Optimization of the amide bond formation reaction using microwave radiation

Wstęp pracy zawiera charakterystykę promieniowania mikrofalowego, możliwości jego zastosowania oraz efektów jakie wywiera na mieszaninę reakcyjną. Dokonano również porównania promieniowania mikrofalowego z konwencjonalnym ogrzewaniem. Zastosowanie promieniowania mikrofalowego w syntezie organicznej zostało przedstawione na przykładzie syntezy leków z wybranych grup terapeutycznych. Celem pracy była optymalizacja reakcji tworzenia wiązania amidowego z wykorzystaniem MAOS dla zaprojektowanych ligandach wielofunkcyjnych, wykazujących potencjalną skuteczność w objawach neuropsychiatrycznych w demencji.Badania własne zawierają opis wykonanych doświadczeń oraz zestawienie metod, których skuteczność w syntezie wiązania amidowego porównywano. Następnie przedstawiono aktywatory grupy kwasowej, będące zmienną w przeprowadzanym badaniu. W dalszej części przeprowadzono analizę otrzymanych wyników oraz wykonano zbiorczą analizę widm 1H NMR syntezowanych związków.W części eksperymentalnej zostały przedstawione zastosowane odczynniki oraz sprzęt, z którego korzystano podczas przeprowadzania doświadczenia. Dalszą część stanowi opis siedmiu metod syntezy związków końcowych, których efektywność porównywano. Przeprowadzono syntezę pochodnych etylo-1-aminy oraz amidów kwasu 2-(karboksymetylo)-1-metylo-1H-pirolo-3-karboksylowego z tymi aminami. Związki oczyszczono wykorzystując chromatografię kolumnową, a ich strukturę potwierdzono analizą widm 1H NMR oraz LC-MS. Wydajność reakcji oraz czystość produktów określono z wykorzystaniem chromatografii cieczowej ze spektroskopią mas (LC-MS) oraz wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Badania pokazały, że promieniowanie mikrofalowe może być wykorzystane w optymalizacji syntezy wiązania amidowego. Pozwala ono znacznie skrócić czas reakcji i umożliwia zrezygnowanie ze stosowania toksycznych rozpuszczalników. Z badania wynika, że niektóre katalizatory w obecności promieniowania mikrofalowego dają lepsze efekty niż inne.

The introduction to the work contains a brief description of microwave radiation, its application, and the effects it has on the reaction mixture, and its advantages and limitations compared to conventional heating. Subsequently, several examples of drugs are described that have been attempted to synthesize by microwave radiation.The aim of the study was to optimize the amide bond formation reaction with the use of MAOS for the multifunctional ligands showing potential efficacy in neuropsychiatric symptoms in dementia.The own research includes a description of the experiments performed and methods, the effectiveness of which in the synthesis of the amide bond. Then, the activators of the acid group are presented. In the next part, the results were analyzed and a collective analysis of 1H NMR spectra of the synthesized compounds was performed.In the experimental part, the reagents and the equipment used during the experiment were presented. The next part describes seven methods for synthesis of final compounds. The synthesis of derivatives of ethyl-1-amine and 2-(carboxymethyl)-1-methyl-1H-pyrrole-3-carboxylic acid amides was carried out. The compounds were purified using column chromatography and their structure was confirmed by 1H NMR and LC-MS analysis. The reaction yield and purity of the products were determined by LC-MS and HPLC.Research has shown that microwave radiation can be used to optimize amide bond synthesis. It allows to reduce the reaction time and eliminates the use of toxic solvents. The study shows that in the presence of microwave radiation, some catalysts give better results than others.