베일리스-힐만 부가생성물로부터 α-pyrone 유도체의 합성 = Synthesis of α-pyrone derivatives from Baylis-Hillman adducts

국문 초록 (Abstract)

이 논문에서는 Baylis-Hillman adducts를 출발물질로 하여 생리학적으로 중요한 α-pyrone 유도체를 합성 하였다. 또한, 다중 치환된 pyrrole 유도체와 phenol 유도체의 효과적인 합성 방법도 개발하였다.
Baylis-Hillman adducts로부터 3,5,6-trisubstituted α-pyrone의 합성은 Baylis-Hillman adducts의 primary 위치에 다양한 케톤 화합물을 도입 하고, TFAA를 이용한 lactonization, 그리고 PCC (pyridinium chlorochlomate)를 이용한 allylic oxidation 반응으로 이루어졌다.
MVK에서 유도된 Baylis-Hillman acetates와 diethyl iminodiacetate를 K2CO3 조건에서 반응시켜 SN2' 반응이 일어난 화합물을 합성하고, 연이은 분자내 aldol type 반응으로 pyrrolidine 유도체의 diastereomeric mixture를 합성할 수 있었다. 이렇게 합성된 pyrrolidine 유도체는 산 조건에서 탈수반응과 double bond isomerization 과정을 경위하여 1,2,3,4-tetrasubstituted pyrrole 유도체로 변화되었다.
Baylis-Hillman adducts를 Friedel-Crafts 반응으로 benzene을 primary 위치에 도입하여 trisubstituted alkene 유도체를 합성하였다. 이렇게 합성된 trisubstituted alkene 유도체를 NBS와 AIBN으로 allylic bromination 시킨 후에 nucleophie을 도입하여 β-phenyl Baylis-Hillman adducts를 합성할 수 있었다.
MVK에서 유도된 Baylis-Hillman acetates의 primary 위치에 K2CO3, DMF, heating 조건에서 다양한 케톤 화합물을 도입 하고, 연이은 분자내 aldol type 반응과 탈수 반응, 그리고 double bond isomerization 과정을 통하여 다중 치환된 phenol 유도체를 합성할 수 있었다.
요약하자면, 우리는 Baylis-Hillman adducts의 primary 위치에 적당한 nucleophiles (ketone과 iminodiacetate)을 연속적으로 도입하고 중간체의 다음 조작으로 Baylis-Hillman adducts로부터 다양한 α-pyrone과 다중 치환된 pyrrole 유도체를 합성할 수 있었다. 또한, Friedel-Crafts 반응과 allylic bromination, 친핵성 치환반응을 이용하여 β-치환된 Baylis-Hillman adducts를 손쉽게 합성할 수 있었다. 마지막으로 Baylis-Hillman adducts와 케톤 화합물의 반응을 통하여 다양한 phenol 유도체를 합성할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Synthesis of biologically important α-pyrone derivatives starting from the Baylis-Hillman adducts was examined in this thesis. In addition, an efficient synthetic procedure for poly-substituted pyrroles and phenols was also developed.
3,5,6-Trisubstituted α-pyrones were synthesized from the Baylis- Hillman adducts. The synthesis was carried out via the sequential introduction of various ketones at the primary position of Baylis-Hillman adducts, lactonization, and the following oxidation with PCC (pyridinium chlorochlomate).
The reaction of Baylis-Hillman acetates and diethyl iminodiacetate in the presence of K2CO3 produced the corresponding diastereomeric mixtures of pyrrolidines via the successive SN2' reaction and intramolecular aldol type reaction. The pyrrolidines could be converted into 1,2,3,4-tetrasubstituted pyrrole derivatives under acidic conditions in moderate yields.
We developed an efficient synthetic methodology of β-phenyl -substituted Baylis-Hillman and aza-Baylis-Hillman adducts. The synthesis of these compounds was carried out via the sequential reaction of Friedel-Crafts reaction, allylic bromination, and the final nucleophilic substitution reaction with water or amine nucleophiles.
We also developed a facile and regioselective synthetic procedure for poly-substituted phenol derivatives starting from the Baylis-Hillman adducts via the formal [4+2] annulation protocol as the key step. The synthesis was performed according to the following sequence: (i) introduction of diaryl or monoaryl ketones at the primary position of Baylis-Hillman adducts, (ii) intramolecular aldol condensation, and finally (iii) keto-enol tautomerization, and isomerization process.
In summary, we synthesized various α-pyrones and poly- substituted pyrrole and phenol derivatives from Baylis-Hillman adducts via the sequential introduction of suitable nucleophiles (ketone and iminodiacetate) at the primary position of Baylis-Hillman adducts and the following manipulation of the intermediates.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 = 1
• Ⅰ. 서론 = 3
• Ⅰ -1. Baylis-Hillman reaction = 3
• Ⅰ -2. Baylis-Hillman adduct와 nucleophile의 반응 = 12
• Ⅰ -3. Synthesis of α-pyrones = 20
• Ⅰ -4. Synthesis of pyrroles = 24
• Ⅰ -5. Friedel-Crafts reaction of Baylis-Hillman adducts = 28
• Ⅰ -6. Synthesis of β-substituted Baylis-Hillman adducts = 32
• Ⅱ. 결과 및 고찰 = 36
• Ⅱ -1. 3,5,6-Trisubstituted α-pyrone 유도체의 합성 = 36
• Ⅱ -2. 1,2,3,4-Tetrasubstituted pyrrole 유도체의 합성 = 45
• Ⅱ -3. β-Phenyl Baylis-Hillman adducts의 합성 = 52
• Ⅱ -4. 다중 치환된 phenol 유도체의 합성 = 58
• Ⅲ. 실험 = 64
• Ⅲ -1. 시약 및 기구 = 64
• Ⅲ -2. 3,5,6-Trisubstituted α-pyrone 유도체의 합성 = 65
• Ⅲ -3. 1,2,3,4-Tetrasubstituted pyrrole 유도체의 합성 = 72
• Ⅲ -4. β-Phenyl Baylis-Hillman adducts의 합성 = 78
• Ⅲ -5. 다중 치환된 phenol 유도체의 합성 = 83
• Ⅳ. 결론 = 87
• Ⅴ. References = 88
• 영문초록 = 99
• Figure = 101
• Curriculum Vitae = 127
• 감사의 글 = 132