Fotolabilní chránící 2-nitrobenzylidenová skupina pro bifunkční sloučeniny

Bc. Peter Šebej, Ph.D.

Master's thesis

2-Nitrobenzylidene photoremovable protecting group for bifunctional substrates

Abstract:

2-Nitrobenzylová skupina je široce využívaná v syntetické organické chemii i biochemii jako fotolabilní chránící skupina. V literatuře lze najít jen několik zmínek o možnosti aplikace 2-nitrobenzylidenové skupiny jako chránící skupiny pro dioly, avšak praktické možnosti využití této skupiny dosud nebyly systematicky prozkoumány. Tato práce se zabývá zkoumáním možností chránění diolů ve formě acetalů s 2-nitrobenzaldehydem. Byla připravena série chráněných alifatických a aromatických 1,2- a 1,3- diolů ve vysokých výtěžcích (>90 %); navíc dva deriváty pyrokatecholu a jeden derivát glycidu byly ochráněny stejným způsobem. Tvorba produktů a zjištění kvantových výtěžků fotochemického uvolnění chráněné molekuly sloužilo k porozumění reakčního mechanismu a k optimalizaci účinnosti fotolýzy. Reakce zahrnující fotoindukované štěpení při vlnových délkách nad 280 nm v různých rozpouštědlech a bazickou hydrolýzu ve dvou krocích poskytovala diol v dobrých chemických (70–90 %) i kavntových výtěžcích (0,2–0,5). „One-pot“ varianta uvolnění chráněného diolu byla rovněž zavedena jako alternativní postup.

Abstract:

The 2-nitrobenzyl moiety is widely used as a photoremovable protecting group (PPG) in synthetic organic chemistry and biochemistry. However, the applications of the 2-nitrobenzylidene (NBd) moiety as PPG for diols have never been studied in details. This work describes a systematic study of the NBd moiety for protection diols as 2-nitrobenzylidene acetals. A series of protected aliphatic and aromatic 1,2- and 1,3- diols was prepared in excellent chemical yields (>90 %), in some cases as a mixture of diastereomers. Moreover, two pyrocatechol and one carbohydrate derivatives were protected in the same way. Product formation upon photolysis and the reaction quantum yields were followed in order to understand the mechanism and to optimize the photolytic procedure. A two-step photodeprotection at wavelengths over 280 nm in various solvents and the subsequent basic hydrolysis gave free diols in acceptable overall chemical (70–90 %) and quantum (0.2–0.5) yields. An efficient one-pot deprotection procedure was suggested as an alternative as well.

Keywords

2-nitrobenzylidene photoremovable protecting group, photoremovable protecting group, 2-nitrobenzylidene moiety, 2-nitrobenzyl moiety, 2-nitrobenzyl photoremovable protecting group, cyclic acetal, acetal, deprotection, diols, photochemistry, 2-nitrobenzaldehyde, protecting group, PPG

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 1. 2007

Thesis defence

• Date of defence: 9. 2. 2007
• Supervisor: prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Organic Chemistry