Bu bölüm, **enolat iyonlarının** **oksaziridin türevleriyle α-karbona hidroksil grubu eklenmesiyle α-hidroksi karbonil bileşiklerinin** (α-hidroksi keton veya aldehit) sentezlendiği **Davis Oksaziridin Oksidasyonu** reaksiyonunu açıklar. Bu yöntem, 1980’lerin başında **Franklin A. Davis** tarafından geliştirilmiştir. Reaksiyon, özellikle **Kiral oksaziridinler** kullanıldığında **enantioseçici α-hidroksilasyon** sağlar. Davis oksaziridinleri, kararlı, kolay taşınabilir ve düşük sıcaklıkta etkili oksitleyici ajanlardır. Bu yöntem, doğal ürün sentezinde ve ilaç kimyasında kritik öneme sahip olan α-hidroksi karbonil yapılarının oluşturulmasında yaygın olarak kullanılır.
Franklin A. Davis, Amerikalı organik kimyacıdır ve özellikle oksaziridin kimyası ve asimetrik sentez alanlarında öncü çalışmalara imza atmıştır. 1980’lerde, N-sülfonyl oksaziridinlerin enolatları yüksek verimle α-hidroksi karbonillere dönüştürebileceğini göstermiştir. Daha sonra, bu oksaziridinlere Kiral merkezler ekleyerek **enantioseçici hidroksilasyon** gerçekleştirmiştir. Bu çalışma, asimetrik oksidasyon alanında önemli bir dönüm noktası olmuştur.
1981’de Davis, N-sülfonyl oksaziridinlerin lityum enolatlarla reaksiyona girerek α-hidroksi ketonlar verdiğini bildirmiştir. Bu ilk sistem, racemik ürünler veriyordu. 1984’te ise Davis, **bornan türevli Kiral oksaziridinleri** geliştirerek ilk kez enantioseçici α-hidroksilasyonu gerçekleştirmiştir. Bu yöntem, özellikle **prostaglandin**, **antibiyotik** ve **antikanser ajanlarının** sentezinde kullanılmıştır. Günümüzde hâlâ aktif olarak kullanılan nadir oksaziridin tabanlı oksidasyon yöntemlerinden biridir.
Davis oksidasyonunun genel formu şu şekildedir:
R–CO–CH2–R' → R–CO–CH(OH)–R'
(Oksidant: N-sülfonyl oksaziridin; Baz: LDA, NaH)
Mekanizma şu adımlardan oluşur:
Reaksiyon **–78°C** gibi düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilir ve **Kiral oksaziridin kullanılırsa yüksek enantiyomerik fazlalık** elde edilir.
Davis’in en büyük katkısı, **bornan iskeletine dayalı Kiral N-sülfonyl oksaziridinlerin** sentezidir. Bu bileşikler, substratın stereo-kimyasını kontrol ederek tek bir enantiyomerin oluşmasını sağlar. Örneğin, (8,8-dimetilbornan-2,10-sultam) türevli oksaziridinler %90’a varan ee verir.
Davis oksidasyonu için tipik koşullar:
| Substrat | Oksaziridin | Ürün | Notlar |
|---|---|---|---|
| Sikloheksanon | Kiral N-sülfonyl oksaziridin | (R)-2-Hidroksisikloheksanon | %90 ee ile yüksek verim |
| Propiyofenon | Aşıral oksaziridin | Racemik 2-hidroksi-1-fenilpropan-1-on | Racemik ürün |
| Tetralon | Kiral oksaziridin | Enantiyomerik zengin α-hidroksi tetralon | Doğal ürün sentezinde kullanılır |
| Asetofenon | Kiral oksaziridin | (S)-2-Hidroksi-1-feniletanon | İlaç ara ürünü |
Davis oksaziridin oksidasyonu, sentetik organik kimyada çeşitli alanlarda kullanılır:
Soru 1: Davis oksidasyonunda hangi yapısal özellik taşıyan bileşikler substrat olarak kullanılır?
Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi Davis oksidasyonunun en büyük avantajıdır?
a) Oda sıcaklığında çalışması
b) Enantioseçici α-hidroksilasyon yapabilmesi
c) Sadece aromatik ketonlarla çalışması
d) Su ortamında yapılması
Soru 3: Sikloheksanon Davis oksidasyonuna tabi tutulursa hangi ürün oluşur?
a) Sikloheksanol
b) 2-Hidroksisikloheksanon
c) Adipik asit
d) Fenol
Davis oksaziridin oksidasyonunu anlamak için:
Tipik bir prosedür: 1 mmol sikloheksanon, 1.1 mmol LDA, 5 mL THF’de –78°C’de 30 dakika karıştırılır. Ardından 1.2 mmol Kiral N-sülfonyl oksaziridin damlatılır ve karışım –78°C’de 1 saat bekletilir. Reaksiyon sonrası, doygun NH4Cl çözeltisi eklenir, ekstraksiyon yapılır ve ürün kolon kromatografisi ile saflaştırılır. Enantiyomerik fazlalık kiral HPLC ile %90 olarak bulunur.
Davis, F. A., & Reddy, R. T. (1992). Chiral N-sulfonyloxaziridines in asymmetric synthesis. Accounts of Chemical Research, 25(12), 561–567. https://doi.org/10.1021/ar00024a003
Davis, F. A., & Sheppard, A. C. (1989). Chiral N-sulfonyloxaziridines: New reagents for the asymmetric hydroxylation of enolates. Tetrahedron Letters, 30(32), 4219–4222. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(00)99200-7
Smith, M. B., & March, J. (2007). March’s advanced organic chemistry: Reactions, mechanisms, and structure (6th ed.). Wiley.
Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). Organic chemistry (2nd ed.). Oxford University Press.