Stereoselektywna synteza 3-azydocykloheksanolu

• Main Author: Dyczko, Grzegorz
• Format: Master Thesis
• Language: Polish
• Subjects: 3-azydocykloheksanol; lipaza; Candida antarctica; rozdział diastereoizomerów; enzymatyczny rozdział kinetyczny; 3-azidocyclohexanol; lipase; separation of diastereoisomers; enzymatic kinetic resolution; Antarc*; Antarctica
• Online Access: https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/195355

Głównym celem pracy było opracowanie metody stereoselektywnej syntezy nowego związku 3-azydocykloheksanolu, który ma posłużyć jako bezpośredni prekursor potencjalnych agonistów receptorów kanabinoidowych. Związek ten należy do grupy bardzo użytecznych związków azydoalkoholi wykorzystywanych często w syntezach struktur aktywnych biologicznie.Największym wyzwaniem był dobór odpowiedniego enzymu do katalitycznego rozdziału związku na pojedyncze enancjomery. Wcześniej jednak zoptymalizowano ścieżkę syntezy racemicznego 3-azydocykloheksanolu. Dokonano rozdziału diastereoizomerów cis i trans przy użyciu chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, w eluencie heksan – octan etylu 3:2. Jako substrat reakcji hydrolizy posłużył octan 3-azydocykloheksylu. W wyniku wielu przeprowadzonych reakcji wyselekcjonowano lipazę B z Candida antarctica immobilizowaną na Immobead 150 jako optymalną do katalizowania reakcji hydrolizy. Na skalę preparatywną udało się otrzymać enancjomer (1R,3S)-cis-3-azydocykloheksanolu z czystością optyczną na poziomie 94,75% i bardzo wysoką końcową wydajnością wynoszącą 74,7% oraz (1S,3R)-cis-3-azydocykloheksanolu z nadmiarem enancjomerycznym – 89,7% I 64,3% wydajnością. Wszystkie reakcję przeprowadzono w buforze fosforanowym o pH=7,4 z 10% dodatkiem acetonitrylu i ściśle kontrolowanej temperaturze 36oC. Wartości nadmiarów enancjomerycznych ustalono na podstawie analizy HPLC przy użyciu chirlanej kolumny (Chiralcel OD-RH). Przed analizą próbki derywatyzowano za pomocą FMOC-Cl.Niestety nie udało się przeprowadzić syntezy enancjomerów drugiego z rozdzielonych diastereoizomerów trans. Wymaga to przeprowadzenia dalszych badań w celu dobrania enzymu o odpowiedniej selektywności i aktywności. The main purpose of the thesis was to develop a method of stereoselective synthesis of a new compound, 3-azidocyclohexanol, which will be used as a direct precursor of potential agonists of cannabinoid receptors. This compound belongs to the very useful chemical group of azidoalcohols, often used in syntheses of biologically active compounds.The biggest challenge was the selection of the optimal enzyme for the catalytic separation of enantiomers. Previously, steps of synthesis of racemic 3-azidocyclohexanol, were optimized. Cis and trans diastereoisomers were separated by column chromatography on silica gel, the eluent was hexane – ethyl acetate 3:2. As a substrate of enzymatic hydrolysis, 3-azidocyclohexyl acetate was used. As a result of many reactions, lipase B from Candida antarctica immobilized on Immobead 150 was selected as optimal catalyst for the hydrolysis reaction. (1R,3S)-cis-3-azidocyclohexanol was prepared in very good final yield 74,7% and high optical purity 94,75% ee. (1S,3R)- cis-3-azidocyclohexanol was obtained with an enantiomeric excess of 89,7% and 64,3% yield. All reactions were carried out in phosphate buffer (pH 7.4) supplemented with 10% acetonitrile and closely controlled temperature 36oC. The values of enantiomeric excess were determined by chiral HPLC (Chiralcel OD-RH column). Samples were pre-column derivatized using FMOC-Cl. Unfortunately we were unable to carry out the synthesis of the enantiomers of trans diastereoisomer. This requires further studies in order to select an active and selective enzyme.