Synteza estrów kwasu pirogronowego i ich zastosowanie w reakcji aldolowej z chiralnymi aldehydami

The asymmetric aldol reaction is of fundamental importance and is widely used to construct carbon backbone of optically active molecules. Application of pyruvate esters in direct aldol reaction with chiral aldehydes enables efficient biomimetic synthesis of 3-deoxy-2-ulosonic acids.The purpose of this study was synthesis of pyruvic acid esters and other derivatives. The ultimate aim of this endeavour was search for alternative for 2,6-di-tert-butyl-4-methoxyphenyl pyruvate which is reported in literature. Structure of the aforementioned ester was modified in order to improve yield and diastereoselectivity in reaction with chiral sugar aldehydes. Alteration of aryl moiety could also facilitate hydrolysis of the ester group of KDG precursor.Synthesised pyruvates were tested in the model reaction with D-glyceraldehyde acetonide catalyzed by quinine - alkaloid naturally occurring in the bark of the Cinchona tree. An effective route was elaborated for synthesis of unreported pyruvic acid esters and amides. The experimental results confirm that steric hindrance is vital for formation of stable enolates from pyruvates. It was additionally surprising to find that simple pyruvic acid amides react with chiral aldehydes.

Reakcja aldolowa jest niezwykle użyteczną metodą stereokontrolowanego tworzenia wiązania C-C. Estry kwasu pirogronowego znajdują zastosowanie jako donory w biomimetycznej addycji aldolowej z chiralnymi aldehydami, prowadzącej do naturalnie występujących kwasów 3-deoksy-2-ulozonowych. Celem przeprowadzonych badań była synteza estrów oraz innych pochodnych kwasu pirogronowego. Motyw przewodni stanowiło poszukiwanie alternatywy dla obecnie wykorzystywanego pirogronianu 2,6-di-tert-butylo-4-metoksyfenylu. Wprowadzanie zmian w strukturze wymienionego estru miało na celu zwiększenie wydajności i diastereoselektywności w reakcji z chiralnymi aldehydami, a także ułatwienie hydrolizy grupy estrowej obecnej w cząsteczce produktu reakcji aldolowej - prekursora KDG.Otrzymane pirogroniany testowano w modelowej reakcji z acetonidem aldehydu D-glicerynowego, katalizowanej przez chininę - naturalny alkaloid kory drzewa chinowego.Opracowano skuteczną metodę otrzymywania nieopisanych w literaturze estrów i amidów, posiadających zróżnicowane podstawniki we fragmencie arylowym. Uzyskane wyniki potwierdziły, że w stabilizacji formy enolanowej donora istotną rolę odgrywają podstawniki o dużej zawadzie sterycznej. Badania wykazały również niespodziewaną reaktywność amidów kwasu pirogronowego.