|
Development of new ‘green’ methodology for the synthesis of substituted phenylacetic acid derivatives as precursors to isoflavonoids and related compounds. Although isoflavonoids display imperative physiological properties, studies aimed at their synthesis have been hampered by tedious processes utilising stoichiometric and sometimes poisonous reagents with, where applicable, no control over the absolute configuration of the product. Addressing this situation in an environmentally benign way, the synthesis of a series of phenylacetic acid derivatives as well as corresponding phenylacetaldehydes through ozonolysis of the appropriate allylbenzene derivatives were investigated, and are reported on in this presentation.
Aangesien isoflavonoïede bekend is vir hulle fisiologiese eienskappe, is verskeie metodes ontwikkel waarmee hierdie klas natuurprodukte berei kan word. Verskeie van hierdie metodes bestaan egter uit ’n aansienlike aantal prosesstappe en vereis meestal die gebruik van swaarmetaal-reagense in stoïgiometriese hoeveelhede, terwyl geen beheer oor die absolute konfigurasie van die produkte uitgeoefen kan word nie (McKillop, Swann & Taylor 1973; Myrboh, Ila & Junjappa 1981). Alhoewel daar ’n enkele proses vir die sintese van enantiomeries verrykte isoflavonoïede gepubliseer is (Versteeg et al. 1995; Van Aardt, Van Rensburg & Ferreira 2001), vereis hierdie proses die beskikbaarheid van fenielasynsuurderivate met substitusiepatrone verteenwoordigend van dié van natuurlike isoflavonoïede. Aangesien hierdie verbindings nie kommersiëel beskikbaar is nie, is hierdie leemte tydens die huidige studie deur middel van die toepassing van omgewingsvriendelike metodologie bestudeer en kon gesubstitueerde fenielasetaldehiede en fenielasynsure deur osonolise van allielbensene berei word. Ten einde die verlangde allielbensene vir osonolise beskikbaar te stel, is besluit op ’n twee-stapproses vir die bereiding van hierdie uitgangstowwe, naamlik die sintese van die fenielalkieleter deur middel van Williamson-eter-sintese gevolg deur Claisen-herrangskikking. Ten spyte daarvan dat die Claisen-herrangskikking ’n goed gevestigde metode vir die sintese van allielbensene vanaf allielfenieleters verteenwoordig, genereer die konvensionele metode groot volumes afvalmateriaal en is dit deur ’n mikrogolfproses vervang. Mikrogolfbestraling (200 ºC met drie intervalle van 15 min en 0 W – 200 W variërende krag) van 3-metoksi-allielfenieleter en 3,5-dimetoksi-allielfenieleter het dan ook die gewenste resorsinol- en floroglusinol-tipe allielbensene in uitstekende opbrengs (89% en 88% respektiewelik) opgelewer. Aandag is vervolgens aan die osonolise van die gesubstitueerde allielbensene bestee en verskillende opwerkmetodes na osonolise is ondersoek ten einde die beoogde fenielasetaldehiede en fenielasynsure te berei. Osonolise van 2-metoksi allielfenieleter en 4-metoksi-allielfenieleter en 3,4-dimetoksi-allielfenieleter met daaropvolgende reduktiewe behandeling met N-metielmorfolien-N-oksied (NMMO) het gelei tot die verlangde asetaldehiede in 58%, 88% en 24% opbrengste. Osonolise van allielbensene met twee of meer elektronskenkende substituente op die aromatiese ring het egter tot ’n mengsel van produkte gelei waaruit geen produk geïdentifiseer kon word nie. KMR-analises van die reaksiemengsels het daarop gedui dat elektronryke aromatiese ringe ook deur osoon aangeval word. Nadat die hidroksiegroepe deur ’n elektron-onttrekkende groep (triflaat) beskerm is, was die osonolise proses suksesvol en is 2-(4’-metoksie-2’-trifluorometaansulfonieloksifeniel) asetaldehied in 63%-opbrengs verkry. Ten einde die fenielasynsuurderivate daar te stel, is die osonolise-reaksies in metanol herhaal wat daartoe gelei het dat die intermediêre zwitterioon deur reaksie met die oplosmiddel gestabiliseer is. Daaropvolgende asetilering en basis-gekataliseerde deprotonering het vervolgens die metielesters van die verlangde gesubstitueerde fenielasynsure in gemiddeld tot hoë (9%, 32% en 91%) opbrengste daargestel.
McKillop, A., Swann, B.P. & Taylor, E.C., 1973, ‘Thallium in organic synthesis. XXXIII. One-step synthesis of
methyl arylacetates from acetophenones using thallium(III) nitrate (TTN)’, Journal of the American Chemical
Society 95, 3340–3343. http://dx.doi.org/10.1021/ja00791a043Myrboh, B., Ila, H. & Junjappa, H., 1981, ‘One-step synthesis of methyl arylacetates from acetophenones using
lead(IV) acetate’, Synthesis 2, 126–127. http://dx.doi.org/10.1055/s-1981-29358 Van Aardt, T.G., Van Rensburg, H. & Ferreira, D., 2001, ‘Synthesis of isoflavonoids: Enantiopure cis- and trans-6a-
hydoxypterocarpans and a racemic trans-pterocarpan’, Tetrahedron 57, 7113–7126. http://dx.doi.org/10.1016/S0040-4020(01)00679-2 Versteeg, M., Bezuidenhoudt, B.C.B., Ferreira, D. & Swart, K.J., 1995, ‘The first enantioselective synthesis of
isoflavonoids: (R)- and (S)-isoflavans’, Journal of the Chemical Society, Chemical
Communications 13, 1317–1318. http://dx.doi.org/10.1039/c39950001317
|