1,3-dipolar cycloaddition reactions of some sydnone derivatives with electron deficient alkenes and alkynes

Beş üyeli heterohalka oluşturmak için en önemli yöntemlerden birisi 1,3-dipolar heterohalkasal katılma tepkimeleridir. Özellikle pirol ve pirolidin halkalarını içeren heterohalka sistemlerinin kolayca oluşumuna olanak sağlayan sidnonlar, mezoiyonik bileşiklerin en iyi bilinen sınıflarındandır. Pirol ve pirolidin cekirdek yapıları genellikle birçok ilaç ve alkaloidin yapısında bulunur. Yeni pirol veya pirolidin temelli heterohalkalı bileşikleri oluşturmak için bu doktora tezi çalışması boyunca sidnon türevlerinin çeşitli elektronca yoksun dipolarofillerle heterohalkasal katılma tepkimesi denendi. Bu çalışmanın sonucları dört kısımda tartışıldı; Birinci bölümde, azomethine imine başlangıcı olan N-aril sidnon türevleri uygun literatür yöntemi izlenerek başarıyla sentezlendi ve karakterize edildi. Sonrasında asetilenik dipolarofil, 1-(propil-2-ynil)-1H-indol ün N-aril sidnon türevleriyle olan reaktivitesi incelendi ve sidnonun aromatik halkası üzerindeki elektron salıcı ya da çekici grupların doğasından kaynaklı tepkime sonunda yerseçicilikten yoksun halkalı katılma ürünleri elde edildi. İkinci kısım, N-aril sidnon türevleri ile asetilenik alkol olan 1-siklopropilil-2-in-1-ol un tam yerseçicilikle gerçekleşen halkalı katılma tepkimesi sonucu oluşan yeni siklopropilil-(1-substitue fenil)-(1H-pirazol-3-il)metanollerin sentezini içermektedir. Çalışmanın üçüncü kısmı, benzo[b]tiyofen-1,1-dioksit ve N-aril sidnonların tepkimesi ile 2-(4-substitue fenil)-3,3a-dihidro-2H-[1]benzotiyeno[3,2-c] pirazol 4,4-diokside ler olarak adlandırılan, pirazolin halkasını içeren yeni yapışık üç halkalı katılma ürünlerinin orta derecede verimli sentezini içerir. Bahsi geçen halka katılma ürünlerinin sentezi tam yerseçicilikle gerçekleşmiştir. Mevcut çalışmanın son kısmında, ikincil halkasal enamin, 2-nitrometilentiyazolidin ile N-aril sidnonların etkileşimi, sidnon halkasının ara basamakta olası asetolakton salınımıyla alışılagelmedik şekilde bozunmasına yol açmıştır ve 1,3-dipolar halka katılması tepkimesi yerine diazo birleşme tepkimesi vermiştir. Bildiğimiz kadarıyla sidnonların bu şekilde bozunmasını içererek diazo birleşme ürünleri oluşmasına yol açan başka bir çalışma rapor edilmemiştir

One of the most versatile method for the construction of five membered heterocyles is 1,3-dipolar cycloaddition reactions. Sydnones, a well-defined class of mesoionic compounds that can provide an easy access to a variety of heterocyclic systems containing especially pyrazole and pyrazoline ring, They are generally found in the core structure of many drugs and alkaloids. In order to construct new pyrazole (or pyrazoline)-based heterocyles, various electron deficient dipolarophiles have been attempted in the cycloaddition reaction of sydnones throughout this Ph.D. dissertation study. The outcomes of the study were disscussed in four parts; In the first part, N-aryl sydnone derivatives as the precursor of azomethine imine were succesfully synthesized according to reliable literature method and characterized. Then, reactivity of acetylenic dipolarophile, 1-(prop-2-ynyl)-1H-indole, with N-aryl sydnones was investigated and reaction proceeded to give cycloadducts with lack of regioselectivity that is resulted from the nature of electon-withdrawing or donating substituents on the aromatic ring of sydnone. The second section covers the synthesis of new cyclopropyl-(1-substituted phenyl)-(1H-pyrazol-3-yl)methanols as the result of the complete regioselective cycloaddition reaction of acetylenic alcohol, namely 1-cyclopropylprop-2-yn-1-ol with N-aryl sydnone derivatives. The third part of this study involves the synthesis of new fused tricyclic cycloadducts bearing pyrazoline ring, namely, 2-(4-substituted phenyl)-3,3a-dihydro-2H-[1]benzothieno[3,2-c]pyrazole 4,4-dioxides via reaction of benzo[b]thiophene 1,1-dioxide with N-aryl sydnones in moderate yields. The synthesis of corresponding cycloadducts took place in completely regioselective manner. In the last part of the present work, treatment of secondary heterocyclic enamine, 2-nitromethylenethiazolidine, with N-aryl sydnones gave rise to unusual decomposition of sydnone ring by the possible release of acetolactone in intermediate step and underwent diazocoupling reaction instead of 1,3-dipolar cycloaddition. To the best of our knowledge, there is no reported study comprising such kind of decomposition of sydnones leading diazocoupling products.