hrvatski

Uloga supstituenata u Hofmann-Löffler-Freytagovoj sintezi nikotina: kvantno-kemijska studija

Konačni produkti Hofmann-Löffler-Freytagova reakcije (HLF) su zasićeni heterociklički spojevi s dušikom. Moderne inačice HFL mogu se uspješno koristiti u svrhu sinteze biogenih peteročlanih heterocikličkih spojeva s farmakološkim djelovanjem kao što su alkaloidi. U HLF kaskadi stupanj koji određuje brzinu kemijske reakcije je korak prijenosa atoma vodika (engl. hydrogen atom transfer, HAT) s N-radikala na C-radikal. Prvi put je takvu metodologiju koristio još početkom 20. stoljeća Löffler za sintezu nikotina pri čemu je dobiveni spoj bio racemična smjesa. Nedavno su Del Castillo i Muniz uspjeli postići stereospecifičnu sintezu (S)-nikotina koristeći zaštitnu skupinu na dušiku te aktivacijom primarnog C-atoma putem O- metilacije. U ovom je radu proučavan ključni HAT korak sinteze. Dosadašnji rad bio je usmjeren na definiranje relativnih energija stabilizacije za N- i C-radikale u intermolekulskim reakcijama, što može služiti za procjenu termodinamičkih karakteristika reakcije. Putem kvantno-kemijskih izračuna, u ovom radu, prvo su kvantificirani utjecaji supstituenata na intermolekulske HAT reakcije na supstituiranim modelima amina s etanom i na supstituiranim modelima alkana s metilaminom. Supstituenti koji su pokazali najizraženiji stabilizacijski učinak na C-radikale, odnosno destabilizacijski učinak na N-radikale koristili su se u modeliranju prekursora za sintezu nikotina i njegovih derivata intramolekulskom HAT reakcijom. Trifluoroacetilni supstituent pokazuje značajna destabilizacijska svojstva na N-radikal u reakcijama čiji su produkti enantiomerno čisti derivati nikotina i reakcije pri kojima nastaju racemične smjese derivata nikotina. U stereospecifičnoj sintezi acetilna skupina i trifluoroacetilna skupina i na C- i na N-atomu imaju povoljan sinergistički učinak na smanjenje reakcijske barijere i reakcijske entalpije. Rezultati dobiveni kvantno-kemijskim izračunima mogu se koristiti kao vodič pri optimizaciji prekursora i sintetskog postupka za učinkovitiju HLF reakciju.

HLF reakcija ; stabilnost radikala ; stereoselektivnost ; računalna studija

nije evidentirano