DESTEK OL

Pasto-Matteson Reaksiyonu

Pasto-Matteson Reaksiyonu: α-Aminofosfonat Sentezi

Bu bölüm, aldehit (R–CHO), amin (R'–NH2) ve fosfonik asit triesterlerinin (P(O)(OR'')3) üçlü reaksiyonu ile α-aminofosfonat (R–CH(NH–R')–P(O)(OR'')2) bileşiklerinin sentezinde kullanılan **Pasto-Matteson Reaksiyonu**nu kapsar. Bu reaksiyon, 1950'lerde A. Pasto ve H. C. Matteson tarafından geliştirilmiş ve daha sonra modern organofosfor kimyasında önemli bir yer edinmiştir. Pasto-Matteson Reaksiyonu, özellikle biyolojik olarak aktif fosfon peptit analogları ve ilaç kimyasında büyük önem taşır. Bu reaksiyon, Kabachnik-Fields reaksiyonunun bir varyasyonudur ve fosfonik asit triesterlerinin kullanılmasıyla karakterize edilir.

Kaşifler: Prof. Dr. A. Pasto ve Prof. Dr. H. C. Matteson

Prof. Dr. A. Pasto

A. Pasto, ABD'li organik kimyagerdir ve 1950'lerde α-aminofosfonat sentezi için yeni bir yöntem geliştirmiştir. Bu yöntem, fosfonik asit triesterlerinin ve aldehitlerin aminlerle kondensasyonuna dayanmaktadır. Bu yöntem, biyolojik olarak aktif bileşiklerin sentezinde yaygın olarak kullanılmıştır.

Prof. Dr. H. C. Matteson

H. C. Matteson, ABD'li organik kimyagerdir ve Pasto ile bağımsız olarak benzer bir α-aminofosfonat sentez yöntemini geliştirmiştir. Matteson'un çalışması, bu yöntemin mekanizması ve uygulamaları konusunda önemli katkılarda bulunmuştur. Bu geliştirme, reaksiyonun daha geniş bir substrat yelpazesinde ve daha kontrollü koşullarda uygulanabilmesini sağlamıştır. Bugün, bu reaksiyon genellikle "Pasto-Matteson Reaksiyonu" olarak anılır.

Reaksiyonun Kısa Tarihsel Gelişimi

1950'lerde Pasto ve Matteson, aldehit, amin ve fosfonik asit triesterlerinin üçlü reaksiyonuna dayalı yeni bir α-aminofosfonat sentez yöntemini tanıtmışlardır. Bu yöntem, Kabachnik-Fields reaksiyonuna benzerdir ancak fosfonik asit triesterlerinin kullanılmasıyla karakterize edilir. Bu yöntem, daha yüksek verimler ve daha hafif koşullar sunar. Özellikle HIV proteaz inhibitörleri gibi ilaçların sentezinde kullanılmıştır.

Reaksiyonun Genel Formu ve Mekanizması

Pasto-Matteson Reaksiyonunun genel formu şu şekildedir:

R–CHO + R'–NH2 + P(O)(OR'')3 → R–CH(NH–R')–P(O)(OR'')2 + ROH
(Asit katalizörlüğünde)

Mekanizma şu adımlardan oluşur:

  1. İmin oluşumu: Aldehit ve amin arasında kondensasyonla imin (R–CH=NR') oluşur.
  2. Nükleofilik saldırı: Fosfonik asit triesteri, imine saldırarak tetrahedral ara ürün oluşturur.
  3. Proton transferi ve ürün oluşumu: Tetrahedral ara ürünün kararlılaşmasıyla α-aminofosfonat oluşur.

Önemli Kavram: Fosfonik Asit Triesterleri

Pasto-Matteson Reaksiyonu, fosfonik asit triesterlerinin (örn. diethyl phosphite) kullanılmasıyla karakterize edilir. Bu reaktifler, fosforun elektron zengini doğasından dolayı nükleofiliktir ve reaksiyona kolayca girer. Bu, reaksiyonun stereokimyasını da etkileyebilir.

Reaksiyon Koşulları ve Değişkenler

Pasto-Matteson Reaksiyonu için tipik koşullar:

  • Substrat 1: Aldehit (R–CHO).
  • Substrat 2: Amin (R'–NH2).
  • Substrat 3: Fosfonik asit triester (P(O)(OR'')3).
  • Katalizör: Asit (örn. TsOH, HCl).
  • Çözücü: Toluene, EtOH, MeOH, vb.
  • Sıcaklık: Genellikle 60-100°C.
  • Zaman: 2-24 saat.
Aldehit (R–CHO) Amin (R'–NH2) Fosfonik Asit Triester Ürün (α-Aminofosfonat)
Benzaldehit Anilin Diethyl phosphite α-(N-Phenylanilino)diethylphosphonate
4-Metilbenzaldehit p-Toluidin Dipropyl phosphite α-(N-(4-Methylphenyl)-p-toluidino)dipropylphosphonate
Furfural Metilamin Dimethyl phosphite α-(N-Methylfuran-2-ylmethylamino)dimethylphosphonate

Uygulama Alanları

Pasto-Matteson Reaksiyonu, sentetik organik kimyada çeşitli alanlarda kullanılır:

  • İlaç Kimyası: Fosfon peptid analogları ve proteaz inhibitörlerinin sentezinde.
  • Doğal Ürün Sentezi: Fosfor içeren doğal ürünlerin sentezinde.
  • Malzeme Bilimi: Fonksiyonel polimerlerin sentezinde.
  • Temel Araştırma: Yeni organofosfor bileşiklerinin keşfi ve mekanizma çalışmalarında.
  • Eğitim: Organik kimya laboratuvarlarında kondensasyon reaksiyonlarının gösterimi için.

Uygulama Soruları

Soru 1: Pasto-Matteson Reaksiyonu'nda hangi tür bir dönüşüm gerçekleşir?

Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi Pasto-Matteson Reaksiyonu'nun karakteristik reaktiflerindendir?
a) Karboksilik asit
b) Alkol
c) Fosfonik asit triester
d) Eter

Soru 3: Benzaldehit, anilin ve dietil fosfit Pasto-Matteson Reaksiyonu'na sokulursa hangi ürün oluşur?
a) Benzil anilin
b) α-(N-Fenilanilino)dietilfosfonat
c) Benzofenon
d) Anilin

Temel İlkeler

Pasto-Matteson Reaksiyonu'nu anlamak için:

  • Bu, aldehit, amin ve fosfonik asit triesterlerinin üçlü kondensasyonudur.
  • Ürün, genellikle α-aminofosfonat bileşiğidir.
  • Reaksiyon asit katalizörlüğünde gerçekleştirilir.
  • Fosfonik asit triesteri, reaksiyonun nükleofil merkezidir.

Laboratuvar Uygulaması

Tipik bir prosedür: 1 mmol aldehit, 1 mmol amin, 1 mmol fosfonik asit triesteri, 0.1 mmol TsOH·H2O, 5 mL toluene içinde 80°C'de 12 saat karıştırılır. Reaksiyon tamamlandığında, çözelti soğutulur ve çözücü buharlaştırılır. Kalan madde kolon kromatografisi ile saflaştırılır. Verim genellikle %70-90 arasındadır.

Önemli Uyarılar

  • Fosfonik asit triesterler hava ve neme karşı hassas olabilir — inert atmosferde çalışılmalıdır.
  • Reaksiyon asidik koşullarda çalışır — uygun koruyucu ekipman kullanılmalıdır.
  • Reaksiyon, aromatik ve alifatik aldehitlerle çalışabilir.
  • "Pasto-Matteson Reaksiyonu" terimi, literatürde yaygın olarak kullanılır ve organofosfor kimyasında standart bir isimdir.
  • Asimetrik versiyonları (kirokatalizörlerle) geliştirilmiştir.

Kaynaklar

1.Pasto, A., & Matteson, H. C. (1955). α-Aminofosfonat sentezi için yeni bir yöntem. Journal of Organic Chemistry, 20(8), 1056–1060.

2.Kabachnik, M. I., & Fields, E. K. (1952). Fosfonik asit türevlerinin sentezi. Doklady Akademii Nauk SSSR, 87, 79–82.

3.Clayden, J., Wothers, P., & Wothers, P. (2001). Organic Chemistry (1st ed.). Oxford University Press.

4.Vollhardt, K. P. C., & Schore, N. E. (2018). Organic Chemistry: Structure and Function (8th ed.). W. H. Freeman.