Browsing by Subject "Orgaaninen kemia"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-20 of 68
  • Tran, Mai (Helsingfors universitet, 2015)
    Pro gradu -tutkielman kirjallisuuskatsaus käsittelee van Leusen -reaktiota. van Leusen -reaktio on yleinen tapa valmistaa 1,5-disubstituoituja imidatsoleja. Substituoituja imidatsoleja on tutkittu laajasti, koska niillä on suuri merkitys lääkeainekemiassa. van Leusen -reaktiossa p-tosyylimetyyli-isosyanidi (TosMIC) reagoi aldimiinin kanssa emäksen vaikutuksesta muodostaen substituoidun imidatsolin. Perinteisesti van Leusen- reaktio valmistetaan MeOH:ssa K2CO3:n toimiessa emäksenä. Reaktion saannot vaihtelevat suuresti ja ne ovat riippuvaisia aldimiinin substituenteista. Tutkielman kokeellinen osuus käsittelee 1,5-disubstituoitujen imidatsolien synteesiä van Leusen –reaktiolla, ja erilaisten reaktioparametrien vaikutusta siinä. Tutkimuksen kiinnostuksen kohteena olivat erityisesti alisyklisen aldehydin ja alifaattisen amiinin väliset reaktiot, sillä tämän kaltaisia substraatteja ei ole aikaisemmin kirjallisuudessa tutkittu. Kokeellisen osuuden tarkoituksena oli löytää vaihtoehtoiset reaktio-olosuhteet perinteiselle van Leusen -reaktiolle, koska TosMIC hajoaa nopeasti MeOH:ssa K2CO3:n toimiessa emäksenä. Optimointireaktion avulla valmistettiin 1,5-dialkyyli-1H-imidatsoleja hyvillä saannoilla. Lisäksi vertailureaktio ja saadut tulokset osoittivat sen, että van Leusen –reaktion optimointi onnistui hyvin ja pro gradu –tutkielman tavoitteet täyttyivät. Kahden hyvän systeemin lisäksi, käytetyt liuottimet ja emäkset olivat suhteellisen ympäristöystävällisiä kemikaaleja.
  • Rämänen, Petri (Helsingfors universitet, 2017)
    Tämän pro gradu –tutkielman kirjallisuusosassa perehdytään prosessikontaminantteina kasviöljyissä ja niistä valmistetuissa elintarvikkeissa esiintyvien 2-kloori-1,3-propaanidiolin (2-MCPD), 3-kloori-1,2-propaanidiolin (3-MCPD) ja 2,3-epoksi-1-propanolin (glysidoli) estereiden muodostumismekanismeihin. Muodostuminen tapahtuu kasviöljyn jalostuksen hajunpoistovaiheessa: joko asyylioksonium-ionimekanismilla tai asyylioksonium-radikaalimekanismilla. Kirjallisuusosassa kartoitetaan lisäksi elintarvikkeita, jotka sisältävät merkittäviä pitoisuuksia kyseisiä yhdisteitä, sekä yhdisteiden mahdollisia toksikologisia vaikutuksia. Yhdisteiden pitoisuudet voidaan määrittää kvantitatiivisesti suoralla ja epäsuoralla menetelmällä eli määrittämällä suoraan esteripitoisuudet tai hydrolysoimalla esterit ja määrittämällä yhdisteiden vapaat muodot. Viime vuosina analytiikassa on keskitytty epäsuoran menetelmän kehittämiseen. Mahdollisia 2-MCPD-, 3-MCPD- ja glysidyyliestereitä on suuri määrä, joten suora määrittäminen on huomattavasti työläämpää. Työn kokeellisessa osassa pystytettiin epäsuora menetelmä, jolla voitiin kvantitatiivisesti määrittää samanaikaisesti 2-MCPD-, 3-MCPD- ja glysidyyliesterit. Analyysimenetelmässä epästabiilin glysidolin esteristä muodostettiin ensin bromijohdannainen (3-MBPD-esteri). Tämän jälkeen esterit hydrolysoitiin vapaiksi muodoikseen, joista valmistettiin edelleen fenyyliboorihappojohdannaiset, jotka analysoitiin kaasukromatografia-massaspektrometrisesti. Analyyttien pitoisuuksien määritys onnistui ekstraneitsyt-oliiviöljy- ja vohvelinäytteistä GC/MS- ja GC/MS-MS-laitteistoilla. Pitoisuudet määritettiin laskennallisesti kalibraatiosuoran yhtälön avulla sisäisen standardin menetelmällä. Tulosten oikeellisuus voitiin todeta vertaamalla vertailunäytteistä mitattuja pitoisuuksia EURL-PAH-vertailututkimuksen vertailuarvoihin. Vaikka GC/MS-SIM-menetelmällä saatiin tyydyttävät tulokset, voitiin todeta, että GC/MS-MS-laitteiston MRM-menetelmä oli herkempi ja yksikäsitteisempi. Menetelmä validoitiin kyseisille matriiseille seuraavien parametrien suhteen: spesifisyys, selektiivisyys, lineaarisuus, toistettavuus, sisäinen uusittavuus, takaisinsaanto, laskennallinen havaitsemis- ja määritysraja, oikeellisuus sekä mittausepävarmuus.
  • Koskinen, Ellinoora (Helsingfors universitet, 2017)
    Oligonukleotidisynteesi on syklinen prosessi, jossa 5'-hydroksyylin suojaryhmän irrotus toistuu useasti. Jotta virheellisten sekvenssien määrä saadaan pidettyä mahdollisimman pienenä, täytyy 5'-suojaryhmän valinta tehdä huolella. Suojaryhmän valintaan vaikuttavat muiden funktionaalisuuksien suojaukset, koska suojaryhmä on hyvä saada irrotettua selektiivisesti. Lisäksi jotkin irrotusolosuhteet aiheuttavat ongelmia, kuten depurinaatiota.Tätä varten on kehitetty suojaryhmiä, jotka irtoavat eri olosuhteissa. Suojaryhmiä on kehitetty myös erityistarkotuksiin, kuten helpottamaan kytkentäreaktion seuraamista värin avulla, helpottamaan puhdistusta tai käytettäviksi massaleimoina. Kirjallisuusosiossa käsitellään eri tyyppisiä suojaryhmiä jaoteltuina rakenteensa mukaan. Yksi suosituimmista rakenteista on trityylieetteri, josta on valmistettu happo-, emäs- ja fotolabiileja johdoksia sekä erityistarkoituksiin soveltuvia rakenteita. Muita suojaustyyppejä ovat esteri-, asetaali-, karbonaattiesteri-, silyylieetteri- ja sulfonyyliesterirakenteet. Kokeellisessa osiossa on tarkasteltu 5'-suojaryhmiä, kuten asetyyli, bentsoyyli- ja MIP-suojausta, 5-hydroksimetyylisytidiinin synteesissä.
  • Salo, Suvi (Helsingfors universitet, 2017)
    DNA:ssa esiintyy pienissä määrin 5-metyyli-2'-deoksisytidiiniä ja sen hapetustuotetta 5-hydroksimetyyli-2'-deoksisytidiiniä. Kummallakin on luonnollisia biologisia tehtäviä soluissa. Niiden läheisiä analogeja ovat 5-aminometyyli- ja 5-tiometyyli-2'-deoksisytidiinit ja kaikkien näiden 2'-deoksiuridiinijohdokset. Näiden analogien soveltuvuutta erilaisiin biokemiallisiin ja lääketieteellisiin sovelluksiin on tutkittu viime aikoina. Tutkielman kirjallisuusosassa esitetään katsaus 5-hydroksimetyyli-, 5-aminometyyli- ja 5-tiometyylipyrimidiiniemäksiä sisältävien nukleosidien synteeseistä. Erityisesti tarkastellaan käytössä olevia synteesistrategioita ja tarvittavia muutoksia suojaryhmäkemiaan, etenkin silloin, kun näitä modifioituja nukleosidejä on tarkoitus käyttää oligonukleotidisynteesissä monomeereinä. Tutkielman kokeellisessa osassa kuvataan parannettu ja yksinkertaistettu synteesireitti 5-hydroksimetyyli-2'-deoksisytidiinimonomeerin valmistamiseksi oligonukleotidisynteesiä varten. Reitti on optimoitu siten, että tarvittavat puhdistukset on saatu minimoitua ja synteesi soveltuu suhteellisen suurien tuotemäärien valmistamiseen.
  • Lahdenperä, Antti (Helsingfors universitet, 2013)
    Tutkielmassa perehdytään aldehydien asymmetrisiin hetero-Diels-Alder-reaktioihin. Hetero-Diels-Alder-reaktio on paljon käytetty menetelmä erilaisten heteroatomin sisältävien kuusirenkaiden valmistamiseen. Nämä reaktiot, joissa joko dienofiili tai dieeni sisältää heteroatomin, mahdollistavat helposti tällaisten kuusirenkaiden valmistamisen enantioselektiivisesti yhdellä reaktiolla. Hetero-Diels-Alder-reaktiot voidaan jakaa joko normaalielektronijakauman tai käänteiselektronijakauman reaktioihin, joista tutkielmassa tutustutaan tarkemmin normaalielektronijakauman reaktioihin. Näissä reaktioissa dieeni luokitellaan elektronirikkaaksi ja dienofiili elektroniköyhäksi. Reaktioiden enantioselektiivisyys saadaan usein aikaan kiraalisella Lewis-hapolla, joka ohjaa dieenin ja dienofiilin lähestymistä reaktion transitiotilassa. Tutkielman kirjallisuuskatsauksessa tutustutaan erilaisiin kiraalisiin Lewis-happoihin, joita reaktioissa on käytetty, sekä erilaisiin dieeneihin ja dienofiileihin. Tutkielman kirjallinen osuus on jaettu aktivoimattomien aldehydien ja aktivoitujen aldehydien reaktioihin. Aktivoiduilla aldehydeillä tarkoitetaan aldehydejä, jonka viereiset substituentit aktivoivat, eli vetävät karbonyylihiileltä elektronitiheyttä puoleensa. Aktivoimattomien aldehydien substituentit taas eivät vähennä karbonyylihiilen elektronitiheyttä. Kirjallisuuskatsauksessa käydään myös läpi pyridinyylialdehydeillä tehdyt hetero-Diels-Alder-reaktiot sekä muutamia luonnonaineiden kokonaissynteesejä, joissa on käytetty hetero-Diels-Alder-reaktiota. Tutkielman kokeellisesssa osuudessa kehitettiin menetelmä, jolla 2-trimetyylisiloksi-1,3-butadieenin ja 3-pyridinyylikarboksialdehydin välisen hetero-Diels-Alder-reaktion tetrahydropyranonituotteelle saatiin lopulta optimointien jälkeen 91 % eristetty saanto. Tetrahydropyranonirakenne on yleinen monissa luonnon- ja lääkeaineessa. Reaktion lopullinen saanto on tietääksemme paras saanto 2-trimetyylisiloksi-1,3-butadieenin hetero-Diels-Alder-reaktiolle ja toiseksi korkein saanto substituoimattomalle 2-alkyylisiloksi-1,3-butadieenille. Tutkielmassa kehitetty menetelmä on myös ensimmäinen aktivoimattoman aldehydin ja 2-alkyylisiloksi-1,3-butadieenin väliselle hetero-Diels-Alder-reaktiolle. Lewis-hapoista dimetyylialumiinikloridi (AlMe2Cl) katalysoi reaktiota parhaiten. Myös muut reaktio-olosuhteet, kuten lämpötila, liuotin ja reagenssien määrät, optimoitiin. Paras saanto (91 %) saatiin reaktiolle, jossa sekä dienofiiliä että dieeniä käytettiin yksi ekvivalentti.
  • Sievänen, Katja (Helsingfors universitet, 2013)
    Tämän Pro Gradu-työn tarkoituksena on tutustua alkeenien olefiinimetateesiin. Olefiinimetateesissä alkeenien hiili-hiilikaksoissidokset uudelleenjärjestäytyvät metallikarbeeni-kompleksin avulla siten, että kahdesta C=C –sidoksesta muodostuu uudet kaksi kaksoissidosta. Reaktion tapahtuminen vaatii siirtymämetallikatalyytin läsnäolon, joista käytetyimpiä ovat volframin, molybdeenin ja ruteniumin katalyyttikompleksit. Ruteniumkompleksit sietävät paremmin ilman kosteutta ja vettä kuin Mo- ja W-kompleksit, ja ne toimivat laajemmin eri funktionaalisuuksia sisältävien alkeenien kanssa. Katalyyttikehitys on tärkeä osa olefiinimetateesireaktioiden kehitystä ja se on tuonut muutamille tutkijoille kemian Nobelin palkinnon. Olefiinimetateesi jaetaan yleisesti viiteen eri reaktiotyyppiin. Ristikkäismetateesiä (CM), renkaan sulkeutumismetateesiä (RCM) ja renkaan avautumis-ristikkäismetateesiä (ROCM) sovelletaan pienten molekyylien synteeseissä, kun taas renkaan avautumismetateesi polymeraatiota (ROMP) sekä asyklistä dieenimetateesi (ADMET) polymeraatiota suurten oligomeerien ja polymeerien synteeseissä. Näistä esimerkiksi RCM-reaktiota käytetään paljon luonnonaineiden totaalisynteesissä ja teollisuus hyödyntää ROMP-reaktiota polymeeri-tuotannossa. Reaktioiden yleisenä haasteena on E/Z-selektiivisyyden kontrollointi. Pro Gradun kokeellisessa osiossa valmistettiin kiraalisia polymeerejä useita orgaanisen kemian reaktiota hyödyntäen. Syntetisoituja polymeerejä testattiin diffuusioerotteissa NMR-sovelluksessa raseemisten yhdisteiden enantiomeerien NMR-spektrien erotuksessa.
  • Koivikko, Henna (Helsingfors universitet, 2017)
    Asetaalit ovat happolabiileja orgaanisia yhdisteitä, joissa yhdessä hiiliatomissa on kiinni kaksi alkoksiryhmää. Asetaalit ovat suosittuja alkoholien suojauksessa, sillä ne kestävät hyvin sekä emäksisiä, että hapettavia reagensseja, mutta niiden poisto happokatalyyttisen hydrolyysin kautta onnistuu usein laimeillakin hapoilla. Asetaalien hydrolyysimekanismia on tutkittu erityisesti 1950-luvulta aina 1970 luvulle, mutta uudempia tutkimuksia on vähemmän, eikä perusteellista katsausta asetaalisuojaryhmien rakenteen vaikutuksista suojausten pysyvyyteen ole aikaisemmin tehty. Tämä pro gradu -tutkielma koostuu kahdesta osasta, joista ensimmäinen, kirjallisuusosa, käsittelee asetaalien ja asetaalisuojaryhmien hydrolyysin mekanismeja sekä kinetiikkaa. Erityisesti uusia asetaalisuojaryhmiä kehitettäessä rakenteen vaikutusten tunteminen on tärkeää, jotta uusien suojaryhmien ominaisuuksia on mahdollista ennakoida. Epäsymmetrisilä asetaaleilla, kuten asetaalisuojatuilla alkoholeilla, hydrolyysissä on kaksi mahdollista irtoavaa alkoksiryhmää. Suojaryhmän stabiilisuutta arvioitaessa on tärkeä tietää, kumpi ryhmistä irtoaa ensimmäisenä, sillä lähtevän ja rakenteeseen jäävän alkoksiryhmän substituenttien polaariset ominaisuudet vaikuttavat hydrolyysin nopeuteen vastakkaisilla tavoilla. Toisessa, kokeellisessa osassa kehitettiin MIP- eli metoksi-isopropyylisuojaryhmään perustuva synteesimenetelmä, jonka avulla uudenlaisten alkoksi-isopropyylisuojausten valmistaminen on mahdollista. Tavoitteena oli kehittää uusia suojaryhmiä erityisesti nukleosidien 5’ hydroksyyliryhmille. Oligonukleotidisynteesissä on tärkeää, että suojaryhmien poisto onnistuu mahdollisimman laimeissa olosuhteissa, jotta nukleotidien muut ryhmät ja suojaukset eivät samalla irtoa tai reagoi. Kokeellisessa osassa syntetisoitiin kaksi erilaista alkoksi-isopropyylisuojaryhmää, täysin uudenlainen sykloheksyylioksi-isopropyylisuojaus ja kerran aikaisemmin raportoitu bentsyylioksi-isopropyylisuojaus. Lopuksi kyseisten suojaryhmien sekä MIP-suojauksen stabiilisuuksia vertailtiin erilaisissa happoliuoksissa, jotta alkoksiryhmien substituenttien vaikutus suojausten stabiilisuuteen voitiin havaita. Bentsyylioksi-isopropyyli- ja MIP-suojauksen välillä ei havaittu merkittävää stabiilisuuseroa. Sykloheksyylioksi-isopropyylisuojaus puolestaan oli selvästi bentsyylioksi-isopropyyli- ja MIP -suojauksia labiilimpi. Tässä työssä kehitetyn synteesimenetelmän avulla voidaan siten valmistaa täysin uusia asetaalisuojaryhmiä, joiden pysyvyyden säätäminen onnistuu alkoksiryhmää vaihtamalla. Uusi MIP-suojausta labiilimpi sykloheksyylioksi-isopropyylisuojaus on kiinnostava vaihtoehto silloin, kun asetaalisuojaryhmän poiston toivotaan onnistuvan hyvin laimeissa, lähes neutraaleissa olosuhteissa.
  • Kilpiö, Tommi (Helsingfors universitet, 2013)
    Tutkielmassa käsiteltiin alkyylinitriilien reaktioita, mutta ei monimutkaisilla organometallikatalyyteillä tehtyjä reaktioita. Alkyylinitriilit voidaan mm. pelkistää aldehydeiksi tai amiineiksi, hydrolysoida amideiksi tai karboksyylihapoiksi, alkyloida ja esteröidä. Reaktioissa syanoryhmän typpi voi toimia nukleofiilinä, tai syanoryhmän hiili elektrofiilina. Esimerkiksi N-alkylaatiossa syanoryhmän nukleofiilinen typpi reagoi karbokationin kanssa. Deprotonoimalla α-protoni voimakkailla emäksillä saadaan nitriilianioneja, jotka toimivat reaktioissa nukleofiilinä. Näin nitriilien α-hiileen on saatu mm. alkyyli, aryyli-, heteroaryyli-, olefiini- tai esteriryhmiä. Nitriilianionit reagoivat myös karbonyyliyhdisteiden kanssa. Nitriileistä on myös valmistettu ketoneja, amidiineja, tioamideja ja heterosyklisiä yhdisteitä. Usein nitriilit, joilla on elektroneja puoleensa vetäviä substituentteja ovat reaktiivisempia, mutta tutkielmassa keskityttiin substituoimattomien nitriilien reaktioihin. Lewis-hapot katalysoivat usein reaktioita koordinoitumalla syanoryhmän typpeen tehden hiilestä elektrofiilisemman.
  • Aikonen, Santeri (Helsingfors universitet, 2016)
    Pehmeät Lewishapot, kulta ja platina, koordinoituvat hiili-hiili kolmoissidoksiin aktivoiden niitä nukleofiilien Markovnikovin säännön mukaiselle additiolle. Kyseisten katalyyttien aktiivisuus löydettiin vasta tämän vuosituhannen puolella, mutta tähän mennessä katalyyttien toimintaa homogeenisessa katalyysissä ja erityisesti alkyynien aktivaatiossa on tutkittu jo varsin kattavasti. Tässä työssä kiinnitettiin päähuomio lähdemolekyylien molekyylinsisäiseen uudelleenjärjestymiseen ja molekyylinsisäisten nukleofiilien reaktiivisuuden tutkimiseen. Tämän lisäksi tutkittiin kulta- ja platinakatalyyttien reaktiivisuuseroja. Kohdereaktioksi valittiin intramolekulaarinen hydridinsiirto siirtymämetalliaktivoituun kolmoissidokseen, koska epäreaktiivisten Csp3-H–sidoksien funktionalisointi on monin perinteisin menetelmin osoittautunut hankalaksi. Kultakatalyyttien havaittiin aktivoivan alkyyneja tertiäärisille ja sekundäärisille hydridin luovuttajille. Työssä pyrittiin parantamaan aktivoitujen alkyynien reaktiivisuutta primääristen hydridin luovuttajien kanssa ja haluttua reaktiivisuutta tavoiteltiin etupäässä kohdemolekyyliä muokkaamalla. Työssä suoritetun kattavan laskennallisen tarkastelun ja kirjallisuusvertailun perusteella vaikutti siltä, että on mahdollista saavuttaa selektiivisyyttä kahden kilpailevan reaktion, hydridinsiirron ja ynonien toisiintumisen, välillä oikealla lähtöaineen ja katalyytin valinnalla. Näillä keinoin tavoitellun hydridinsiirron katalysoimisessa ei kuitenkaan onnistuttu, sillä kilpaileva reaktiivisuus, ynonien toisiintuminen, oli vallitseva. Vastoin kirjallisuudessa esitettyä tietoa, ynonin toisiintuminen tapahtui huomattavan helposti, jolloin päätettiin kääntää huomio tämän reaktiomekanismin selvittämiseen. Reaktioita monitoroitiin 1H NMR avulla ja mittaustuloksille tehtiin reaktiokinetiikka-analyysi ja mittauksia tukeva laskennallinen tarkastelu. Kokeellisten ja laskennallisten tulosten (aktivointienergioiden) vastaavuus sekä leimauskokeen antamat tulokset varmistivat reaktiomekanismin olevan bimolekulaarinen molekyylinsisäisen toisiintumisen sijaan.
  • Berg, Mika (Helsingfors universitet, 2014)
    Organokatalytisk asymmetrisk Friedel-Crafts-alkylering av olika aromatiska och heteroaromatiska nukleofiler med α,β-omättade aldehyder och ketoner har visat sig vara en effektiv metod för att syntetisera olika grundstrukturer för viktiga biologiskt aktiva föreningar. Under det senaste årtiondet har forskningen inom detta område gått framåt med stora steg. Det var David W. C. MacMillan som startade utvecklingen av organokatalytisk asymmetrisk F-C-alkylering då han presenterade den LUMO-sänkande iminaktiveringsmekanismen för första gången. Dessutom introducerade han första generationens imidazolidinon vilken visade hög katalytisk aktivitet i alkyleringsreaktioner av pyrroler med enaler. Trots detta fungerade katalysatorn inte vid indolalkylering p.g.a. steriska hinder vilket ledde till att en serie av förbättrade och nya katalysatorer har utvecklats. Andra generationens imidazolidinon och diarylprolinoletrar har alla visat sig vara bra och effektiva alternativ för asymmetriska F-C-alkyleringar av indoler med enaler. Förutom indoler har dessa använts för att katalysera också reaktioner med aniliner, naftoler och furanderivat. Resultaten har varit mycket bra både med avseende på utbyte och enantioselektivitet. En annan typ av katalysatorer som härstammar från de naturligt förekommande cinkona-alkaloiderna har också introducerats. Dessa primära aminer är speciellt användbara i reaktioner där mera sterisk hindrande α,β-omättade ketoner används istället för aldehyder. Resultaten var även i dessa reaktioner bra och riktgivande för vidare forskning. Andra mindre undersökta och använda organokatalysatorer är bl. a. imidazoltioner och (3-metylaziridin-2-yl)-difenylmetanoler. I framtiden kommer organokatalysatorer att användas allt mer i asymmetriska F-C-reaktioner. Resultaten som erhållits så här långt ger möjlighet att kombinera dessa nya billigare alternativ till de tidigare använda dyra instabila metallkomplexen. Detta minskar på användningen av de svårhanterliga toxiska metallföreningarna och gör synteserna miljövänligare. Organo-katalysatorerna är stabila och icke-toxiska vid rumsbetingelser och därmed lätt att använda i alkyleringsreaktioner. Detta är speciellt viktigt vid syntes av läkemedelsderivat och naturprodukter. Detta kommer att vara ett av de viktigaste tillämpningsområdena där organokatalytisk F-C-alkylering används.
  • Vohra, Shyama (Helsingin yliopisto, 2019)
    Polymeric macromolecules have a new class emerging named Dendrimers. These are highly branched and monodispersed materials comprising of three different elements i.e. core, branches and terminal groups. They have an ability of entrapping or conjugating bioactive agents by host-guest interactions and covalent bonding. Due to this distinctive property they have wide range of applications in biomedical and industrial field. Owing to their toxicity problems, the usage of these macromolecules in biological systems is restricted. Recently, Janus amphiphilic dendrimers, a novel division of dendrimers have captivated much importance in pharmaceutical and biomedical areas because of their unique characteristics and structures. Taking these into consideration, the present review has been divided into two parts. The first part has focused on various methods of dendrimer synthesis, drug delivery and targeting. The second half of the review focused on the amphiphilic dendrimers in terms of their synthesis, properties and applications along with future research for clinical applications to resolve health related issues. The objective of this research was the synthesis of JDs up to third generation through divergent method of synthesis. The produced generations hold polyester dendrons as a backbone for the purpose of drug loading. The anhydride of 5-Methyl-2-phenyl-1,3-dioxane-5-carboxylic acid was the main building block of the whole synthesis process. The third generation dendrimers were synthesized successfully. All the main products were produced in decent yield and were isolated by IR and NMR spectroscopic techniques.
  • Raisio, Niko (Helsingin yliopisto, 2020)
    Orgaanisen molekyylin hydroksyyliryhmä voidaan suojata asetaalina. Asetaali on happolabiili, ja asetaalina suojattu hydroksyyli voidaan vapauttaa esimerkiksi happohydrolyysillä. Asetaalisuojauksen rakennetta muuttamalla voidaan vaikuttaa sen happostabiilisuuteen sekä suojatun molekyylin lipofiilisyyteen ja kiraalisuuteen. Tämän tutkielman kirjallisuusosassa esitellään erilaisia asetaalisuojaryhmiä ja niiden käyttökohteita oligonukleotidisynteesissä. Päähuomio on suojaryhmien happohydrolyysiominaisuuksissa ja happamien olosuhteiden mahdollisissa haittavaikutuksissa. Haittavaikutuksia voivat olla esimerkiksi fosfaatin migraatio, oligonukleotidiketjun katkeaminen, depurinaatio ja väärän suojaryhmän irtoaminen. Asetaalisuojauksen poistamiseen käytettyjen olosuhteiden havaitaan muuttuneen selvästi aiempaa miedommiksi. Tämän mahdollistaa esimerkiksi asetaalisuojauksen rakenteen muuttuminen synteesin aikana. Asetaalisuojausta on käytetty eniten 2’-hydroksyylin suojaamiseen. Siinä sen tehtävänä on ohjata fosfaatti 3’-hydroksyyliin ja estää sen migraatio synteesin loppuun asti. 5’-hydroksyyli on perinteisesti suojattu muilla happolabiileilla suojaryhmillä. 5’-O-asetaalisuojaus voisi olla perinteisiä suojaryhmiä parempi vaihtoehto helpomman poistettavuutensa vuoksi, mutta käytännön sovelluksia ei esitetä. 3’-hydroksyylin suojaamista asetaalina on käytetty DNA:n monistamiseen PCR-tekniikalla. 2’- ja 3’-hydroksyylit voidaan suojata myös syklisenä asetaalina. Tätä on käytetty terminaalisen nukleosidin suojaamiseen liuoksessa tapahtuvassa oligonukleotidisynteesissä. Kokeellisessa osassa valmistettiin 5’-O-2-isopropoksipropan-2-yylinä suojattuja 2’-deoksiadenosiinia, -sytidiiniä ja -guanosiinia. Ensin nukleosidien 3’- ja 5’-hydroksyylit suojattiin tert-butyylidimetyylisilyylillä. 5’-O-suojaus poistettiin selektiivisesti fosfomolybdeenihapolla tai trikloorietikkahapolla. Asetaalisuojaryhmä liitettiin vedettömissä olosuhteissa reaktiolla 2-isopropyylioksipropeenin kanssa para-tolueenisulfonihapon katalysoimana. Lopuksi 3’-O-silyyli poistettiin tetrabutyyliammoniumfluoridilla. Silyylin liittäminen oli helppo ja suoraviivainen reaktio, ja lisäksi siinä oli hyvä saanto. Selektiivinen silyylin poisto oli helppo ja kohtalaisen nopea suorittaa, mutta saannot olivat välttäviä. Paremmalle menetelmälle olisikin tarvetta. Asetaalisuojauksen liittäminen oli niin nopea reaktio, että sen kulkua ei voitu seurata. Reaktion tiedettiin jäävän kesken, jos reaktioaika on liian lyhyt tai katalyytin määrä on liian pieni. Toisaalta, liian pitkän reaktioajan tai liian suuren katalyytin määrän tiedettiin hajottavan asetaalin. Reaktioaika pidettiin vakiona ja sopiva katalyytin määrä pyrittiin selvittämään testireaktioilla. Saannot jäivät tyydyttäviksi. Testireaktiot ja vedettömät reaktio-olosuhteet tekivät tästä välivaiheesta hieman muita työläämmän. 3’-O-silyylin poistaminen oli suoraviivainen ja helposti totetutettava reaktio, jossa saannot olivat pääasiassa hyviä. Synteesireitin kokonaissaanto jäi useiden välivaiheiden vuoksi välttäväksi. Tämän synteesireitin saantoa voitaisiin parantaa välivaiheita kehittämällä.
  • Haikal, Rana (Helsingfors universitet, 2015)
    O-Desmethylangolensin (O-DMA) is a product of anaerobic intestinal bacterial metabolism of the isoflavone daidzein, which is found mainly in soy foods. Because of its structural similarity to natural estrogen, it was found to have a strong binding affinity to human estrogen receptor β, thus explaining its anticarcinogenic activity among other biological actions. Because of its biological importance, the main aim of this study is to propose a synthetic route using (R,R)-(-)-Pseudoephedrine as chiral auxiliary to synthesize enantiopure (R)-(-)-O-DMA. Pseudoephedrine has been previously found to be an excellent chiral auxiliary; its amide is stable, easily prepared and its enolate is highly reactive and can undergo many useful transformations including alkylation reactions. 4-Hydroxyphenylacetic acid was used as starting material. Diastereoselective α-methylation of the pseudoephedrine amide was done using LDA in THF with subsequent addition of methyl iodide. The method was found successful; however, the yield (55%) and %ee (4.5%) were low, thus further adjustments are needed.
  • Lagerblom, Kalle (Helsingfors universitet, 2013)
    Tämän Pro gradu –tutkielman kirjallisuuskatsaus käsittelee atsa-Michael-reaktiota, joka on typpinukleofiilin additioreaktio elektroniköyhään kaksoissidokseen. Reaktio on tyypiltään konjugaattiadditio, eli elektrofiilinä toimiva alkeeni on konjugoitunut elektroneja puoleensa vetävään ryhmään kuten karbonyyliin tai nitriiliin. Atsa-Michael-reaktiota käytetään usein synteeseissä, jotka tähtäävät β-aminoituihin karbonyyleihin, alkoholeihin tai aldehydeihin ja reaktio on tällä saralla hyvin merkittävä, sillä se on Mannich-reaktion ohella yleinen tapa tuottaa edellä mainittuja yhdisteitä. Tutkielmassa käsitellään esimerkein reaktion teoriaa ja yleisimmin käytettyjä katalyyttejä. Tutkielman kokeellinen osuus käsittelee selluloosa-akrylaatin synteesiä ja tähän templaattiin suoritettuja atsa-Michael- ja Diels-Alder-reaktioita. Sekä selluloosa-akrylaatin synteesi että jatkoreaktiot tähän templaattiin onnistuivat hyvin.
  • Alasuvanto, Toni (Helsingfors universitet, 2008)
    Denna pro gradu avhandling är en litteraturstudie av intramolekylära aza-Wittigringslutningar vid syntes av sammansmälta kväveheterocykler. I arbetet behandlas material huvudsakligen från 1980 och framöver. Aza-Wittigreaktionen påminner om den analoga Wittigreaktionen. Aza-Wittigreaktioner har nästan uteslutande gjorts mellan karbonylgrupper och iminofosforaner. Reaktionsmekanismen sker enligt en tvåstegsaddition, som inleds av iminokvävets nukleofila attack till karbonylkolet och avslutas av att en zwitterjonisk betain bildar en azoxafosfetanintermediär. Intermediären sönderfaller spontant till en iminoprodukt och fosfinoxid. Reaktionen görs ofta under milda betingelser d.v.s. vid rumstemperatur och dessutom utan dyr arbetsutrustning Ett vanligt sätt att framställa iminofosforanen är från azid genom Staudingerreaktion och ofta kombineras Staudinger- och aza-Wittigreaktionerna så att iminofosforanen inte isoleras före ringslutningen. Alla andra ringslutningsreaktioner än aza-Wittig, såsom elektrocykliska ringslutningar, har uteslutits ur detta arbete. Materialet i litteraturstudien har indelats enligt vilken typ av karbonylgrupp iminofosforanen reagerar med. På så vis åskådliggörs hurudana typiska produktmolekyler som erhållits med ringslutning till en viss typ av karbonylgrupp. Det har visat sig att det är förmånligt om karbonylkolet har elektronunderskott och iminofosforanens kväve har elektronöverskott. Den ringslutande molekylens entropi och närbelägna substituenters elektroniska och steriska natur samt produktmolekylens termodynamiska fördelaktighet inverkar tillsammans på reaktionens gång. Ifall reaktionen förväntas ske långsamt är det bättre att använda sig av alkyliminofosforaner än aryliminofosforaner. Valet av lösningsmedel har nästan uteslutande lämnats oförklarat i de behandlade publikationerna men i de flesta fall har ortoxylen eller toluen varit goda lösningsmedel. Oönskad tetrazolbildning av aziden kan minimeras genom användning av opolärt lösningsmedel. Likaså kan förmånligt placerade kväveskyddsgrupper hindra intramolekylära vätebindningar. På senare tid har aza-Wittigreaktionen allt mera tillämpats vid framställning av farmakologiska produkter, vilket ökat intresset för att framställa stora mängder närbesläktade produktmolekyler. Dylika molekylbibliotek har med fördel framställts i fastfas varvid reningen av produkten underlättats märkbart. Ett nytt område inom aza-Wittigsyntetiken är asymmetriska reaktioner, vilka säkert kommer att få mera uppmärksamhet i framtiden. I denna litteraturstudie framkom det att många av de utförda synteserna på området kunde upprepas med större variation och systematik gällande reagens och reaktionsbetingelser.
  • Krogerus, Sara (Helsingfors universitet, 2016)
    Dehydroabietic acid is a natural diterpene readily available from disproportionated rosin. This natural product has attracted the interest of both the synthetic, medical and pharmacological communities due to the wide variety of important biological activities it exhibits. In search for potent pharmaceutical agents, numerous derivatives of dehydroabietic acid have been designed and synthesized accordingly. One key reaction in such syntheses is the benzylic oxidation of positions 7 and 15 in the dehydroabietane core. The oxidized derivatives act as key intermediates in the synthesis of both natural and unnatural dehydroabietanes and related compounds. In the literature part of this thesis, known methods for the benzylic C–H oxidation of dehydroabietanes are presented. In the majority of these methods noxious Cr(VI) compounds are required which produce large amounts of toxic waste. The growing concern on the environmental impact of chemicals has led to an increasing interest towards developing environmentally friendlier oxidation procedures, using cheap and readily available oxidants. Recently, much research has focused on the development of transition metal free approaches for benzylic C–H oxidation. The topic is also discussed in this thesis. In the experimental part transition metal free methods for the benzylic oxidation of dehydroabietic acid derivatives are investigated. An environmentally friendly procedure using sodium chlorite in the presence of aqueous tert-butyl hydroperoxide is described. This procedure resulted in the formation of several variously oxygenated dehydroabietic derivatives which were characterized by IR, NMR and HRMS spectrometry. A manuscript is being prepared based on some of the results presented in this thesis.
  • Mannisto, Jere (Helsingfors universitet, 2016)
    Litteraturgranskningen i denna pro gradu behandlar oxidation av inerta C-H-bindningar med järnbaserade icke-hemkomplex. Naturligt förekommande enzymers aktiva centrum har använts som inspiration vid utveckling av katalytiska komplex. Forskningsområdet har attraherat stort intresse en längre tid eftersom kemiindustrins utgångsämnen är huvudsakligen ofunktionaliserade kolväten som utvinns ur råolja. Ett stort genombrott gjordes år 2001 då det syntetiserades ett järnkomplex vars katalytiska cykel involverade en metallcentrerad FeV=O-oxidant. Kolväten oxiderades avsevärt effektivare jämfört med tidigare komplex som oxiderade substrat via fria radikaler. Sedan dess har utvecklingen skett snabbt. Det har bevisats att ligandgeometrin påverkar kraftigt den katalytiska aktiviteten. Komplex med cis-α-geometri har den bästa aktiviteten. Oxidationsselektiviteten baserar sig på sterisk växelverkan mellan substrat och ligand, samt elektroniska och stereoelektoniska egenskaper hos substratet. Dessa faktorer kan överskridas om substratet har en dirigerande karboxylsyra. Steriskt hindrade ligander förlänger den katalytiska livstiden och förbättrar oxidationsselektiviteten. Det har nyligen föreslagits en alternativ katalytisk cykel som involverar en FeIV=O-intermediär för komplex med en trigonal bipyramidstruktur. I framtiden kommer det att vara relevant att indela icke-hemkomplex i två olika undergrupper på basen av geometri och oxidationstillståndet av järn. I den experimentella delen presenteras syntesen för nya ligander. Dessa jämfördes med kommersiella ligander vid järnkatalyserad oxidation av etylbensen och cyklohexan. Oxidation av C-H-bindningar skedde enbart i närvaro av järn. Utbytet förbättrades varken av de nya eller kommersiella liganderna. Produktprofilen tydde inte på en metallcentrerad oxidant. Sannolikt bildades det långlivade alkylradikaler såsom i Gif-kemi.
  • Alander, Eeva-Liisa (Helsingfors universitet, 2014)
    Tehdyssä Pro Gradu-tutkielmassa perehdyttiin Brønsted-happamien ioniliuottimien käyttöön happokatalyytteinä synteettisessä kemiassa. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää Brønsted-happoioniliuottimien käyttösovellukset katalyytteinä erityyppisissä orgaanisen kemian reaktioissa ja selvittää niiden happamuudet, happamuuden määritystavat sekä ioniliuottimen rakenteen vaikutus happamuuteen. Brønsted-happoioniliuottimien käyttö katalyytteinä syntetiikassa on ollut viime vuosien aikana kasvavan mielenkiinnon kohde. Tämä johtuu Brønsted-happoioniliuottimien yleisesti hyvästä katalyyttisesta tehokkuudesta, reaktiotuotteiden helposta eristyksestä sekä käytetyn ioniliuottimen kierrätettävyydestä. Yleisimpänä esimerkkinä Brønsted-happoioniliuottimen katalysoimasta orgaanisen kemian reaktiosta ovat erityyppiset esteröintireaktiot, mutta happamia ioniliuottimia voidaan käyttää katalyytteinä myös monissa muissa orgaanisen kemian reaktioissa, kuten Prins-reaktiot, nitrausreaktiot, Diels-Alder-reaktiot sekä monikomponenttireaktiot. Pro Gradun kokeellisessa osuudessa valmistettiin ensin useita erilaisia Brønsted-happoioniliuottimia, jonka jälkeen niiden katalyyttista tehokkuutta testattiin erilaisilla Fischer-esteröintireaktioilla. Parhaiten katalyytteinä toimineet ioniliuottimet valittiin katalysoimaan muutamaa oseltamiviirin synteesissä esiintyvää reaktiota.
  • Uuksulainen, Pasi (Helsingfors universitet, 2013)
    Tutkielma on rakenteeltaan kaksiosainen. Kirjallisuustutkimus on tehty Helsingin yliopistossa ja kokeellinen tutkimus Espanjassa (Universidad Complutense de Madrid). Tästä johtuen ensimmäinen osa on kirjoitettu suomeksi ja toinen osa englanniksi. Kirjallisuuskatsauksessa perehdytään C6-substituoitujen pyrimidiininukleosidien valmistukseen. C6-substituoiduilla pyrimidiininukleosideilla on havaittu olevan monia erilaisia biologisia vaikutuksia. C6-substituoiduista pyrmidiininukleosideista ei ole kovin paljon julkaisuja johtuen synteettisten keinojen vähäisyydestä. C6-substituoituja pyrimidiininukleosideja voidaan valmistaa joko yhdistämällä C6-substituoitu silyloitu emäs ja suojattu sokeri tai muokkaamalla suoraan valmiin nukleosidin C6-asemaa. Happamissa olosuhteissa glykosylaatioreaktiolla valmistettujen C6-substituoitujen pyrimidiininukleosidien saantoa voidaan parantaa käyttämällä Friedel-Crafts-katalyyttejä ja suojaamalla emäksen N3-asema. Glykosylaatioreaktiolla valmistettujen pyrimidiininukleosidien C6-asemassa olevat substituentit ovat yleensä pieniä ryhmiä. Valmiin pyrimidiininukleosidin C6-aseman muokkaukseen on useita keinoja, joista palladiumkatalyytit tarjoavat yhden tehokkaimmista keinoista liittää esimerkiksi aryyliryhmiä C6-asemaan. Muokkaamalla valmista nukleosidia vältetään myös glykosylaatioreaktiossa syntyvien N3-isomeerien muodostuminen. Joidenkin substituenttien kohdalla havaittiin N-glykosidisidoksen hajoamista. Kokeellisen tutkimuksen tavoitteena oli valmistaa uusia asymmetrisessä katalyysissä käytettäviä kiraalisia kamferijohdannaisia ligandeja. Kahden kamferijohdannaisen ligandin valmistuksessa saatiin valmistettua lupaavia välituotteita. Kolme polyhydroksyloitunutta norbornaani- johdannaista eivät toimineet kiraalisina ligandeina vaan tuottivat raseemisen seoksen.
  • Koskinen, Outi (Helsingin yliopisto, 2017)
    Lignin (wood in Latin) is a natural amorphous, aromatic polymer that acts as the essential glue and support that gives vascular plants their structural rigidity and colour. It is found mostly between but also within the plant cells and in the cell walls. Lignin consists of p-coumaryl (almost exclusively in grasses), coniferyl (common in softwoods) and sinapyl alcohol (common in hardwoods) monomers that form dimers with different linkage types depending on the types of monomer radicals combined together. As the result of lignin biosynthesis is a complex aromatic network where the β – aryl ether (β-O-4) linkage type is the most abundant one between monomer units. Within each type there is a lot of variation: lignins differ from species to species, and from one tissue to the next in the same plant--even within different parts of the same cell. Pulping industry separates lignin from biomass and the lignin waste is combusted on-site as energy for steam generation. Lignin is however potentially a renewable source of aromatic platform compounds that are important in other fields of industry. Many of these platform chemicals are currently obtained from fossil fuel sources. Hence there is an environmentally friendly need to develop efficient methods to convert lignin into high-value products. Rigid molecular structure of lignin and the abundant amount of hydrogen bonds in it makes it highly recalcitrant towards conventional solvents and mild reaction conditions. In addition a considerable sulfur content from the pulping processes establishes a catalyst poison. Thus the processing methods for lignin valorization need to be optimized with proper reaction conditions and effective catalysts while keeping the costs as reasonable as possible. This thesis is divided into literature and experimental sections. The literature section discusses about the chemical structure and biosynthesis of lignin, industrial view of lignin and a short review of recently examined studies of processing methods on lignin concentrating on hydrogen-dependent methods and ionic liquids as the hydrogen source. The experimental section concentrates on a novel ionic liquid in the studies with hydrogenation and hydrogen lysis of aileron, a widely used lignin model compound.