Application of Staudinger reaction for spiro-beta-lactams synthesis using imine derivatives of chiral ketones.

beta-laktamy są bardzo ważną grupą związków chemicznych ze względu na swoją aktywność biologiczną. Najbardziej popularna metodą syntezy azetydyn-2-onów jest reakcja cykloaddycji ketenów do imin ( nazywaną reakcją Staudingera). Swoja pracę skupiłam na reakcji Staudingera z wykorzystaniem imin pochodnych chiralnych ketonów. Wstępne badania mojej pracy doświadczalnej skupiły się na syntezie zasad Schiffa pochodnych(-)mentonu, (+) mentonu i (-) kamfory. Przeprowadzono optymalizację otrzymywania pochodnych anili, używając najróżniejszych katalizatorów (kwasu p-toluenosulfonowego (PTSA), cieczy jonowej, tetraetyloortosilanu, chlorku tytanu (IV)), reakcja z udziałem chlorku tytanu, jako odczynnika odwadniajacego, okazała się najbardziej skuteczną metodą. Głównym celem mojej pracy laboratoryjnej była synteza spiro-beta-laktamów w wyniku reakcji cykloaddycji wcześniej syntetyzowanych imin do ketenów. W pierwszej metodzie keteny generowane były in situ z chlorków kwasowych (chlorku fenoksyoctowego, chlorku benzyloksyoctowego i chlorek fenylooctowego ) w obecności trietyloaminy. W drugim sposobie użyłam aktywowanego przez odczynnik Vilsmeiera kwasu karboksylowego. Stwierdziłam, że badana reakcja cykloaddycji zachodzi w sposób diastereoselektywny. Otrzymane spiro-beta-laktamy scharakteryzowałam na podstawie danych spektralnych w tym, IR, 1H NMR, 13CNMR, 2DNOESY i analizy elementarnej.

beta-laktams are a very important group of compound because of their biological activity. Cycloaddition reaction of ketens to imines ( named Staudinger reaction ) is the most popular methods for synthesis of azetidin-2-ones.I focus my study on Staudinger reaction using imine derivatives of chiral ketones. Preliminary investigation of my experimental work include the synthesis of Schiff bases derivatives of (-) menthone, (+) menthone and (-) camphor. Among the examinated methods for the preparation of anils derivatives, using a variety of catalyst (p-toluenosulfonic acid (PTSA), ionic liquid, tetraethyl ortosilicate, titanium chloride (IV)), the reaction involving titanium chloride as dehydration reagent, proved to be the most effective. Major research of my laboratory work focus on synthesis of spiro-beta-lactams via cycloaddition reaction of early synthesized imines with ketenes. In first method ketenes were generated in situ from acid chlorides (phenoxyacetyl chloride, phenyloacetic chloride and benzyloxyacetic chloride) in the presence of triethylamine. In the second method I used activated carboxylic acid by Vilsmeier reagent, as precursor of ketene. Cycloaddition reaction were proved to be diastereoselective. New spiro-beta-lactams were characterized by spectral data including, IR, 1H NMR, 13C NMR, 2D NOESY and elemental analysis.