostan-17-on’ un (5) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
3β-Asetoksi-5β,6β-epoksiandrostan-17-on (5) (0,43 mmol, 150 mg) 50 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. TCNE (0,11 mmol, 15 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %10 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı. Kolon kromatografisi sonucunda elde edilen ilk ürün 3β-asetoksi-6β-etoksi-5α-hidroksiandrostan-17-on (6) (12 mg), beyaz renkli toz halinde madde olarak elde edildi.
Verim : 12 mg (%8) E.n : 154-156 0C IR/ cm-1 : 3428, 1738, 1715 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,87 (3H, s, 18-H) 1,13 (3H, s, 19-H) 1,37 (3H, t, 6-OCH2CH3) 2,03 (3H, s, 3-OAc)
0.80-2,50 (20H, çakışan çoklu çakışma) 3,07 (1H, t, 6α-H)
3,28-3,57 (her biri 1H, q, 6-OCH2CH3) 5,12 (1H, m, 3α-H)
2D-NOESY spektrumu: δH 0,87 (18-H) ve : δH 1,13 (19-H) ile δH 3,07 (6-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu durum 6-H’ ın α-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdiği gibi, 6-OCH2CH3 grubunun da β-oryantasyona sahip olduğunu gösterdi.
Kolondan elde edilen ikinci bileşik 3β-asetoksi-5α-etoksi-6β-hidroksiandrostan-17-on (7) (60 mg), beyaz renkli katı madde olarak elde edildi ve aset3β-asetoksi-5α-etoksi-6β-hidroksiandrostan-17-on içerisinde kristallendirildi. Verim : 60 mg (%40) E.n : 199-201 0C IR/ cm-1 : 3450, 1722, 1721 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,86 (3H, s, 18-H) 1,12 (3H, t, 5-OCH2CH3) 1,18 (3H, s, 19-H) 2,02 (3H, s, 3-OAc)
0.80-2,50 (20H, çakışan çoklu çakışma) 3,26-3,52 (her biri 1H, q, 5-OCH2CH3) 3,92 (1H, t, 6α-H)
4,84 (1H, m, 3α-H)
Bileşiğin stereokimyası X-ray kromatografisi ile aydınlatılmıştır.
3.2.4. 17β-Asetoksi-4α,5α-epoksi-3β-hidroksiandrostan’ ın (8) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
17β-Asetoksi-4α,5α-epoksi-3β-hidroksiandrostan (8) (0,28 mmol, 100 mg) 50 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. TCNE (0,07 mmol, 10 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %20 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı.
Kolon kromatografisi sonucunda 17β-asetoksi-3β,5α-dihidroksi-4β-etoksiandrostan (9) (10 mg), beyaz renkli katı madde olarak elde edildi. Aseton içerisinde kristallendirildi. Verim : 10 mg (%10) E.n : 162-164 0C IR/ cm-1 : 3557 (bs), 1702 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,78 (3H, s, 18-H) 1,12 (3H, s, 19-H) 1,22 (3H, t, 4-OCH2CH3) 2,14 (3H, s, 17-OAc)
0,70-2,30 (21H, çakışan çoklu çakışma) 3,18 (1H, d, 4α-H)
3,61-3,76 (her biri 1H, q, 4-OCH2CH3) 4,03 (1H, q, 3α-H)
4,59 (1H, t, 17α-H)
Bileşiğin stereokimyası X-ray kromatografisi ile aydınlatılmıştır.
3.2.5. 3β,17β-Diasetoksi-4β,5β-epoksiandrostan’ ın (10) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
3β,17β-Diasetoksi-4β,5β-epoksiandrostan (10) (0,38 mmol, 150 mg) 50 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. Katalitik miktarda TCNE (0,11 mmol, 15 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %10 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı. Kolon kromatografisi sonucunda ilk ürün olarak 3β,17β-diasetoksi-5α-etoksi-4β-hidroksiandrostan (11) (52,5 mg), beyaz renkli toz halinde madde olarak elde edildi.
Verim : 52,5 mg (%35) E.n : 125-127 0C IR/ cm-1 : 3481, 1732, 1709 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,75 (3H, s, 18-H) 1,11 (3H, t, 5-OCH2CH3) 1,14 (3H, s, 19-H)
2,00-2,04 (her biri 3H, s, 3,17-OAc) 0,70-2,30 (20H, çakışan çoklu çakışma) 3,30 (2H, q, 5-OCH2CH3)
3,96 (1H,d, 4α-H) 4,56 (1H, t, 17α-H) 5,08 (1H, q, 3α-H)
2D-NOESY spektrumu: δH 0,75 (18-H) ve δH 1,14 (19-H) ile δH 3,96 (4-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu sonuç 4-H’ ın α-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdiği gibi, 4-OH grubunun da β-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdi.
Kolon kromatografisi sonucunda elde edilen ikinci ürün 3β-asetoksi-4β,17β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan (12) (37,5 mg), beyaz renkli toz halinde elde edildi.
Verim : 37,5 mg (%25) E.n : 141-143 0C IR/ cm-1 : 3484, 3248, 1708 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,72 (3H, s, 18-H) 1,15 (3H, t, 5-OCH2CH3) 1,17 (3H, s, 19-H) 2,07 (3H, s, 3-OAc)
0,70-2,30 (21H, çakışan çoklu çakışma) 3,23 (2H, q, 5-OCH2CH3)
3,63 (1H, t, 17α-H) 3,97 (1H,d, 4α-H) 5,11 (1H, q, 3α-H)
2D-NOESY spektrumu: δH 0,75 (18-H) ve δH 1,14 (19-H) ile δH 3,96 (4-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu sonuç 4-OH grubunun da β-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdi.
3.2.6. 3α,4α-Epoksi-5α-androstan-17-on’ un (13) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
3α,4α-epoksi-5α-androstan-17-on (13) (0,52 mmol, 150 mg) 30 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. TCNE (0,11 mmol, 15 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %20 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı. Kolon kromatografisi sonucunda 4β-etoksi-3α-hidroksi-5α-androstan-17-on (14) (52,5 mg) elde edildi. Verim : 52,5 mg (%35) E.n : 143-145 0C IR/ cm-1 : 3459, 1719 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,88 (3H, s, 18-H) 0,94 (3H, s, 19-H) 1,18 (3H, t, 4-OCH2CH3)
0,60-2,60 (21H, çakışan çoklu çakışma) 3,42 (2H, q, 4-OCH2CH3)
3,55 (1H, t, 4α-H) 3,96 (1H, q, 3β-H)
2D-NOESY spektrumu: δH 0,88 (18-H) ve δH 0,94 (19-H) ile δH 3,55 (4-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu sonuç 4-OEt grubunun β-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdi.
3.2.7. 17β-Asetoksi-3β,4β-epoksi-5β-androstan’ ın (15) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
17β-Asetoksi-3β,4β-epoksi-5β-androstan (15) (0,75 mmol, 250 mg) 30 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. TCNE (0,19 mmol, 25 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %20 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı. Kolon kromatografisi sonucunda 17β-asetoksi-4α-etoksi-3β-hidroksi-5β-androstan (16) (17,5 mg), beyaz renkli toz halinde madde olarak elde edildi.
Verim : 17,5 mg (%7) E.n : 113-115 0C IR/ cm-1 : 3433, 1733 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,76 (3H, s, 18-H) 0,96 (3H, s, 19-H) 1,12 (3H, t, 4-OCH2CH3) 2,02 (3H,s, 17-OAc)
0,70-2,20 (21H, çakışan çoklu çakışma) 3,08 (1H, t, 4β-H)
3,35-3,56 (her biri 1H, q, 4-OCH2CH3) 3,92 (1H, q, 3α-H)
4,58 (1H, t, 17α-H )
2D-NOESY spektrumu: δH 0,76 (18-H) ve δH 0,96 (19-H) ile δH 1,12 (4-OCH2CH3) ile δH 3,35 ve δH 3,36’ daki her biri 1H dörtlü (4-OCH2CH3) yarılma arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu durum 4-OCH2CH3’ ın α-yönlenmeye sahip olduğunu kanıtladı.
3.2.8. 3β,17β-Diasetoksi-5β,6β-epoksi-7β-hidroksiandrostan’ ın (17) TCNE katalizörlüğünde etanolizi
3β,17β-Diasetoksi-5β,6β-epoksi-7β-hidroksiandrostan (17) (0,61 mmol, 250 mg) 30 mL etanol içerisinde iyice çözüldü. TCNE (0,19 mmol, 25 mg) reaksiyona ilave edildi. Öncelikle oda sıcaklığında 3 saat reaksiyon karıştırıldı. 3 saat sonunda ince tabaka kromatografisi (Đ.T.K.) yöntemi ile reaksiyon kontrol edildi ve reaksiyonun tamamlanmadığı gözlendi. Refluks edildikten sonra reaksiyonun tamamlandığı gözlendi. Evaporasyon ile çözücü uçuruldu. Kalıntı silikajel üzerinden %10 polarlıkta başlayan petrol eteri-etil asetat çözücü karışımının değişen oranları kullanılarak kolon kromatografisi yapıldı. Kolon kromatografisi sonucunda ilk ürün 3β,17β-diasetoksi-6β,7β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan (18) (62,5 mg), açık sarı renkli toz halinde madde olarak elde edildi.
Verim : 62,5 mg (%25) E.n :168-170 0C IR/ cm-1 : 3457 (bs), 1735, 1707 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,80 (3H, s, 18-H) 1,13 (3H, t, 5-OCH2CH3) 1,15 (3H, s, 19-H)
2,01-2,02 (her biri 3H, s, 3,17-OAc) 0,80-2,30 (19H, çakışan çoklu çakışma) 3,32 (1H, t, 7α-H)
3,56 (2H, q, 5-OCH2CH3) 3,78 (1H, d, 6α-H)
4,58 (1H, t, 17α-H) 4,83 (1H, m, 3α-H)
2D-NOESY spektrumu: δH 0,80 (18-H) ve δH 1,15 (19-H) ile δH 3,78 (6-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi, buda 6-H’ ın α-yönlenmeye, 6-OH grubunun ise
β-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdi. δH 0,80 (18-H) ve δH 1,15 (19-H) ile δH 1,13 (5-OCH2CH3) ve δH 3,56 (5-OCH2CH3) yarılmaları arasında korelâsyon görülmedi. Buda 5- OCH2CH3’ ın α-oryantasyona sahip olduğunu gösterdi.
Kolondan elde edilen ikinci bileşik 3β-asetoksi-5α-etoksi-6β,7β,17β-trihidroksiandrostan (19) (75 mg), beyaz renkli toz halinde madde olarak elde edildi.
Verim : 75 mg (%30) E.n : 170-172 0C IR/ cm-1 : 3384 (bs), 1709 δH(500 Hz, CDCl3) : 0,76 (3H, s, 18-H) 1,14 (3H, t, 5-OCH2CH3) 1,17 (3H, s, 19-H) 2,02 (3H, s, 3-OAc)
0,70-2,20 (20H, çakışan çoklu çakışma) 3,33 (1H, t, 7α-H)
3,56 (2H, q, 5-OCH2CH3) 3,64 (1H, t, 17α-H) 3,80 (1H, d, 6α-H) 4,84 (1H, m, 3α-H)
2D-NOESY spektrumu: δH 0,80 (18-H) ve δH 1,15 (19-H) ile δH 3,78 (6-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi, buda 6-H’ ın α-yönlenmeye sahip olduğunu gösterdiği gibi, 6-OH grubunun da β-yönlenmeye sahip olduğunu kanıtladı.
4. BULGULAR VE TARTIŞMA
Deneysel kısımda anlatılan deneylerde TCNE ile katalize edilen bazı epimerik 3,4-epoksi, 4,5-epoksi ve 5,6-epoksi steroidlerin etanol içerisindeki reaksiyonları ve bu reaksiyonlar sonucunda elde edilen ürünlerin regiokimyaları ve stereokimyaları incelendi. Laboratuarda daha önce sentezlenmiş, hazır durumda bulunan başlangıç maddeleri kullanıldı.
3β,17β-Diasetoksi-5α,6α-epoksiandrostan (1) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda elde edilen ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen ürünün 1H NMR spektrumunda δH 1,15’ deki 3H üçlü CH2CH3) yarılma ile δH 3,29 ve δH 3,56’ daki her biri 1H dörtlü (6-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 5α,6α-epoksitin açılma reaksiyonunu verdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. Yine 1H NMR spektrumunda δH 2,16’ daki 3H tekli yarılma pikinin bulunması asetoksi gruplarından bir tanesinin hidroliz olduğunu gösterdi. 13C NMR spektrumunda 174,05 ppm’ de gelen tek karbonil piki, bu durumu kanıtladı. 1H NMR spektrumunda 17α-H’ in yüksek alana kayması, hidroliz olan asetoksi grubunun 17β-OAc olduğunu gösterdi. Ayrıca bileşiğin stereokimyası X-ray kromatografisi ile aydınlatıldı. Buna göre 5-OH α-yönelmeye sahip iken, 6-OCH2CH3 grubunun β-yönelmeye sahip olduğu görüldü. Bu bilgiler ışığında elde edilen ürünün 3β-asetoksi-5α,17β-dihidroksi-6β-etoksiandrostan (2) olduğu anlaşıldı.
Şekil 4.1: 3β,17β-Diasetoksi-5α,6α-epoksiandrostan (1)’ in TCNE katalizörlüğünde etanol
içerisindeki reaksiyonu
3β-Asetoksi-5α,6α-epoksiandrostan-17-on (3) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda elde edilen ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen ürünün 1H NMR spektrumunda δH 1,17’ deki 3H üçlü (5-CH2CH3) yarılma ile δH 3,50 ve δH 3,55’ daki her biri 1H dörtlü (5-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 5α,6α-epoksitin açılma reaksiyonunu verdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1H NMR spektrumunda herhangi bir asetoksi pikinin bulunmaması nedeniyle 3β-OAc grubunun hidroliz olduğu anlaşıldı. δH 3,91’ de (1H, t, 6-H) yarılma gösteren sinyal, OH grubunun C-6 karbonunda olduğunu gösterdi. 2D-NOESY spektrumunda δH 0,90 (18-H) ve δH 0,93 (19-H) ile δH 1,17 (5-CH2CH3) ve
δH 3,50-3,55 (5-CH2CH3) yarılmaları arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi, bu durum 5- CH2CH3 grubunun α-oryantasyona sahip olduğunu gösterdi. Yine aynı
şekilde 2D-NOESY spektrumunda δH 0,90 (18-H) ve δH 0,93 (19-H) ile 3,91 (6-H) arasında korelâsyon görülmedi, buda 6-OH grubunun β-oryantasyona sahip olduğunu gösterdi. Tüm bu bilgiler doğrultusunda bileşik 3β,6β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan-17-on (4) olarak belirlendi.
O AcO O OH HO O OEt TCE EtOH (3) (4)
Şekil 4.2: 3β-Asetoksi-5α,6α-epoksiandrostan-17-on (3)’ ün TCNE katalizörlüğünde etanol
içerisindeki reaksiyonu
3β-Asetoksi-5β,6β-epoksiandrostan-17-on (5) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda elde edilen ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen ilk ürünün 1H NMR spektrumunda δH 1,37’ deki 3H üçlü (6-CH2CH3) yarılma ile δH 3,28 ve δH 3,57’ daki her biri 1H dörtlü (6-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 5β,6β-epoksitin açılma reaksiyonunu verdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1H NMR spektrumunda δH 2,03’ deki 3H tekli (3β-OAc) yarılması asetoksi grubunun hidroliz olmadığını gösterdi. 13C NMR spektrumunda 170,55 ppm’ de gelen karbonil piki, 3β-OAc grubunun varlığını kanıtladı. δH 3,07 (6-H) 1H üçlü yarılma etoksi grubunun C-6 karbonuna bağlandığını gösterdi. Bileşiğin stereokimyası 2D-NOESY spektrumu ile kanıtlandı. Buna göre, δH 0,87 (18-H) ve δH 1,13 (19-H) ile δH 3,07 (6-H) arasında herhangi bir korelâsyona rastlanmadı. Bu sonuç, 6-H’ ın α-yönelmeye sahip olduğunu gösterir iken, aynı zamanda 6-CH2CH3 grubunun da β-yönelmeye sahip olduğunu kanıtladı. Bu bilgiler ışığında elde edilen bileşiğin 3β-Asetoksi-6β-etoksi-5α-hidroksiandrostan-17-on (6) olduğu belirlendi.
Aynı reaksiyonun sonucunda yapılan kolonda elde edilen 2. fraksiyonun (6)’ nın türevi olduğu düşünüldü. 1H NMR spektrumunda δH 1,12’ deki 3H üçlü (5-CH2CH3) yarılma ile δH 3,26 ve δH 3,52’ daki her biri 1H dörtlü (5-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 5β,6β-epoksitin açılma reaksiyonunu verdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. Bileşiğin 1
H NMR spektrumunda bulunan δH 3,92’ deki 1H üçlü (6-H) yarılmasının, (6) ‘ ya göre düşük alana kayması yapıda çevrilmenin meydana geldiğini kanıtladı.
1
H NMR spektrumunda δH 2,02’ deki 3H tekli (3β-OAc) yarılması asetoksi grubunun hidroliz olmadığını gösterdi. 13C NMR spektrumunda 170,61 ppm’ de gelen karbonil piki, 3β-OAc grubunun varlığını kanıtladı. Bileşiğin stereokimyası X-ray kromatografisi ile aydınlatıldı. Buna göre 5-CH2CH3 grubu α-yönlenmeye sahip iken, 6-OH grubunun β-yönelmeye sahip olduğu görüldü. Bu sonuçlar doğrultusunda bileşik, 3β-Asetoksi-5α-etoksi-6β-hidroksiandrostan-17-on (7) olarak belirlendi.
Şekil 4.3: 3β-Asetoksi-5β,6β-epoksiandrostan-17-on (5)’ in TCNE katalizörlüğünde etanol
içerisindeki reaksiyonu
17β-Asetoksi-4α,5α-epoksi-3β-hidroksiandrostan (8) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda oluşan ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen saf ürünün 1H NMR spektrumunda
δH 1,22’ deki 3H üçlü (4-CH2CH3) yarılma ile δH 3,61 ve δH 3,71’ daki her biri 1H dörtlü (6-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 4α,5α-epoksitin açılma reaksiyonunu verdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1H NMR spektrumunda δH 2,14’ de 3H tekli (17β-OAc)
yarılmanın varlığı, asetoksi grubunun hidroliz olmadığını gösterdi. Bu sonucu 13C NMR spektrumunda 171,11 ppm’ de gelen pik doğruladı. Ayrıca bileşiğin stereokimyası X-ray kromotografisi yardımıyla aydınlatıldı. Buna göre, 4-CH2CH3 grubu β-oryantasyona sahip iken, 5-OH grubu α-oryantasyona sahip olduğu görüldü. Tüm bu sonuçlar bileşiğin 17β-asetoksi-3β,5α-dihidroksi-4β-etoksiandrostan (9) olduğunu kanıtladı.
Şekil 4.4: 17β-Asetoksi-4α,5α-epoksi-3β-hidroksiandrostan (8)’ in TCNE katalizörlüğünde
etanol içerisindeki reaksiyonu
3β,17β-Diasetoksi-4β,5β-epoksiandrostan (10) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda oluşan ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen ilk maddenin 1H NMR spektrumunda δH 1,11’ deki 3H üçlü (5-CH2CH3) yarılma ile δH 3,30’ daki 2H dörtlü (5-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 4β,5β-epoksitin açılma reaksiyonunu verdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1H NMR spektrumunda δH 2,00 ve δH 2,04’ deki her biri 3H tekli (3β,17β-diOAc) yarılmalar asetoksi gruplarının her ikisinin de varlığını gösterdi. 13C NMR spektrumunda 170,10 ppm ve 170,97 ppm’ de görülen piklerde asetoksi gruplarının varlığını kanıtladı. δH 3,96 (4-H) 1H ikili yarılma sinyali OH grubunun C-4 karbonunda bulunduğunu gösterdi. 2D-NOESY spektrumunda δH 0,75 (18-H) ve δH 1,14 (19-H) ile δH 3,96 (H) arasında herhangi bir korelâsyona rastlanmadı, buda 4-H’ ın α-yönlenmeye, 4-O4-H’ ın ise β-yönelmeye sahip olduğunu gösterdi. Aynı
şekilde yine 2D-NOESY spektrumunda δH 0,75 (18-H) ve δH 1,14 (19-H) ile δH 1,11 (5-CH2CH3) ve δH 3,30 (5-CH2CH3) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu durumda 5-CH2CH3’ ün α-yönlenmeye sahip olduğunu kanıtladı. Tüm bu bilgiler ışığında bileşiğin 3β,17β-diasetoksi-5α-etoksi-6β-hidroksiandrostan (11) olduğu anlaşıldı.
Kolon sonucunda elde edilen 2. fraksiyonun 1H NMR spektrumunda da diğer üründe olduğu gibi açılma reaksiyonunun gerçekleştiği δH 1,15’ deki 3H üçlü (5-CH2CH3) yarılma ile δH 3,23’ daki 2H dörtlü (5-CH2CH3) yarılmaların varlığından anlaşıldı. 13
C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1
H NMR spektrumunda δH 2,07’ de 3H tekli yarılma asetoksi gruplarından bir tanesinin hidroliz olmadığını gösterdi. 13C NMR spektrumunda görülen 170,17 ppm’ deki pik de, tek asetoksi grubunun varlığını doğruladı. 1H NMR spektrumunda 17α-H pikinde gözlemlenen yüksek alana kayma, 17β-OAc’ nin hidroliz olduğunu ispatladı. δH 3,97 (1H, d, 4-H) sinyali C-4 karbonunda OH grubunun varlığını gösterdi. 2D-NOESY spektrumunda δH 0,72 (18-H) ve δH 1,17 (19-H) ile δH 3,97 (H) arasında herhangi bir korelâsyona rastlanmadı, buda H’ ın α-yönlenmeye, 4-OH’ ın ise β-yönelmeye sahip olduğunu gösterdi. Aynı şekilde yine 2D-NOESY spektrumunda δH 0,72 (18-H) ve δH 1,17 (19-H) ile δH 1,15 (5-CH2CH3) ve δH 3,23 (5-CH2CH3) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu durumda 5-CH2CH3’ ün α-yönlenmeye sahip olduğunu kanıtladı. Elde edilen bu veriler yardımıyla bileşiğin 3β-asetoksi-4β,17β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan (12) olduğu belirlendi.
Şekil 4.5: 3β,17β-Diasetoksi-4β,5β-epoksiandrostan (10)’ un TCNE katalizörlüğünde etanol
3α,4α-Epoksi-5α-androstan-17-on (13) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda oluşan ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen saf maddenin 1H NMR spektrumunda δH 1,18’ deki 3H üçlü (4-CH2CH3) yarılma ile δH 3,42’ deki 2H dörtlü (4-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 3α,4α-epoksitin açılma reaksiyonunu gerçekleştirdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. δH 3,55 (1H, t) yarılmasının 4-H’ a, δH 3,96 (1H, q) yarılmasının ise 3-H’ a ait olduğu belirlendi. Buradaki sinyaller de C-3 karbonuna OH grubunun, C-4 karbonuna ise OEt grubunun bağlandığı gösterdi. 2D-NOESY spektrumunda δH 0,88 (18-H) ve δH 0,94 (19-H) ile δH 3,55 (H) arasında herhangi bir korelâsyona rastlanmadı, buda 4-H’ ın α-yönlenmeye, 4-OEt grubunun ise β-yönelmeye sahip olduğunu gösterdi. Aynı şekilde yine 2D-NOESY spektrumunda δH 0,72 (18-H) ve δH 1,17 (19-H) ile δH 3,96 (3-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu durumda 3-OH grubunun
α-yönlenmeye sahip olduğunu kanıtladı. Bu bilgiler doğrultusunda bileşik
4β-etoksi-3α-hidroksiandrostan-17-on (14) olduğu belirlendi.
Şekil 4.6: 3α,4α-Epoksi-5α-androstan-17-on (13)’ ün TCNE katalizörlüğünde etanol
içerisindeki reaksiyonu
17β-Asetoksi-3β,4β-epoksi-5β-androstan (15) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda oluşan ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen ham ürün 1H NMR spektrumunda δH 1,12’ deki 3H üçlü (4-CH2CH3) yarılma ile δH 3,35 ve δH 3,56’ daki her biri 1H dörtlü (4-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 3β,4β-epoksitin açılma reaksiyonunu gerçekleştirdiğini gösterdi. 13C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1H NMR spektrumunda δH 2,02’ deki 3H tekli
(17β-OAc) yarılması asetoksi grubunun hidrolize uğramadığını gösterdi ve 13C NMR spektrumundaki 171,10 ppm’ deki karbonil piki bunu kanıtladı. δH 3,08’ deki (1H, t) yarılmanın 4-H’ a, δH 3,92’ deki (1H, q) yarılmanın ise 3-H’ a ait sinyaller olduğu belirlendi. Bu sinyallerden OH grubunun C-3 karbonuna, OEt grubunun ise C-4 karbonuna bağlandığını gösterdi. 2D-NOESY spektrumu yardımıyla bileşiğin stereokimyası aydınlatıldı. Buna göre δH 0,76 (18-H) ve δH 0,96 (19-H) ile δH 3,92 (3-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu sonuçlar 3-H’ ın α-oryantasyona sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca bu durum ile 3-OH grubunun da β-oryantasyona sahip olduğu açıklanmış oldu. Yine 2D-NOESY spektrumunda δH 0,76 (18-H) ve δH 0,96 (19-H) ile δH 1,12 (4-CH2CH3) ve δH 3,35-3,56 (4-CH2CH3) yarılmaları arasında korelâsyon gözlenmedi. Bu durumla birlikte 4-CH2CH3’ ün α-yönlenmeye sahip olduğu anlaşıldı. Tüm bu sonuçlar nedeniyle bileşik 17β-asetoksi-4α-etoksi-3β-hidroksi-5β-androstan (16) olarak kanıtlandı.
Şekil 4.7: 17β-Asetoksi-3β,4β-epoksi-5β-androstan (15)’ in TCNE katalizörlüğünde etanol
içerisindeki reaksiyonu
3β,17β-Diasetoksi-5β,6β-epoksi-7β-hidroksiandrostan (17) etanol içerisinde katalitik miktarlarda TCNE ile reaksiyona sokuldu. Reaksiyon sonucunda oluşan ham ürün kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Elde edilen ilk ürünün 1H NMR spektrumunda
δH 1,13’ deki 3H üçlü (5-CH2CH3) yarılma ve δH 3,56’ daki 2H dörtlü (5-CH2CH3) yarılmaların varlığı, 5β,6β-epoksitin açılma reaksiyonunu gerçekleştirdiğini gösterdi. 13
C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1
H NMR spektrumunda δH 2,01 ve δH 2,02’ deki her biri 3H tekli (3β,17β-diOAc) yarılmaları asetoksi gruplarının hidrolize uğramadığını gösterdi ve 13C NMR
spektrumundaki 170,71 ppm ve 171,17 ppm’ deki iki karbonil piki bunu kanıtladı. δH 3,78’ deki (1H, d, 6-H) yarılma sinyali C-6 karbonunda OH grubunun varlığını gösterdi. 2D-NOESY spektrumu yardımıyla bileşiğin stereokimyası aydınlatıldı. Buna göre δH 0,80 (18-H) ve δH 1,15 (19-H) ile δH 3,78 (6-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu sonuçlar 6-H’ ın α-oryantasyona sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca bu durum ile 6-OH grubunun da β-oryantasyona sahip olduğu açıklanmış oldu. Yine 2D-NOESY spektrumunda δH 0,80 (18-H) ve δH 1,15 (19-H) ile δH 1,13 (5-CH2CH3) ve δH 3,56 (5-CH2CH3) yarılmaları arasında korelâsyon gözlenmedi. Bu durumla birlikte 5-CH2CH3’ ün α-yönlenmeye sahip olduğu anlaşıldı. Tüm bu bilgiler ışığında bileşiğin 3β,17β-diasetoksi-6β,7β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan (18) olduğu belirlendi.
Kolon sonucunda elde edilen 2. fraksiyonun 1H NMR spektrumunda da diğer üründe olduğu gibi açılma reaksiyonunun gerçekleştiği δH 1,14’ deki 3H üçlü (5-CH2CH3) yarılma ile δH 3,56’ daki 2H dörtlü (5-CH2CH3) yarılmaların varlığından anlaşıldı. 13
C NMR spektrumundaki ilave 2 karbon atomunun varlığı da bu sonucu doğruladı. 1
H NMR spektrumunda δH 2,02’ de 3H tekli yarılma asetoksi gruplarından bir tanesinin hidroliz olmadığını gösterdi. 13C NMR spektrumunda görülen 170,74 ppm’ deki tek pik, asetoksi grubunun varlığını doğruladı. 1H NMR spektrumunda 17α-H pikinde gözlemlenen yüksek alana kayma, 17β-OAc’ nin hidroliz olduğunu ispatladı.
δH 3,80’ deki 1H ikili (6-H) yarılma sinyali OH grubunun C-6 karbonunda olduğunu gösterdi. 2D-NOESY spektrumu yardımıyla bileşiğin stereokimyası aydınlatıldı. Buna göre δH 0,76 (18-H) ve δH 1,17 (19-H) ile δH 3,80 (6-H) arasında herhangi bir korelâsyon görülmedi. Bu sonuçlar 6-H’ ın α-oryantasyona sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca bu durum ile 6-OH grubunun da β-oryantasyona sahip olduğu açıklanmış oldu. Yine 2D-NOESY spektrumunda δH 0,76 (18-H) ve δH 1,17 (19-H) ile δH 1,14 (5-CH2CH3) ve δH 3,56 (5-CH2CH3) yarılmaları arasında korelâsyon gözlenmedi. Bu durumla birlikte 5-CH2CH3’ ün α-yönlenmeye sahip olduğu anlaşıldı. Tüm bu bilgiler ışığında bileşiğin 3β-asetoksi-5α-etoksi-6β,7β,17β-trihidroksiandrostan (19) olduğu anlaşıldı.
Şekil 4.8: 3β,17β-Diasetoksi-5β,6β-epoksi-7β-hidroksiandrostan (17)’ nin TCNE
5. SONUÇLAR ve ÖNERĐLER
Bu çalışmada TCNE ile katalize edilen epimerik 3,4-epoksi, 4,5-epoksi ve 5,6-epoksi steroidlerin etanol içerisindeki reaksiyonları ve bu reaksiyonlar sonucunda elde edilen bileşiklerin regiokimyaları ve stereokimyaları incelendi. Elde edilen bütün bileşiklerin karakterizasyonu yapıldı. Ayrıca yine TCNE tarafından katalizlenen 5,6-epoksi steroidin etanolizinin regiokimyası ve stereokimyası üzerine komşu bir hidroksi grubunun etkisi açıklandı. TCNE ile katalize edilen steroidal epoksit halkalarının etanolizinin, hidroksi ve alkoksi grubu arasında transantiperiplanar ilişkinin baskın olduğu bir regiokimya ve stereokimyaya sahip olduğu gözlendi. Komşu bir hidroksi grubu varlığında ise epoksit halkasının açılımının tamamen değiştiği görüldü. Komşu hidroksi grubunun yokluğunda hidroksi ve alkoksi grubu arasında diaksiyal açılma gözlenirken, komşu hidroksi grubu varlığında diekvatoryal açılma meydana geldi. Bu durumun hidroksi grubu ile siyano grubu arasındaki hidrojen bağından kaynaklandığı söylenebilir (bakınız şekil 1.22).
(diaksiyal açılma)
(diekvatoryal açılma)
Çalışmadan elde edilen ürünler henüz literatürde bulunmayan bileşiklerdir. Ayrıca daha önce hiç bu yöntem ile etil eter bileşikleri elde edilmemiştir. Bu yüzden steroidal epoksitlerin alkolizlerinin hazırlanması, literatüre yeni ve farklı bir metot kazandırılmasına sebep olmuştur. Steroid moleküllerinin ve türevlerinin canlı sistemler için ne kadar önemli moleküller olduğu düşünüldüğünde, steroidal bileşikler üzerindeki bu tür çalışmaların artarak devam etmesi gerekmektedir. Sentez edilen bu tür steroidal bileşiklerin alkol eterleri çok iyi birer ara üründür. Dolayısıyla bu çalışmanın devamında farklı alkoller kullanılarak steroidal epoksitlerin TCNE katalizörlüğünde halka açılma reaksiyonları gerçekleştirilebilir.
KAYNAKLAR
[1] Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., Wathers, P., “Organic Chemistry”, First Edition, Oxford University, 433, (2001)
[2] Erdemir, S., “Shiff Bazı ve Polimerlerinin Geçiş Metal Komplekslerinin Sentezi Karakterizasyonu ve Oksidasyon Katalizörü Olarak Etkilerinin Đncelenmesi”, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 30, (2007) [3] Uyanık, C., “Stereochemical Studies in the Steroids Series”, Doktora Tezi,
University of Sussex, Sussex, 161-162, (1997)
[4] Silva, M.M.C., Riva, S., Melo, M.L.S., “Highly Selective Lipase-Mediated Discrimination of Diastereomeric 5,6-Epoxysteroids”, Tetrahedron, 15, 1173-1179, (2004)
[5] Aldrich Chemicals, 2008, MCPBA (m-Chloroperoxybenzoic Acid), Aldrich
Chemical Company,
http://www.sigmaaldrich.com/etc/medialib/docs/Aldrich/Bullettin/al_techbull_al116. Par.0001.File.tmp/al_techbull_al116.pdf , (Ziyaret Tarihi: 06 Nisan 2009)
[6] Solomons G., Fryhle C., “Organik Kimya”, 7. Basımdan Çeviri, Literatür
Yayınları, 509, (2002)
[7] Kiran, Đ., Hanson, J.R., Hitchcock, P.B., “The Stereochemistry of Epoxidation of Steroidal 4,6-Diens”, J.Chem.Research, 198-199, (1999)
[8] Masaki, Y., Miura, T., Mukai, Đ., Iwata, Đ., Oda, H., Itoh, A., “Tetracyanoethylene-Hydrogen Peroxides, A Mild Epoxidation System of Olefeins”,
Chem.Pharm.Bull., 43, 686-688, (1995)
[9] Sato, K., Aoki, M., Ogawa, M., Hoshimato. T., “a Halide-Free Method for Olefein Epoxidation with 30% Hydrogen Peroxide”, Bull.Chem.Soc.Jap., 70, 905-915, (1997)
[10] Masaki, Y., Miura, T., Ochiai, M., “Cemistry Letters”, 1937, (1991)
[11] Holland, H.L., Riemland, H., Daum, U., “Peroxide Oxidation of ∆4 -3-Ketosteroids”, Can.J.Chem.Vol., 60, 1919-1923, (1982)
[12] Salvador, J.A.R., Melo, M.L.S., Neves, A.S.C., “Oxidations with Potassium Permanganate-Metal Sulphates and Nitrates. Β-Selective Epoxidation of ∆5 -Unsaturated Steroids”, Tetrahedron, Vol 37, 687-690, (1996)
[13] Ayna, S.A., “Tetrasiyanoetilen ile Katalizlenen Epoksitlerin Reaksiyonu ve Stereokimyası”, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
Đzmit, 10, (2004)
[14] Hanson, J.R., Terry, N., Uyanık, C., “The Stereochemistry of Epoxidation of ∆5 -Steroids with Sodium Perborate and Potassium Permanganate”, J.Chem.Research, 50-51, (1998)
[15] Solomons G.T.W., “Fundamental of Organic Chemistry”, Fifth Addition, John
Wiley & Sons Inc., 40, (1996)
[16] Carey, A.F., “Organic Chemistry”, Fourth Edition, McGraw Hill Higher
Education, 634-635, (2000)
[17] Malay, A., “Stereoidlerle Grignard ve Westphalen Reaksiyonlarının Stereokimyası”, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
Đzmit, (2005)
[18] Uyanık, C., Hanson, J.R., Macias-Sanchez A. J., “Application of Tetracyanoethylene as a π-acid Catalyst”, J.Chem.Research, 121-123, (2001)
[19] Masaki, Y., Miura, T., Ochiai, M., “Alcoholysis of Epoxides Catalysed by Tetracyanoethylene and Dicyanoketene Acetals”, Bull.Chem.Soc.Jpn., Vol.69, 195-205, (1996)
[20] Uyanık, C., Hanson, J.R., Hitchcock, P.B., “Neighbouring Group Participation in the Tetracyanoethylene Catalysed Methanolysis of Some Steroidal Hydroxy-Epoxide”, J.Chem.Research, 1366-1388, (1998)
[21] Uyanık, C., Hanson, J.R., Hitchcock, P.B., Lazar, M.A., “Steric Effect in the Tetracyanoethylene Catalysed Methanolysis of Some Cyclohexane Epoxide”,
EKLER
EK-A: 1H NMR SPEKTRUMLARI
Şekil A.11: 17β-Asetoksi-4α-etoksi-3β-hidroksi-5β-androstan (16)’ nın 1. 1H NMR spektrumu
Şekil A.12: 17β-Asetoksi-4α-etoksi-3β-hidroksi-5β-androstan (16)’ nın 2. 1H NMR spektrumu
Şekil A.13: 3β,17β-Diasetoksi-6β,7β-dihidroksi-5α-etoksiandrostan (18)’ in 1. 1H NMR spektrumu
