Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Optimization of synthesis of selected functionalized benzosiloxaboroles

Krzysztof Nowicki

Abstract

Introduction Recently, growth of the interest of organoboron compounds, which are applied in the field of medicinal chemistry is observed. Important role in this field is especially played by benzoxaboroles. They are heterocycles, that are internal hemiesters of boronic acid. Relatively recently, silicon analogues of these compounds, which are characterized by increased Lewis acitdity – benzosiloxaboroles, have been discovered. Some of them show antifungal activity, what makes them potential small-molecule therapeutic agents. The subject of the following engineer thesis was to obtain and optimize synthesis of selected derivatives of symmetrical systems comprising bis(benzosiloxaborole) structure. For comparison and analogous bis(benzoxaboroles) were prepared. In addition, the work involved characterization of selected physicochemical properties of obtained compounds. In future, these compounds will be forwarded to competent scientists for bioanalytical research, what would allow us to determine their biological activity. Results and discussion The first stage of research was to obtain two various isomers of dibromo-difluorobiphenyls starting from simple trihalobenzenes, which were subjected to aromatic ring homocoupling. Then, several similar multistage syntheses of symmetrical structures of bis(benzosiloxaboroles) and analogous bis(benzoxaboroles) were performed, wherein precursors of the these compounds were previously obtained biphenyls. Expected products that are stable and have appropriate purity, were received. Designed synthetic pathways were based on the lithiation reactions of aromatic compounds by deprotonation or halogen-lithium exchange and on reactions between resulting organolithium intermediates with various electrophiles such as chlorosilanes or trialkoxyborates. Conclusions Selected synthetic pathways have proved to be successful, so that all of the planned compounds were obtained. As a part of research some optimization studies were undertaken. First of all, they showed that performing boronation at the temperature below -100C results in higher yields than compared to standard cryogenic conditions (-78C). It was also found that they are better, when during boron–lithium exchange reactions the boron derivative is not generated via the in situ method.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Krzysztof Nowicki (FC) Krzysztof Nowicki,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Optymalizacja syntezy wybranych funkcjonalizowanych benzosiloksaboroli
Supervisor
Sergiusz Luliński (FC/DPC) Sergiusz Luliński,, Department Of Physical Chemistry (FC/DPC)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Department Of Physical Chemistry (FC/DPC)
Study subject / specialization
, Technologia Chemiczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
31-01-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Sergiusz Luliński (FC/DPC) Sergiusz Luliński,, Department Of Physical Chemistry (FC/DPC)Faculty of Chemistry (FC) Włodzimierz Buchowicz (FC/DOC) Włodzimierz Buchowicz,, Department Of Organic Chemistry (FC/DOC)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
benzosiloksaborole, benzoksaborole, boroorganiczne środki lecznicze
Keywords in English
benzosiloxaboroles, benzoxaboroles, organoboron medicinal agents
Abstract in Polish
Wstęp Ostatnimi czasy obserwuje się duży wzrost zainteresowania związkami boroorganicznymi, które znajdują zastosowanie w chemii medycznej. Istotną rolę odgrywają w niej zwłaszcza benzoksaborole. Są to heterocykle, będące wewnętrznymi hemiestrami kwasu boronowego. Stosunkowo niedawno zostały otrzymane krzemowe odpowiedniki tych związków, charakteryzujące się zwiększoną kwasowością Lewisa – benzosiloksaborole. Niektóre z nich wykazują właściwości przeciwgrzybicze, co czyni je potencjalnymi małocząsteczkowymi środkami leczniczymi. Przedmiotem niniejszej pracy inżynierskiej było otrzymanie oraz optymalizacja syntezy wybranych pochodnych symetrycznych układów bis(benzosiloksaboroli) i odpowiadających im bis(benzoksaboroli), a także zbadanie ich struktury i niektórych właściwości fizykochemicznych. W przyszłości związki te zostaną przekazane odpowiednim jednostkom naukowym do badań bioanalitycznych, co pozwoli na określenie ich aktywności biologicznej. Wyniki i dyskusja Początkowym etapem pracy badawczej było otrzymanie dwóch różnych izomerów dibromodifluorobifenyli wychodząc od prostych pochodnych trihalobenzenu, z których każda kolejna poddawana była reakcji sprzęgania pierścieni aromatycznych. Następnie przeprowadzono szereg podobnych kilkuetapowych syntez struktur symetrycznych bis(benzosiloksaboroli) oraz analogicznych bis(benzoksaboroli), w której prekursorami tych związków były otrzymane wcześniej bifenyle. Udało się otrzymać cztery oczekiwane produkty, które są stabilne i mają odpowiednią czystość. W opracowanych ścieżkach syntezy bazowano m.in. na reakcjach litowania związków aromatycznych poprzez deprotonowanie, bądź wymianę halogen-lit, oraz reakcjach litopochodnych z różnymi elektrofilami, takimi jak chlorosilany i trialkoksyborany. Wnioski Zaproponowane ścieżki syntez okazały się być skuteczne, dzięki czemu udało się otrzymać wszystkie planowane związki. W ramach badań podjęto działania optymalizacyjne, które przede wszystkim wykazały, że przeprowadzenie reakcji boronowania w temperaturze około -100C pozwala osiągnąć wyższe wydajności niż w temperaturze -78C. Ponadto stwierdzono, że prowadzenie transmetalacji lit–bor metodą in situ w obecności elektrofila borowego daje gorsze wyniki niż klasyczny dwuetapowy proces, w którym najpierw jest generowana pochodna litoorganiczna.
File
  • File: 1
    praca_inż-nowicki_krzysztof-278395.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 30246

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT69ed4782dd844964a31ab7a05c9f3957/
URN
urn:pw-repo:WUT69ed4782dd844964a31ab7a05c9f3957

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page