DESTEK OL

Rubottom Oksidasyonu

Rubottom Oksidasyonu: Silyl Enol Eterlerden α-Hidroksi Keton Sentezi

Bu bölüm, **Rubottom oksidasyonu** olarak bilinen ve **silyl enol eterlerin perasitlerle epoksidasyonu** ardından **asidik koşullarda açılımıyla α-hidroksi ketonlara** (acyloin türevleri) dönüşümünü sağlayan bir yöntemi ele alır. Bu yöntem, 1974 yılında **Michael Rubottom** ve arkadaşları tarafından geliştirilmiş ve özellikle **regyoselektif ve stereo kontrollü α-hidroksilasyon** için güçlü bir araç sunmuştur. Rubottom oksidasyonu, doğal ürün sentezinde ve asimetrik sentezde yaygın olarak kullanılır.

Kaşif: Michael Rubottom

Michael Rubottom

Amerikalı kimyager Michael Rubottom, 1970’lerde ketonların enol türevlerini kullanarak karbonil komşusuna oksijen eklemenin yeni bir yolunu keşfetmiştir. Silyl enol eterler, ketonlara kıyasla daha nükleofiliktir ve perasitlerle kolayca tepkime verir. Rubottom, bu ara ürünün asit ile işlenmesiyle **α-hidroksi keton** elde edilebileceğini göstermiştir. Bu yaklaşım, doğrudan keton oksidasyonuna kıyasla çok daha seçicidir.

Tarihsel Gelişimi

Orijinal çalışma, siklohekzanonun trimetilsilil enol eterinin m-CPBA ile epoksidasyonunu ve ardından asetik asit ile açılımını içermiştir. Ürün, trans-2-hidroksi-siklohegzanon olarak izole edilmiştir. Günümüzde, **şiral silyl enol eterler** veya **şiral perasitler** kullanılarak **enantioselektif Rubottom oksidasyonları** geliştirilmiştir.

Reaksiyonun Genel Formu

Rubottom oksidasyonunun genel denklemi şöyledir:

Silyl enol eter + RCO3H → α-hidroksi keton

Adımlar:

  1. Epoksidasyon: Silyl enol eter, perasit (örneğin m-CPBA) ile tepkimeye girerek silil oksiran (α-silyloksi epoksi) oluşturur.
  2. Asidik açılım: Asit (H3O+ veya AcOH) varlığında, epoksi halkası açılır ve silyl grup hidrolizlenir.
  3. Ürün: α-Hidroksi keton (acyloin analogu)

Önemli Kavram: Regyo- ve Stereokontrol

Silyl enol eter, ketonun tek bir enol formunu temsil eder. Bu sayede, **karışık regyoizomerler** oluşmaz. Ayrıca, epoksidasyon ve açılım adımları **stereospesifik** ilerler; bu da trans/cis ürün dağılımını öngörülebilir kılar.

Reaksiyon Koşulları ve Değişkenler

Rubottom oksidasyonu için tipik koşullar:

  • Substrat: Silyl enol eter (TMS, TES, TBS vb.)
  • Perasit: m-CPBA, MMPP veya perasetik asit
  • Açılım reaktifi: Seyreltik H2SO4, AcOH/H2O veya PPTS
  • Çözücü: Diklorometan, THF veya etil asetat
  • Sıcaklık: -78°C → oda sıcaklığı
  • Zaman: 1–12 saat
Silyl Enol Eter Ürün Notlar
Siklohekzanon TMS enol eteri trans-2-Hidroksi-siklohegzanon Orijinal Rubottom örneği
2-Metilsiklohekzanon TMS enol eteri 2-Metil-3-hidroksi-siklohegzanon Regyoselektif
Propiyofenon TMS enol eteri 2-Hidroksi-1-fenil-1-propanon Aromatik keton türevi
Asimetrik silyl enol eter Enantiyomerik zengin α-hidroksi keton Şiral sentezde kullanılır

Uygulama Alanları

Rubottom oksidasyonu, sentetik organik kimyada çeşitli alanlarda kullanılır:

  • Doğal Ürün Sentezi: Polihidroksi keton içeren moleküllerde (örneğin makrolid antibiyotikler).
  • Asimetrik Sentez: Şiral ligandlarla enantiyomerik zengin ürünlerin hazırlanması.
  • İlaç Kimyası: β-Hidroksi keton motiflerinin sentezinde (örneğin statin türevleri).
  • Eğitim: Regyo- ve stereokontrol örnekleri olarak organik laboratuvarlarda.

Uygulama Soruları

Soru 1: Rubottom oksidasyonunda başlangıç maddesi nedir?

Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi Rubottom oksidasyonunun ürünüdür?
a) Alkol
b) α-Hidroksi keton
c) Epoksi
d) Aldehit

Soru 3: Siklohekzanonun TMS enol eteri Rubottom koşullarında hangi ürüne dönüşür?
a) Siklohekzenol
b) 1,2-Siklohegzandiol
c) trans-2-Hidroksi-siklohegzanon
d) Adipik asit

Temel İlkeler

Rubottom oksidasyonunu anlamak için:

  • Bu, silyl enol eterlerin perasit → asit ile α-hidroksi ketona dönüştüğü iki aşamalı bir yöntemdir.
  • Regyoselektif ve stereo kontrollüdür.
  • Doğrudan keton oksidasyonuna kıyasla çok daha seçicidir.
  • Asidik açılım, silyl grubunun hidrolizini de içerir.

Laboratuvar Uygulaması

Tipik bir prosedür: 1 mmol siklohekzanon TMS enol eteri, 1.1 ekivalan m-CPBA ile -78°C’de 1 saat diklorometanda karıştırılır. Ardından, 1 mL %10’luk asetik asit çözeltisi eklenir ve karışım oda sıcaklığında 2 saat bekletilir. Reaksiyon sonunda, NaHCO3 ile nötralize edilir ve diklorometan ile ekstrakte edilir. Ürün kolon kromatografisi ile saflaştırılır. Verim genellikle %70–85 arasındadır.

Önemli Uyarılar

  • m-CPBA patlayıcı olabilir — dikkatli depolanmalı ve kullanılmaldır.
  • Silyl enol eterler nemli havada hidrolize olur — kurutulmuş cam malzeme kullanılmalıdır.
  • Asidik açılım sırasında epoksi açılımı regyoselektif olabilir (Markovnikov/anti-Markovnikov).
  • Trans stereochemistry genellikle termodinamik olarak daha kararlıdır.
  • Keton doğrudan değil, silyl enol eteriyle başlanmalıdır.

Kaynaklar

1. Rubottom, G. M., Kim, M. S., & Reilly, J. E. (1974). α-Hydroxy ketones from silyl enol ethers. Tetrahedron Letters, 15(47), 4311–4314. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(00)75237-8

2. Smith, M. B., & March, J. (2007). March’s Advanced Organic Chemistry (6th ed.). Wiley.

3. Nicolaou, K. C., & Sorensen, E. J. (1996). Classics in Total Synthesis. VCH Publishers.

4. Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). Organic Chemistry (2nd ed.). Oxford University Press.