I. Synthetic Methods of Nitrile Oxides and Their Synthetic Applications; Nitrile oxides could be conveniently prepared from aldoximes utilizing 1-chlorobenzotriazole in dichloromethane.
The reaction and work-up procedures are simple and the isolated yields high. The reaction of hydroximoyl chlorides with molecular sieves, irrespective of their pore sizes, proceeded very slowly and cleanly to the corresponding nitrile oxides, which subsequently reacted with dipolarophiles to give isoxazolines in good to excellent yields.
Some nitrile oxides were generated from hydroximoyl chlorides by alkali metal fluoride in the presence of methyl acrylates to give isoxazoline derivatives in good yields.
Thirteen 4-acylisoxazole-5-carboxylate derivatives were prepared in moderate to high yields via the cycloaddition reaction of nitrile oxides with β-acylpyruvates. β-Acylpyruvates, unlikely ordinary β-diketones, showed high dipolarophilic reactivity toward nitrile oxides in the absence of base.
Reactivity of nitrile oxides toward the 5,6-double bond of uracil and cytosine nucleosides was studied. 1,3-Diolar cycloaddition reaction product, dihydroisoxazolopyrimidine derivative, was obtained as the first product. In cytosine nucleosides these dihydroisoxazolopyrimidine derivatives were stable to isolate, whereas, for uracil nucleosides, we could isolate the ring-opened 5-aroylpyrimidine nucleoside oxime derivatives.
The reactivith of dihydrofuranose moiety in the unsaturated nucleoside derivatives such as 2',3'-didehydro-2',3'-dideoxythymidine(d4T) toward less stable nitrile oxides were so low that we could not obtained the desired products. With stable nitrile oxides, however, we could obtain the 1,3-dipolar cycloaddition reaction products in good yields.
Hydrogen bonding effect in nitrile oxides plays an important role in the regio-and stereochemistry. We have observed that the hydrogen bonding effect could control the regiochemistry in the reaction of nitrile oxides with 1,5-hexadiene-3-ol.
Asymmetric induction using chiral auxiliary in nitrile oxide chemistry to obtain chiral isoxazoline derivatives is highlightened in recent years. Chiral auxiliaries based on nucleosides furnished a slight asymmetric induction.
II. Regeneration of Carbonyl Compounds from Their Oxime or Hydrazone Derivatives; Certain dicarbonyl compounds such as trifluoromethylated β-diketones, β-acylpyruvates, and α-diketones could be used conveniently in the regeneration of carbonyl compounds from their nitrogeneous derivatives. All dicarbonyl compounds are activated with electron withdrawing trifluoromethyl group, another carbonyl group, of ester group. Thus, the hydroxylamine, hydrazine, and N,N-dimethylhydrazine which were liberated from the equilibrium, react with the dicarbonyl compounds easily. The side products thus formed from the reaction are stable heterocyclic molecules or stabilized compounds by intramolecular hydrogen bonding, so the equilibrium in the reaction could be shifted toward completion in short time with some excess of the dicarbonyl compounds.
PARTI. 세 가지의 새로운 니트릴옥사이드의 합성 방법이 개발되었다. 니트릴옥사이드는 1-클로로벤조트리아졸을 이용하여 알독심으로 부터 쉽게 제조할 수 있었다. 반응과 분리과정 모두 간단하며 수율 또한 높다. 다른 두 가지의 방법은 분자체나 알칼리 금속 플로라이드를 사용하는 것이다. 히드록시모일클로라이드를 친쌍극자체가 존재하는 곳에서 분자체나 알칼리 금속 플로라이드와 작용시키면 니트릴옥사이드를 통하여 원하는 쌍극성 고리화 첨가 반응을 시킬 수 있다. 특히, 반응 중에 니트릴옥사이드의 농도가 낮은 상태를 유지하므로 퓨록산과 같은 부산물의 오염을 극소화시킬 수 있다.
우리는 여러가지 반응성이 떨어지는 친쌍극자체에 대한 니트릴옥사이드의 반응을 조사하였다. β-아실피루베이트는 보통의 β-디케톤류 보다 니트릴옥사이드에 대하여 큰 반응성을 보였다. 그래서 우리는 염기가 없는 조건 아래서 β-아실피루베이트와 니트릴옥사이드의 반응으로 부터 새로운 이속사졸 유도체들을 합성할수 있었다.
피리미딘 뉴클레오시드의 5,6-이중 결합에 대한 반응성도 연구 하였다. 우라실과 시토신 유도체들은 대부분의 경우에 있어서는 비슷한 반응성을 보이나 니트릴옥사이드에 대한 반응성은 현저하게 달랐다. 즉 시토신 뉴클레오시드와 니트릴옥사이드의 반응으로는 통상적인 고리화 첨가 반응 화합물을 높은 수율로 얻을 수 있었다. 그러나 우라실 뉴클레오시드의 경우에는 우선 생성된 고리화 첨가 반응 화합물이 개환되어 얻어진 옥심 유도체를 얻을 수 있었다. 또한 당 부분에 불포화 결합을 갖고 있는 뉴클레오시드의 2'- 과 3'- 위치를 동시에 변화시키는 것도 가능하였다.
PARTII. 트리플루오로메틸기가 붙은 β-디케톤류, β-아실 피루베이트류, 그리고 α-디케톤류 등과 같은 여러가지 종류의 디카르보닐 화합물들은 옥심, 히드라존, N,N-디메틸 히드라존등과 같은 질소함유 화합물로 부터 카르보닐 화합물을 재생시키는 반응에 유용하게 쓰여질 수 있다. 사용한 디카르보닐화합물들은 모두 트리플루오로메틸기, 다른 카르보닐기, 혹은 에스테르기와 같은 전자 끌개 치환체에 의하여 반응성이 증대되어 있다. 따라서 평형 반응 조건으로 부터 해리된 히드록실아민, 히드라진, 그리고 N,N-디메틸 히드라진 등이 사용된 디카르보닐 화합물과 쉽게 반응할 수 있었다. 무엇보다도 반응후 생성되는 디카르보닐 화합물의 부산물들은 안정한 헤테로고리이기 때문에 반응에서 평형이 반응물 쪽으로만 진행되어 짧은 시간에 반응이 완결될 수 있었다.
