Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen
Academiejaar 2013 – 2014
Castor olie gebaseerde fosfaatderivaten als synthetische
fosfolipiden
Jan-Klaas Blomme
Promotor: Prof. dr. ir. Christian Stevens
Tutor: Ir. Elisabeth Delbeke
Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en
bioprocestechnologie
Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen
Academiejaar 2013 – 2014
Castor olie gebaseerde fosfaatderivaten als synthetische
fosfolipiden
Jan-Klaas Blomme
Promotor: Prof. dr. ir. Christian Stevens
Tutor: Ir. Elisabeth Delbeke
Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en
bioprocestechnologie
Deze masterproef bevat vertrouwelijke informatie en vertrouwelijke onderzoeksresultaten die
toebehoren aan de UGent. De inhoud van de masterproef mag onder geen enkele manier publiek
gemaakt worden, noch geheel noch gedeeltelijk zonder de uitdrukkelijke schriftelijke
voorafgaandelijke toestemming van de UGent. Zo mag het eindwerk onder meer onder geen beding
door derden worden ingekeken of aan derden worden meegedeeld, is het nemen van kopieën of het
op eender welke wijze dupliceren van het eindwerk verboden. Het niet respecteren van de
confidentiële aard van het eindwerk veroorzaakt onherstelbare schade aan de UGent. Ingeval een
geschil zou ontstaan in het kader van deze verklaring, zijn de rechtbanken van het arrondissement
Gent uitsluitend bevoegd daarvan kennis te nemen.
CONFIDENTIALITY
NOTICE
–
IMPORTANT
–
PLEASE
READ
FIRST
This document contains confidential information proprietary to the Universiteit Gent. It is therefore
strictly forbidden to publish, cite or make public in any way this document or any part thereof
without the express written permission by the Universiteit Gent. Under no circumstance this
document may be communicated to or put at the disposal of third parties; photocopying or
duplicating it in any other way is strictly prohibited. Disregarding the confidential nature of this
document may cause irremediable damage to the Universiteit Gent.
Gent, juni 2014
De promotor,
Prof. dr. ir. C. Stevens
De auteur,
Jan-Klaas Blomme
Voorwoord
Wanneer ik terugkijk op de voorbije 5 jaar lijken die voorbij gevlogen. Ik kan mij de eerste dag op
onze faculteit, waar ik toekwam zonder iemand te kennen en niet wetende wat mij te wachten
stond, nog levendig voorstellen. En nu, 5 jaar later, lopen de laatste weken op het Boerekot stilaan
op zijn einde. De voorbije 5 jaar heb ik mij zeer hard geamuseerd, ik mag wel zeggen dat ik van mijn
studententijd genoten heb. Deze periodes van plezier en amusement werden natuurlijk afgewisseld
met periodes van ernst en studie. Toch kan ik stellen dat mijn studententijd tot nu toe zeker de
mooiste periode van mijn leven was. Ook heb ik in deze periode veel mensen leren kennen
waaronder vrienden voor het leven.
Het laatste jaar was een vrij druk jaar, de thesis zorgde immers voor een vrij intensieve afsluiter van
mijn studententijd. Gedurende dit jaar zijn er zowel momenten van blijdschap geweest afgewisseld
met momenten van frustratie. Het belangrijkste wat ik geleerd heb dit jaar is het feit dat geen
resultaat ook een resultaat is en dat volhouden telt.
Gelukkig waren er steeds mensen waar ik kon op rekenen en terecht kon met problemen. Als eerste
zou ik professor Stevens, mijn promotor, willen bedanken om mij de kans te bieden mijn thesis
binnen zijn onderzoeksgroep te laten uitvoeren. Het is bewonderenswaardig hoe gedreven u bent in
alle onderzoeken die gevoerd worden aan onze vakgroep. Bedankt voor alle goed raad en voor alle
kennis die ik van u heb opgedaan de afgelopen jaren.
Grote dank ben ik verschuldigd aan Elisabeth, mijn begeleidster. Ik kan wel stellen dat ik één van de
beste begeleidsters getroffen heb die ik mij kon inbeelden, niet enkel op wetenschappelijk vlak maar
ook op menselijk vlak. Ik kreeg de nodige vrijheid om zelf dingen te ontdekken en uit te proberen,
maar steeds kon ik bij jou terecht voor raad en daad hoewel je het zeer druk had met de andere
thesisstudenten en je eigen projecten. Bedankt voor het geduld gedurende het jaar, het
beantwoorden van mijn vele vragen en het keer op keer verbeteren van mijn soms wat te
uitgebreide teksten. Ik heb dit thesisjaar enorm veel tips gekregen die mij later zeker nog van pas
zullen komen. Een zeer dikke merci!!!! Ook een woord van dank aan de andere doctoraatsstudenten
in het labo die steeds klaar stonden om vragen te beantwoorden en te helpen wanneer Elisabeth
even niet bereikbaar was.
Daarnaast mag ik zeker de andere thesisstudenten niet vergeten. We waren één grote bende
vrienden en jullie aanwezigheid fleurden de dagen in het labo op. Het was leuk om tijdens de
experimenten door te kunnen babbelen over de gewone dingen des levens en plezier te maken. Ook
de middag- en namiddagpauzes waren steeds momenten waar ik naar uit keek. In het bijzonder een
bedanking voor de ‘Ladies’ en Jeroen van mijn bank die het een volledig jaar hebben uitgehouden
met mijn gezever en beperkt zangtalent.
Ook bedankt aan al mijn vrienden die mij de voorbije jaren gesteund hebben. Steeds kon ik bij jullie
terecht. Bedankt voor de leuke momenten, wilde feestjes en unieke ervaringen die wij de afgelopen
jaren samen hebben meegemaakt. Ook wil ik de mensen van de roeiclub bedanken. De combinatie
roeien en thesis was niet altijd eenvoudig maar het was het meer dan waard.
Dan ben ik bij de mensen gekomen die de grootste bedanking verdienen na vijf jaar studeren, of
beter, na de voorbije 23 jaar. Zonder mijn ouders stond ik nergens. Ma en pa, bedankt voor de kans
die jullie mij geboden hebben om mijn studies aan te vatten. Bedankt voor de mogelijkheden die
jullie mij elke dag opnieuw geven en gegeven hebben en voor jullie steun in alles wat ik doe. Er
bestaat niets dat voldoende is om jullie ooit terug te geven wat jullie mij gegeven hebben. Bedankt
om mij te vormen tot wie ik nu ben. Bedankt!! Ook mijn broer en zus wil ik graag bedanken voor hun
steun de voorbije vijf jaar.
Als laatste wil ik zeker mijn vriendin, Valerie, bedanken. Je was er steeds voor mij met een luisterend
oor en als ik bij jou was kon ik mijn thesis meteen vergeten. Bedankt voor de leuke momenten en
toffe ontspanningen tijdens het thesissen door. Jij bent het beste resultaat dat ik dit jaar bereikt
hebt.
-Every great story on the planet happened because someone decided not to give up-
Inhoudsopgave
I. Situering ...........................................................................................................................................1
II. Doel ...................................................................................................................................................3
III. Literatuurstudie: Synthese van fosfatidylcholine en -ethanolamine ................4
III.1 Naamgeving ..................................................................................................................................5
III.2 Voorkomen en biologische eigenschappen .................................................................................5
III.3 Toepassingen ................................................................................................................................7
III.4 Synthese van fosfatidylethanolamines en fosfatidylcholines ......................................................8
III.4.1 Semisynthese .........................................................................................................................8
III.4.2 Volledig chemische synthese .................................................................................................9
III.4.2.1 Synthese van diacylglycerolderivaten ............................................................................9
III.4.2.2 Fosforylering van het glycerolderivaat en synthese van de specifieke hoofdgroep ... 17
III.4.2.3 Gecombineerde synthese en fosforylering van glycerolderivaten.............................. 23
IV. Bespreking van de resultaten ........................................................................................... 25
IV.1 Acyloïnecondensatie ................................................................................................................. 25
IV.1.1 Acyloïnecondensatie van methylundecanoaat ................................................................... 25
IV.1.2 Acyloïnecondensatie van methyl-10-undecenoaat ............................................................ 26
IV.1.3 Acyloïnecondensatie van biodiesel ..................................................................................... 28
IV.1.4 Ozonolyse van methyloleaat ............................................................................................... 30
IV.2 Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne ................................................................ 32
IV.2.1 Koppeling van 10-undecenoïne met dialkylchloorfosfaten ................................................ 32
IV.2.1.1 Synthese van dialkylchloorfosfaten ............................................................................ 33
IV.2.1.2 Koppeling van 10-undecenoïne met de dialkylchloorfosfaten ................................... 37
IV.2.2 Vorming van dialkylfosfaatderivaten van 10-undecenoïne via het dichloorfosfaat
intermediair .............................................................................................................................. 40
i
V. Experimenteel deel................................................................................................................. 44
V.1 Materiaal en methoden ............................................................................................................. 44
V.1.1 Dunne laag chromatografie ................................................................................................. 44
V.1.2 Kolomchromatografie .......................................................................................................... 44
V.1.3 Automatische kolomchromatografie ................................................................................... 44
V.1.4 Vloeistofchromatografie ...................................................................................................... 44
V.1.5 Massaspectrometrie ............................................................................................................ 45
V.1.6 Hoge resolutie massaspectrometrie .................................................................................... 45
V.1.7 NMR-spectrometrie ............................................................................................................. 45
V.1.8 Infraroodspectrometrie ....................................................................................................... 45
V.1.9 Sonicator .............................................................................................................................. 45
V.1.10 hydrogenatie ...................................................................................................................... 46
V.1.11 Ozonolyse ........................................................................................................................... 46
V.1.12 Droge solventen en reagentia............................................................................................ 46
V.1.13 Apparatuur ......................................................................................................................... 46
V.2 Beschrijving van de experimenten en productkarakterisaties .................................................. 47
V.2.1 Acyloïnecondensatie van methyl-10-undecenoaat tot 10-undecenoïne ............................ 47
V.2.2 Fosforylering van 10-undecenoïne met dihexylchloorfosfaat ............................................. 48
V.2.2.1 Vorming van dihexylfosfiet .......................................................................................... 48
V.2.2.2 Vorming van dihexylchloorfosfaat ............................................................................... 48
V.2.2.3 Vorming van dihexylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne .......................................... 49
V.2.3 Fosforylering van 10-undecenoïne met diëthylchloorfosfaat ............................................. 50
V.2.4 Fosforylering van 10-undecenoïne met difenylchloorfosfaat.............................................. 50
VI. Besluit en perspectieven .................................................................................................... 52
VII. Lijst van figuren en tabellen ............................................................................................ 59
VIII. Bibliografische referentie ................................................................................................ 62
ii
Lijst van afkortingen
Afkorting
ATR
Betekenis
Attenuated Total Reflectance
BnCl
Benzylchloride
Boc
Butyldicarbonaat
DCC
Dichyclohexylcarodiimide
DMAP
4-(dimethylamino)pyridine
DMP
2,2-dimethoxypropaan
DMPD
2,2-dimethyl-1,3-propaandiol
EA
Ethylacetaat
IR
Infrarood
HRMS
High Resolution Mass Spectrometry
Kt
kamertemperatuur
LAH
Lithiumaluminiumhydride
LC
Liquid Chromatography
mCPBA
metachloorperbenzoëzuur
MS
Mass Spectrometry
NMR
Nuclear Magnetic Resonance
PE
Petroleum ether
pxOH
9-fenylxanteen-9-ol
sn
Stereospecific numbering
TBDMS
Tert-butyldimethylsylil
TFA
Trifluoroazijnzuur
THF
Tetrahydrofuran
TLC
Thin Layer Chromatography
TPSCl
2,4,6-triisopropylbenzeensulfonylchloride
TritCl
Tritylchloride
UZ
10-undeceenzuur

Reflux
iii
I.
Situering
De transitie naar een biogebaseerde economie is een thema waaraan tegenwoordig veel aandacht
wordt besteed. De uitputting van fossiele brandstoffen en de effecten van klimaatsverandering
beginnen immers door te wegen. Dit zorgt voor een impuls die leidt tot de ontwikkeling van
duurzame en biogebaseerde brandstoffen en chemicaliën als alternatief voor hun fossiele
tegenhangers. Tegenwoordig bestaan echter nog maar een aantal duurzamere alternatieven voor de
hedendaags gebruikte chemicaliën die gebaseerd zijn op fossiele grondstoffen. Het is daarom van
groot belang aandacht te besteden aan de ontwikkeling van nieuwe syntheseroutes voor
biogebaseerde chemicaliën en hieruit afgeleide materialen.1 Het is namelijk bewezen dat over de
gehele levenscyclus van een product de hernieuwbaarheid van de grondstof een grote invloed heeft
op de totale milieu-impact van dit product.2
Castor olie is een uitstekend voorbeeld van een grondstof voor de productie van hernieuwbare
biogebaseerde chemicaliën. Door de aanwezigheid van ondermeer ricine en ricinine is Castor olie
niet eetbaar en kan het niet gebruikt worden als voedingsgewas. Castor olie wordt geëxtraheerd uit
de zaden van Ricinus communis (Euphorbiaceae) (Figuur 1). De productie van Castor olie bedraagt
jaarlijks 700 000 ton en de belangrijkste producenten zijn India, China en Brazilië.3 Dat de productie
van castor olie onlangs opnieuw een boost kreeg, blijkt uit de opstart van een reeks nieuwe bedrijven
voor de productie van Castor olie gebaseerde chemicaliën.3
Figuur 1. Ricinus Communis met zijn zaden
Ruwe castor olie kent reeds enkele toepassingen in smeermiddelen, polyurethaanpolymeren,
farmaceutica, cosmetica, zepen, inkt, verf etc.4 De unieke vetzuursamenstelling van Castor olie zorgt
echter nog voor meerdere specifieke toepassingen in de chemische synthese. Castor olie bestaat
immers voor 90% uit ricinoleïnezuur 1 (Figuur 2), een natuurlijk voorkomend mono-onverzadigd
vetzuur bestaande uit 18 koolstofatomen met een hydroxylfunctie op positie 12 en een
onverzadigdheid op positie 9.
I.Situering
1
O
OH
OH
1
Figuur 2. Ricinoleïnezuur
Door pyrolyse en hierop volgende hydrolyse van ricinoleïnezuur methylester 2 bekomen uit castor
olie, wordt 10-undecenoïnezuur (UZ) 5 gevormd via een Mclafferty type omlegging (Figuur 3).5 UZ is
een onnatuurlijk vetzuur dat door de aanwezigheid van twee functionele groepen en een oneven
aantal koolstofatomen een interessante hernieuwbare platform molecule vormt. UZ vertoont
ondermeer antivirale, insecticidale en antifungale activiteit. Verder blijkt UZ een waardevolle
precursor te zijn voor de synthese van antitumor componenten en antibiotica. Ook wordt UZ
gebruikt
als
startmateriaal
voor
de
productie
ω-aminoundecenoïnzuur, een afgeleide van UZ.
( )4
400°C
anaeroob
O
O
H
( )7
2
OMe
van
Nylon
11
vertrekkende
uit
6
O
O
H +
( )5
3
( )8
O
H2O
OMe
4
( )8
OH
5
5
Figuur 3. Mclafferty type omlegging met vorming van 10-undeceenzuur.
Een overzicht van de chemicaliën gesynthetiseerd uit UZ wordt gegeven in het artikel van Van der
Steen en Stevens (2009).5 Uit UZ kan via een reductieve natrium gebaseerde koppeling van
methylester 4 het C22-acyloïne, 10-undecenoïne 6, gevormd worden (Figuur 4). Dit 10-undecenoïne is
het centrale vertrekpunt van het doctoraatsonderzoek van dr. ir. Marijke Van der Steen (SynBioc
onderzoeksgroep, Vakgroep Duurzame Organische Chemie en Technologie, Universiteit Gent).1 Dit
10-undecenoïne 6 combineert de terminale onverzadigdheden met een interne hydroxyketoneenheid wat de mogelijkheid biedt tot verschillende functionalisaties en derivatisaties. Ondermeer
de synthese van het fysiologisch actieve Tyromicine A uit 10-undecenoïne 6 is een resultaat van dit
onderzoek.6 Verder werd een reactiviteitsstudie uitgevoerd waarbij verschillende elektrofielen en
alkyleringsagentia geëvalueerd werden voor de koppeling met 10-undecenoïne 6. De vorming van
nieuwe urethanen op basis van 10-undecenoïne 6 is hier een voorbeeld van.7
O
OH
6
Figuur 4. 10-undecenoïne.
2
I.Situering
II.
Doel
Het doel van deze Masterproef kan opsplitst worden in twee grote delen. In een eerste deel wordt
de optimalisatie van de reeds ontwikkelde acyloïnecondensatie beoogd voor de vorming van
10-undecenoïne 6 (Figuur 5). Hierbij zal het gebruik van sonicatie geëvalueerd worden. Er wordt
vermoed dat natrium hierdoor fijner gedispergeerd zal worden wat de reactie positief kan
beïnvloeden. Tevens zal de acyloïnecondensatie van biodiesel geoptimaliseerd worden. Biodiesel is
immers een mengsel van langketen vetzuur methylesters waardoor een groot scala aan acyloïnes kan
bekomen worden.
O
O
1.98 eq Na
OMe
Tolueen
, 4h
86%
4
OH
6
Figuur 5. Acyloïnecondensatie van 10-undecenoïne.
In een tweede deel van deze Masterproef zal de synthese van fosfaatderivaten 7 uit
10-undecenoïne 6 geëvalueerd worden (Figuur 6). Deze verbindingen genieten interesse naar
aanleiding van hun analogie met natuurlijke fosfolipiden. Deze synthetische fosfolipiden hebben een
potentiële toepassing in de geneeskunde voor targeted-drug-delivery.
O
O
( )8
( )8
( )8
OH
6
( )8
O
O
P
RO
OR
7
Figuur 6. Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne.
Er zal een bibliotheek van fosfaatderivaten 7 aangelegd worden met een variërende lengte van de
alkylgroep (R). Daarnaast zullen ook fosfaatderivaten gevormd worden die in een verder stadium
omgezet kunnen worden tot derivaten met een geladen hoofdgroep. Hierbij wordt in de eerste
plaats gefocust op de synthese van fosfatidylcholine en fosfatidylethanolamine analogen.
II.Doel
3
III. Literatuurstudie: Synthese van fosfatidylcholine
en -ethanolamine
Fosfolipiden werden voor het eerst geïsoleerd door Theodore-Nicolas Gobley in 1846 uit de
eierdooier van een kip na ontwatering en extractie met kokende ether. Dit leverde een zachte,
viskeuze substantie die na verbranding ondermeer fosfoglyceridezuur en verschillende vetzuren
opleverde. Gobley gaf deze viskeuze substantie de naam lecithine, afgeleid van het Griekse ‘lekithos’
wat eierdooier betekent. Na onderzoek van het hersenweefsel van verschillende diersoorten bleek
deze viskeuze substantie hier eveneens aanwezig te zijn. Uit verder onderzoek bleek dat lecithine ook
in andere weefsels te vinden was.8
Fosfolipiden zijn complexe vetten die één of meerdere fosfaatgroepen bevatten. Het zijn bipolaire,
amfifiele structuren met een fosfatidezuurester als hydrofiele kop en vetzuurketens als hydrofobe
staart.9 De balans tussen deze hydrofiele en hydrofobe regio’s bepaalt de fysische eigenschappen van
het fosfolipide in een waterige omgeving.10 Door dit amfifiel karakter kunnen de fosfolipiden
aggregeren tot micellen of dubbellaagstructuren.9 De verschillende fosfolipiden variëren in de
samenstelling van de kop alsook in de lengte en verzadigingsgraad van de vetzuurketens.11 Door deze
variatie bestaan er veel verschillende fosfolipidenspecies.12
Binnen
de
fosfolipiden
worden
er
drie
hoofdklassen
onderscheiden,
namelijk
de
glycerofosfofolipiden 8, de etherfosfolipiden 9 en de sfingofosfolipiden 10 (Figuur 7).9 De
glycerofosfolipiden komen in de natuur het meest voor. Ze bevatten een glycerolgroep en worden
naargelang de samenstelling van de hydrofiele kop onderverdeeld in fosfatidylcholines 8b,
fosfatidylethanolamines 8c, fosfatidylserines 8d, fosfatidylglycerolen 8e en fosfatidylinositolen 8f.
Ook de etherfosfolipiden bevatten een glycerolgroep. In tegenstelling tot de glycerofosfolipiden is
deze echter niet via een esterbinding maar via een etherbinding verbonden met de vetzuurketens.
De sfingofosfolipiden zijn tenslotte opgebouwd uit sfingosine waarbij de hydrofiele kop ondermeer
choline of ethanolamine kan bevatten.13 In deze literatuurstudie wordt de nadruk gelegd op de
fosfatidylcholines en fosfatidylethanolamines.
4
III.Literatuurstudie
O
R1
O
R2
O
OR3
P
O
OH
O
O
OR3
P
O
OH
R1O
R2O
8a) fosfatidezuur:
R3 =
8b) fosfatidylcholine:
R3 =
8c) fosfatidylethanolamine:
R3 =
8d) fosfatidylserine:
R3 =
8e) fosfatidylglycerol:
R3 =
8f) fosfatidylinositol
R3 =
H
N
9
O
8
O
R4
O
O
P
OR5
HO
10
NH3
COO
NH
( )11
NH3
OH
OH
HO
HO
OH
OH
OH
13
Figuur 7. Structuur van de fosfolipiden.
III.1 Naamgeving
Glycerofosfolipiden zijn opgebouwd uit glycerol (vide supra). Glycerol op zich heeft een
symmetrische structuur, maar glycerolderivaat 11 wordt chiraal wanneer de substituenten R1 en R3
verschillend zijn (Figuur 8). Hierdoor wordt voor de naamgeving van de
glycerofosfolipiden gebruik gemaakt van de stereospecific numbering waarbij de
positie van de verschillende substituenten exact gedefinieerd wordt. Dit is
aangegeven bij glycerolderivaat 11, groep R1 bevindt zich op de sn-1-positie,
groep R2 op de sn-2-positie en groep R3 op de sn-3-positie.14
Figuur 8.
Glycerolderivaat
Bij de natuurlijke glycerofosfolipiden komt de fosfaatgroep bijna steeds op de sn-3 positie voor, met
uitzondering van enkele vetten die meer dan één glycerolgroep bevatten (fosfatidylglycerolen) en
vetten van de archaea bacteriën. Acylering en alkylering van de glycerolstructuur vindt daarom
hoofdzakelijk op de sn-1 en sn-2 positie plaats.15,16 Wanneer een substituent ontbreekt aan één van
de hydroxylgroepen van de glycerofosfolipiden wordt het voorvoegsel lyso gebruikt.15
Ondanks het bestaan van deze ‘stereospecific numbering’ wordt toch voornamelijk de triviale
naamgeving gebruikt voor de verschillende fosfolipiden. Zo staat fosfatidylcholine 8b voor
1,2-O-diacyl-sn-glycero-3-fosfocholine en fosfatidylethanolamine 8c voor 1,2-O-diacyl-sn-glycero-3fosfoethanolamine.13 Deze naamgeving is stereospecifiek want inversie op het stereospecifieke
C2-atoom zal aanleiding geven tot omwisseling van positie 1 en 3.14
III.2 Voorkomen en biologische eigenschappen
Fosfolipiden komen voor in verschillende natuurlijke bronnen. In de eerste plaats maken ze deel uit
van alle menselijke en dierlijke weefsels waarbij de grootste concentraties terug te vinden zijn in de
III.Literatuurstudie
5
hersenen, het ruggenmerg en verschillende organen. Daarnaast komen fosfolipiden voor in melk,
eieren, planten en microbieel leven.9,13
Fosfolipiden zijn samen met proteïnen de belangrijkste structurele componenten van vrijwel alle
types celmembranen. Door hun amfifiele eigenschappen zullen fosfolipiden zich in een waterige
omgeving immers assembleren tot een vloeibaar dubbellaagmembraan. De hydrofiele koppen
richten zich naar buiten als contactoppervlak met de waterige omgeving terwijl de hydrofobe
staarten zich naar elkaar zullen richten waarbij een afgesloten hydrofobe omgeving gevormd wordt
(Figuur 9).17,18 Door deze eigenschap hebben ze ondermeer een sterke invloed op de
membraanpermeabiliteit,
de
vervormbaarheid
van
membranen,
membraaninteracties
en
membraanstabiliteit. De fosfolipiden zijn niet enkel bepalend voor de structuur maar ook voor de
functie van de celmembraan.12 De hydrofiele fosfaatgroep kan immers interageren met hydrofiele
moleculen terwijl hydrofobe substanties zoals hormonen door de hydrofobe dubbellaag kunnen
diffunderen.9
Waterige omgeving
Hydrofiele
zone
Hydrofobe
zone
Waterige omgeving
Figuur 9. Dubbellaagmembraan.
Een variatie in de fosfolipidensamenstelling van de membraan kan hierdoor zowel een verandering in
structuur als biologische functie veroorzaken. Dit heeft op zijn beurt een invloed op verschillende
cellulaire processen.12 Dierlijk en plantaardig weefsel bestaan meestal uit een mengsel van
verschillende types fosfolipiden. De belangrijkste fosfolipiden in celmembranen zijn de
fosfatidylcholines. In dierlijk en plantaardig weefsel maken zij in vele gevallen tot 50% van de
aanwezige fosfolipiden uit. Zij zijn tevens de belangrijkste component van lecithine en vormen de
meest voorkomende lipoproteïnen in het bloed. Als precursor van de neurotransmitter acetylcholine
spelen de fosfatidylcholines een belangrijke rol bij de signaaloverdracht en dus ook bij het ontstaan
van bepaalde neurologische ziektes zoals de ziekte van Alzheimer.13 Dit is de meest voorkomende
vorm van dementie die gepaard gaat met een sterke afname van de cognitieve vaardigheden. Een
beperkte biosynthese van acetylcholine ligt waarschijnlijk aan de oorzaak van deze ziekte. Artificiële
fosfatidylcholines kunnen in dit geval nuttige precursoren zijn voor de aanmaak van extra
acetylcholine. Verschillende klinische studies hebben reeds de therapeutische bruikbaarheid en
6
III.Literatuurstudie
efficiëntie
van
L-α-glycerofosforylcholine
aangetoond
voor
verschillende
cebrovasculaire
aandoeningen, ouderdomsdementie en verbetering van de niet-REM slaap.19
Fosfatidylethanolamines komen in dierlijke en plantaardige vetten op de tweede plaats. Bij de
opbouw van de bacteriële membranen vormen zij echter de hoofdbouwstenen. Door de
aanwezigheid van een kleinere hoofdgroep die pH-afhankelijk is, gedragen fosfatidylethanolamines
zich verschillend van de fosfatidylcholines.13
Bij de lysofosfolipiden zorgt de aanwezigheid van een vrije hydroxylgroep voor een verstoring in de
hydrofobe en hydrofiele verdeling van het fosfolipide. Hierdoor zijn zij onder normale
omstandigheden niet in staat vlakke dubbellagen te vormen. Ze spelen echter een belangrijke rol
binnen de celmembranen en zijn tevens gekend voor hun selectieve cytotoxiciteit doordat cellen
soms de enzymen ontbreken voor de afbraak van deze lysofosfolipiden.20
Etherfosfolipiden zijn fosfolipiden die in plaats van twee acylketens één of twee alkylketens bevatten.
Ondermeer verschillende ether analoga van de fosfatidylcholines zijn van belang. De meest
belangrijke zijn de 1-O-alkyl-2-O-acyl-sn-glycero-3-fosfocholines en –ethanolamines waarvan
bepaalde derivaten een rol spelen als platelet activating factor. Platelet activating factors zijn
biologisch belangrijke fosfolipiden die dienst doen als signaalmoleculen. Ze komen ondermeer tussen
bij de activatie en regeling van de activiteit van de witte bloedcellen en regeling van de vasculaire
permeabiliteit. Ook de plasmalogenen, waarvan de functie nog niet volledig is opgehelderd maar die
veelvuldig voorkomen in dierlijke weefsels, zijn voornamelijk 1-O-alkyl-2-O-acyl-sn-glycero-3fosfocholines en –ethanolamines. De 1,2-O-dialkyl-sn-glycero-3-fosfocholines en –ethanolamines
komen beperkt voor in natuur en van het bestaan van 1-O-acyl-2-O-alkyl-sn-glycero-3-fosfocholines
en –ethanolamines is nog zeer weinig gekend. Hierdoor is de synthese van deze componenten van
groot belang om hun effect op membraanstructuren na te gaan. Verder kunnen deze
etherfosfolipiden gebruikt worden in het onderzoek naar de werking van lipasen omdat de
etherbinding meestal niet geschikt is als substraat.21
III.3 Toepassingen
Door hun amfifiel karakter beschikken de fosfolipiden over oppervlakte-actieve eigenschappen
waardoor ze als surfactant velerlei toepassingen kennen.22 In de farmaceutische industrie worden ze
toegepast als bouwsteen voor liposomen. Dit zijn dubbellaag micellen waarin componenten
ingekapseld kunnen worden en die in targeted drug delivery gebruikt worden als transportmiddel
voor geneesmiddelen en DNA-materiaal.
III.Literatuurstudie
7
Als de hoofdcomponenten van biologische membranen spelen zij ook een belangrijke rol bij
membraanonderzoek. Hierbij worden liposomen vaak gebruikt als model voor biologische
membranen. Fosfolipiden worden dikwijls artificieel gesynthetiseerd om hun invloed op de
aggregatie en het gedrag van membranen na te gaan.12,23 Na fluorescent labelen van de fosfolipiden
kan hun interactie met andere membraancomponenten zoals andere vetten, proteïnen en DNA
verder uitgeklaard worden.11,24–27
Daarnaast worden ze toegepast als stabilisator, emulgator en antioxidans in de voedingsindustrie, als
bioactieve component in landbouwtoepassingen en als actieve witmaker in de cosmetische
industrie.10,13,17,19 Vele toepassingen van de verschillende fosfolipiden zijn opgelijst in het werk van
Vijeeta.13
Aan de hand van fosfolipiden wordt tenslotte ook de werking en specificiteit van verschillende
lipasen onderzocht. In een verder stadium kunnen synthetische fosfolipiden zelfs gebruikt worden
om bepaalde enzymen te blokkeren waardoor ze reeds een toepassing kennen als antitumor,
ontstekingswerend en bloeddrukverlagend geneesmiddel.11
III.4 Synthese van fosfatidylethanolamines en fosfatidylcholines
III.4.1 Semisynthese
Verschillende enzymen kunnen gebruikt worden voor de specifieke hydrolyse van een bepaalde
groep op het fosfolipide. Enzymatische hydrolyse van de acylgroep op positie sn-1 of sn-2 gebeurt
door respectievelijk fosfolipase A1 of A2. Een hierop volgende reacyleringsreactie zorgt voor de
aanhechting van een nieuwe vetzuurketen. Fosfolipase D splitst de hoofdgroep van een fosfolipide af
waarna op chemische wijze een nieuwe hoofdgroep aan het intermediair gekoppeld kan worden. Via
semisynthese kunnen dus verschillende fosfolipiden uit één natuurlijk fosfolipide gevormd worden
waarbij de optische zuiverheid van de natuurlijke fosfolipiden reeds in het beginproduct aanwezig
is.24 Enzymen bieden als voordeel dat ze specifiek en selectief werken. De regioselectiviteit van de
vier belangrijkste enzymen wordt weergegeven in Figuur 10.13
fosfolipase A1 fosfolipase C
O
R1
O
R2
O
O
O
P
O
OH
R3
fosfolipase D
O
fosfolipase A2
Figuur 10. Regioselectiviteit van fosfolipasen.
8
13
III.Literatuurstudie
III.4.2 Volledige chemische synthese
De volledige chemische synthese is noodzakelijk voor de vorming van fosfolipiden met een
onnatuurlijke stereochemie of de vorming van fosfolipiden waarvoor nog geen geschikte
enzymatische pathway gevonden is. Twee belangrijke stappen bij de synthese van de fosfolipiden zijn
koppeling van de fosforgroep met enerzijds de diacylglyceroleenheid en anderzijds de gewenste
hydrofiele kop.11 De synthese van een fosfolipide wordt daarom opgesplitst in twee grote delen.13 Na
vorming van de glycerolstructuur met gewenste acylketens wordt de specifieke fosforhoofdgroep
aan dit intermediair gehecht.28 Er bestaan echter ook alternatieve methodes waarbij de
fosforyleringsreactie in de opbouw van de glycerolstructuur geïntegreerd wordt (vide infra).29 De
cruciale factor bij de synthese van fosfolipiden is de constructie en het behoud van de chirale
structuur.13
III.4.2.1 Synthese van diacylglycerolderivaten
Een onderscheid wordt gemaakt tussen symmetrische en gemengde glycerol esters, die
respectievelijk één of verschillende types acylketens bevatten. Bij de natuurlijk voorkomende
fosfolipiden zijn meestal twee verschillende acylketens aan de glyceroleenheid gehecht. Deze
asymmetrische fosfolipiden worden gesynthetiseerd aan de hand van optisch zuivere precursoren.
De chiraliteit wordt dus reeds in het begin van de syntheseweg geïntegreerd. Daarnaast dient
migratie van de substituenten en racemisatie tijdens de synthese vermeden te worden. Dit wordt
bekomen door gebruik te maken van specifieke beschermgroepen.14 De gebruikte precursoren voor
de synthese van de glycerolderivaten zijn vrijwel steeds chirale C-3 bouwstenen. Welk type gebruikt
wordt,
is
afhankelijk
van
de
gewenste
stereochemie.30
Mogelijke
precursoren
zijn
1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol, 2,3-O-isopropylideen-sn-glycerol, 3,4-O-isopropylideen-D-mannitol
en glycidol.
De synthese van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol 15 start vanuit commercieel beschikbaar
D-mannitol 12 (Figuur 11). Dit chiraal startproduct wordt ondermeer gebruikt door het bedrijf
Cordon
Switzerland.17,31
Pharma
D-mannitol
12
wordt
omgezet
tot
1,2,5,6-diisopropylideen-sn-glycerol 13 met behulp van aceton en ZnCl2. Dit vicinaal diol 13
ondergaat een splitsing in aanwezigheid van natriumperjodaat bij pH 6 gevolgd door reductie van het
aldehyde 14 met natrium boorhydride onder alkalische omstandigheden.32
OH OH
OH
HO
1,83 eq ZnCl2
overmaat Aceton
OH OH
12
kt, 2,5 h
OH
O
O
O
OH
13
O
1 eq NaIO4
0,1 eq LiOH
MeOH
35°C, 10 min
5 M KOH
1 eq NaBH4
O
O
H
O
14
Figuur 11. Synthese van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol.
III.Literatuurstudie
MeOH
10°C, 15 min
45% (3 stappen)
OH
O
O
15
32
9
Een alternatieve methode voor de synthese van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol 15 maakt gebruik
van D-serine 16 (Figuur 12). Deze methode biedt als voordeel dat op identieke wijze
2,3-O-isopropylideen-sn-glycerol gevormd kan worden wanneer vertrokken wordt uit L-serine. In een
eerste stap wordt D-serine 16 omgezet tot het D-glycerinezuur 17 via een diazotatiereactie met
natirumnitriet waarbij de chirale configuratie behouden blijft. Glycerinezuur 17 wordt omgezet tot
methylester 18 met een MeOH/2,2-dimethoxypropaan (DMP) mengsel. Een kleine fractie wordt
reeds omgezet tot methyl-2,3-O-isopropylideen-L-glyceraat 19. Methylester 18 wordt omgezet tot
methyl-2,3-O-isopropylideen-L-glyceraat 19 met behulp van een DMP/aceton mengsel onder zure
katalyse. Reductie met lithium aluminium hydride (LAH) levert 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol 15.
Op identieke manier wordt 2,3-O-isopropylideen-sn-glycerol bekomen. Nadelen aan het gebruik van
serine zijn de langere reactieweg en een lagere optische zuiverheid.33
O
O
1,16 eq NaNO2
HO
OH
HO
aq HCl
1) 0°C, 48h
2) kt, 16h
NH2
16
OH
DMP/MeOH (3:8),
conc HCl
kt, 2h
OH
17
O
HO
OMe
DMP/aceton (1:4)
0,005 eq p-TsOH
kt, 8h
57% (3 stappen)
OH
18
O
OMe
O
O
1 eq LiAlH4
O
Et2O,
, 30 min
80%
19
OH
O
15
Figuur 12. Synthese van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol uit D-serine.
33
De omzetting van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol 15 tot 1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29 start met de
bescherming van de vrije hydroxylgroep door benzylchloride (BnCl) tot intermediair 20 (Figuur 13).
Vervolgens
wordt
door
zure
hydrolyse
de
isopropylideengroep
verwijderd
tot
het
3-benzyl-sn-glycerol 21. Bescherming van de primaire alcoholfunctie met tritylchloride (TritCl) tot
1-O-trityl-3-O-benzyl-sn-glycerol 22 wordt gevolgd door allylering van de secundaire alcoholfunctie
met allylbromide tot 1-O-trityl-2-O-allyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 23. Na verwijdering van de tritylgroep
onder zure omstandigheden wordt 2-O-allyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 24 gevormd dat onder basische
omstandigheden omgezet wordt tot 2-O-propenyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 25 door transformatie van
de allylgroep naar een propenylgroep. Vervolgens wordt de primaire hydroxylgroep veresterd met
een vetzuur tot 1-O-acyl-2-O-allyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 26 waarna de propenylgroep verwijderd
wordt met behulp van Br2 tot 1-O-acyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 27. Na verestering van de secundaire
hydroxylgroep tot 1-O-acyl-2-O-acyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 28 en katalytische hydrogenolyse wordt
het gewenste 1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29 bekomen. Gebruik van beschermgroepen met een
verschillende affiniteit voor primaire en secundaire hydroxylgroepen maken hier een selectieve
synthese mogelijk. Voor een uitgebreid overzicht van de mogelijke producten wordt verwezen naar
10
III.Literatuurstudie
het werk van Eibl en Woolley.14,34 Een nadeel aan deze methode is het feit dat de katalytische
hydrogenolyse zorgt voor reductie van eventueel aanwezige onverzadigdheden.14 Eventuele
oplossingen hiervoor zijn het gebruik van alternatieve beschermgroepen of het invoeren van de
onverzadigde keten op het einde van de totale synthese van het fosfolipide (vide infra).
1.2 eq BnCl
1.4 eq KOtBu
O
O
OH
O
O
15
OH
KOtBu
HO
O
O
OH
27
1 M HCl
O
O
1.2 eq R1COOH
0.2 eq DMAP
1.2 eq DCC
CH2Cl2
20°C
89%
HO
MeOH
, 1h
55% (5 stappen)
23
R1OCO
O
28
O
24
THF
10°C
90% (2stappen)
26
R1OCO
R2OCO
O
O
1 eq Br2
0.2 M NaPO4 buffer
O
CH2Cl2
20°C
25
R1OCO
TritO
1.2 eq R1COOH
0.2 eq DMAP
1.2 eq DCC
O
DMF
110°C, 1h
kwantitatief
t-BuOH
, 1h
Br
t-BuOH
direct
22
OH
21
1.4 eq KOtBu
O
O
kt, 30 min
20
1.2 eq
TritO
HO
O
t-BuOH
direct
1.2 eq TritCl
1.4 eq Et3N
HOAc/H2O (7:3)
H2
10 wt% Pd/C
DIPE
20°C
kwantitatief
R1OCO
R2OCO
OH
29
Figuur 13. Synthese van glycerolderivaten uitgaande van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol.
14
Wanneer glycerolderivaten gevormd worden waarbij de R1 en R2 groep identiek zijn, kan een
eenvoudigere route gevolgd worden (Figuur 14). Hier volgt acylering van de vrije hydroxylgroepen op
de sn-1- en sn-2-positie na bescherming van de sn-3-postie met een benzylgroep en hierop volgende
verwijdering van de isopropylideengroep.14 In het reactieschema wordt gebruik gemaakt van een
2-nitrobenzylgroep voor bescherming van de sn-3-positie. Deze groep wordt fotochemisch
verwijderd zodat geen reducerende omstandigheden nodig zijn die onverzadigde bindingen kunnen
aantasten. Na verwijdering van de beschermgroep wordt het symmetrisch glycerolderivaat 33
bekomen.14,31 Alternatieve beschermgroepen die verwijderd worden zonder aantasting van de
onverzadigdheden zijn de 3,4-dimethoxylbenzyl-, de tert-butyldimethylsilyl- (TBDMS), de
9-fenylxanthen-9-ol- (pxOH), de 2,2,2-trichloorethoxycarbonyl- en de tritylbeschermgroep. Een
alternatieve optie bestaat erin de benzylbeschermgroep te verwijderen gebruik makende van
boortrichloride in droge CH2Cl2 bij lage temperatuur.24
III.Literatuurstudie
11
NO2
1.2 eq
NO2
1.4 eq n-BuLi
OH
O
Br
O
O
O
THF
25°C
40%
15
NO2
O
HOAc/H2O (1:9)
30
HO
O
HO
60°C
70%
31
NO2
R1COCl
pyridine
R1OCO
R1OCO
25°C
90%
hv
O
R1OCO
R1OCO
C6 H6
25°C
55%
32
OH
33
Figuur 14. Synthese van symmetrische glycerolderivaten.
31
Gemengde glycerolderivaten kunnen eveneens via een sequentiële acylering gevormd worden
zonder gebruik te maken van beschermgroepen (Figuur 15). Voor de synthese van gemengde
glycerolderivaten wordt vertokken uit 3-O-benzyl-sn-glycerol 21. Dit intermediair wordt selectief
geacyleerd
met
een
vetzuur
aan
de
primaire
hydroxylgroep
in
aanwezigheid
van
dicyclohexylcarbodiimide (DCC) en 4-(dimethylamino)pyridine (DMAP). Zorgvuldige controle van de
reactietemperatuur is belangrijk om diacylering te vermijden. Het gevormde intermediair 27 wordt
vervolgens geacyleerd met een tweede vetzuur. Dit gebeurt opnieuw in aanwezigheid van DCC en
DMAP met vorming van het beschermd glycerolderivaat 28. Beide reacties vinden plaats zonder
migratie van de acylgroepen. Het beschermd glycerolderivaat 21 wordt vervolgens omgezet tot een
asymmetrisch 1,2-diacylglycerolderivaat 29 via katalytische hydrogenolyse.11 De symmetrische
diacylglycerolen worden in één stap bekomen via acylering van 3-O-benzyl-sn-glycerol 21 met een
overmaat vetzuur in aanwezigheid van DCC en DMAP.11 Sequentiële acylering is een meer recente
techniek en wordt niet in grote mate toegepast. Het vraagt een zeer strikte controle van de
reactietemperatuur om acylering op de verkeerde positie te voorkomen.
1.05 eq R1COOH
0.05 eq DMAP
1.9 eq DCC
HO
O
CH2Cl2
0°C, 13h
70%
OH
21
1.2 eq R2COOH
0.1 eq DMAP
1.3 eq DCC
R1OCO
O
CH2Cl2
20°C, 13h
95%
OH
27
H2
10 wt% Pd/C
R1OCO
R2OCO
O
28
EtOH/ijsazijn (10:1)
25°C
85-95%
R1OCO
R2OCO
OH
29
Figuur 15. Sequentiële acylering van 3-O-benzyl-sn-glycerol.
11
De synthesestrategie gebaseerd op 3,4-O-isopropylideen-D-mannitol 34 is complementair aan deze
vertrekkende
uit
1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol
15
(Figuur
16).
In
tegenstelling
tot
1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol 15 is hier echter de sn-3-postitie van het glycerol beschermd.35
12
III.Literatuurstudie
3,4-O-isopropylideen-D-mannitol 34 wordt gesynthetiseerd volgens de methode van Wiggins of
startende uit L-serine (vide supra).25,33 Een eerste stap bestaat uit het invoeren van de
tritylbeschermgroep
op
de
primaire
1,6-O-ditrityl-3,4-O-isopropylideen-D-mannitol
hydroxylgroepen
35
gevolgd
met
door
het
vorming
invoeren
van
van
de
allylbeschermgroep op de secundaire hydroxylgroepen met vorming van intermediair 36. De
tritylbeschermgroep wordt verwijderd onder zure omstandigheden ter vorming van het
2,5-O-diallyl-3,4-O-isopropylideen-D-mannitol 37. Uit dit intermediair kunnen twee verschillende
glycerolderivaten bekomen worden.35
O
HO
OH
OH
OH
34
MeOH/aceton (1:1)
50°C, 1h
90-95%
O
O
O
OTrit
OH
O
2.5 eq KOtBu
TritO
t-BuOH

kwantitatief
conc H2SO4
Br
2.5 eq
2.5 eq TrCl
3 eq Et3N
O
OH
35
O
TritO
dioxaan

85-90%
OTrit
O
O
36
O
HO
OH
O
O
37
Figuur 16. Synthese van glycerolderivaten startende uit 3,4-O-isopropylideen-D-mannitol.
Vertrekkende van intermediair 37 kan het 1,2-gesubstitueerd glycerolderivaat 29 gevormd worden
(Figuur 17). Als eerste stap worden de allylgroepen omgezet tot propenylgroepen waarna de
primaire hydroxylgroep geacyleerd wordt in aanwezigheid van DMAP en DCC ter vorming van
1,6-O-diacyl-2,5-O-dipropenyl-2,3-O-isopropylideen-D-mannitol
39.
Na
verwijdering
van
de
propenylbeschermgroep met Br2 en hierop volgende verestering van de secundaire hydroxylgroepen
wordt het intermediair 41 bekomen. Verwijdering van de isopropylideengroep en splitsing van het
diol 42 gevolgd door reductie van de bekomen aldehyden leidt tot het 1,2-gesubstitueerd
glycerolderivaat 29.35
III.Literatuurstudie
13
O
1.5 eq KOtBu
O
HO
37
OH
O
DMF
110°C, 1h
90%
39
2.4 eq R2COOH
0.4 eq DMAP
2.4 eq DCC
R1OCO
O
OCOR1
OH
OCOR1
OCOR2
41
1) 1 eq Pb(OAc)4
C6 H6
25°C
OH
2 M aq H2SO4
R1OCO
R2OCO
O
R1OCO
R2OCO
CH2Cl2
20°C
40
HO
OCOR1
O
CH2Cl2
20°C
O
OH
O
R1OCO
O
O
THF,
10°C
90% (2 stappen)
O
O
38
2 eq Br2
0.2 M NaPO4 buffer
i-PrOH/MeOH (1:1)

90-95%
2.4 eq R1COOH
0.4 eq DMAP
2.4 eq DCC
OCOR1
OCOR2
42
R1OCO
R2OCO
29
2) 2 eq NaBH4
MeOH
25°C
90% (2 stappen)
OH
Figuur 17. Synthese van asymmetrische 1,2-gesubstitueerde glycerolderivaten.
35
Een tweede mogelijkheid vertrekkende van intermediair 37 is de vorming van de 2,3-gesubstitueerde
glycerolderivaten (Figuur
18).
Na
bescherming
van
de
primaire
hydroxylgroepen van
2,5-O-diallyl-3,4-O-isopropylideen-D-mannitol 37 met een benzylbeschermgroep, wordt de
isopropylideenbeschermgroep verwijderd onder zure hydrolyse ter vorming van het diol 44. Dit
intermediair wordt vervolgens gesplitst met behulp van Pb(OAc)4 tot twee identieke aldehyden.36 De
hierop
volgende
reductie
met
2-O-allyl-1-O-benzyl-sn-glycerol
45.37
behulp
Na
van
omzetting
NaBH4
van
de
leidt
tot
de
precursor
allylbeschermgroep
tot
de
propenylbeschermgroep wordt de sn-3 positie geacyleerd met het gewenste vetzuur tot
1-O-benzyl-2-O-allyl-3-O-acyl-sn-glycerol 47. Verwijderen van de propenylgroep gebeurt met Br2 en
verestering
vindt
plaats
in
aanwezigheid
van
DMAP
en
DCC
tot
1-O-benzyl-2,3-O-diacyl-sn-glycerol 49. Katalytische hydrogenolyse zorgt vervolgens voor de vorming
van het gewenste 2,3-gesubstitueerde glycerolderivaat 50.26,35 Uit deze 2,3-gesubstitueerde
glycerolen kunnen de minder frequent voorkomende fosfolipiden gevormd worden waarbij de
fosforgroep zich op de sn-1-positie bevindt.
14
III.Literatuurstudie
O
1.2 eq BnCl
1.4 eq KOtBu
HO
O
BnO
37
2 M aq H2SO4
OBn
t-BuOH

85-90%
O
43
O
1.5 eq KOtBu
OH
O
O
45
OH
O
HO
CH2Cl2
20°C
89%
48
2) 2 eq NaBH4
MeOH
90% (2 stappen)
O
44
1 eq Br2
0.2 M NaPO4 buffer
O
OCOR3
OCOR2
49
OCOR3
O
CH2Cl2
20°C
46
1.2 eq R2COOH
0.2 eq DMAP
1.2 eq DCC
OCOR3
O
OBn
O
1.2 eq R3COOH
0.2 eq DMAP
1.2 eq DCC
O
DMF
110°C, 1h
90%
BnO
i-PrOH/MeOH (1:1)

90-95%
O
1) 1 eq Pb(OAc)4
C6H6
25°C
OH
THF
10°C
90% (2 stappen)
47
H2 ,
10 wt% Pd/C
HO
DIPE
20°C
kwantitatief
OCOR3
OCOR2
50
Figuur 18. Synthese van asymmetrische 2,3-gesubstitueerde glycerolderivaten.
35
Uit 3,4-O-isopropylideen-D-mannitol 34 kan via een korte route eveneens het symmetrisch
1,2-gesubstitueerd glycerolderivaat bekomen worden (Figuur 19). Acylering van zowel de primaire als
secundaire hydroxylgroepen in aanwezigheid van DMAP en DCC leidt tot de vorming van
intermediair 51. Verwijdering van de isopropylideengroep, de hierop volgende splitsing met Pb(OAc)4
en reductie met NaBH4 zorgen voor vorming van het symmetrisch glycerolderivaat 33.35
O
4.8 eq R1COOH
0.8 eq DMAP
4.8 eq DCC
O
HO
OH
OH
CH2Cl2
20°C
OH
34
HO
OCOR1
OCOR1
52
O
2 M aq H2SO4
R1OCO
R1OCO
1) 1 eq Pb(OAc)4
C6H6
OH
R1OCO
R1OCO
O
2) 2 eq NaBH4
MeOH
90% (2 stappen)
51
OCOR1
OCOR1
R1OCO
R1OCO
33
i-PrOH/MeOH (1:1)

90-95%
OH
Figuur 19. Synthese van symmetrische 1,2-gesubstitueerd glycerolderivaten.
35
Een nadeel aan het gebruik van 3,4-O-isopropylideen-sn-glycerol is het optreden van
acylgroepmigratie. Deze migratie kan tot ruim 10% bedragen en treedt voornamelijk op tijdens de
reductiestap35
Andere chirale precursoren die gebruikt worden voor de synthese van optisch zuivere asymmetrische
diacylglycerolen zijn (S)- en (R)-glycidol. Hun synthese is gebaseerd op de asymmetrische Sharplessepoxidatie van allylalchol 53 (Figuur 20).38 Deze epoxidatie wordt uitgevoerd met behulp van
cumeenhydroperoxide
III.Literatuurstudie
en
gekatalyseerd
door
Ti(O-iPr)4.
In
aanwezigheid
van
15
L-(+)-diisopropyltartraat 54 of D-(-)-diisopropyltartraat 56 wordt respectievelijk (R)-glycidol 55 of
(S)-glycidol 57 gevormd.30
O
OH
O
O
O
O
OH O
OH O
54
1.5 eq cumeenhydroperoxide
1.2 eq Ti(O-iPr)4
56
1.5 eq cumeenhydroperoxide
1.2 eq Ti(O-iPr)4
OH
O
OH
O
OH
CH2Cl2
-3°C, 8h
90%
55
CH2Cl2
-3°C, 8h
90%
53
OH
O
57
30
Figuur 20. Synthese (S)- en (R)-glycidol.
Uitgaande van (S)-glycidol 57 wordt in een eerste stap de vrije hydroxylgroep beschermd met een
benzylgroep tot intermediair 58 (Figuur 21). Vervolgens wordt via een nucleofiele additie met een
vetzuur het epoxide geopend waarbij specifiek de sn-1-positie geacyleerd wordt tot het
monoacylglyceride 27. De sn-2-positie wordt geacyleerd met een vetzuurchloride ter vorming van
1,2-O-diacyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 28. Na verwijderen van de beschermgroep via katalytische
hydrogenolyse wordt het 1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29 bekomen.12
BnCl
NaH
OH
O
DMF
57
R1OCO
R2OCO
O
28
O
O
R1COOH
(iPr)2EtN
Bu4NBr
R2COCl
overmaat Et3N
R1OCO
DMF
58
H2
10 wt% Pd/C
DIPE
20°C
kwantitatief
R1OCO
R2OCO
O
OH
27
CH2Cl2
OH
29
Figuur 21. Synthese van een asymmetrisch glycerolderivaat uit (S)-glycidol.
12
Ook symmetrische diacylglycerolderivaten kunnen gevormd worden uitgaande van de chirale glycidol
precursoren (Figuur 22). Uitgaande van (R)-glycidol 55 wordt de benzylbeschermgroep ingevoerd
door een nucleofiele additie van benzylalcohol aan het epoxide tot 3-O-benzyl-sn-glycerol 59. Het
epoxide wordt hierbij regioselectief geopend door additie op de sn-3-positie. Het gevormde diol 59
kan hierna geacyleerd worden met een zuurchloride in aanwezigheid van Et3N en DMAP ter vorming
van 1,2-O-diacyl-3-O-benzyl-sn-glycerol 60. Katalytische hydrogenolyse zorgt voor vorming van het
symmetrische glycerolderivaat 33.19
16
III.Literatuurstudie
2.2 eq R1COCl
2.4 eq Et3N
0.3 eq DMAP
5 eq BnOH
0.02 eq CsF
HO
OH
O
55
O
OH
120°C, 5h
kwantitatief
59
H2
10 wt% Pd/C
R1OCO
R1OCO
i-PrOH
40°C
92%
R1OCO
R1OCO
CH2Cl2
1) 0°C, 10 min
2) kt, 2h
90%
O
60
OH
33
Figuur 22. Gebruik van benzylbeschermgroep uitgaande van (R)-glycidol.19
III.4.2.2 Fosforylering van het glycerolderivaat en synthese van de
specifieke hoofdgroep
Na synthese van de stereospecifieke glycerolderivaten wordt de gewenste fosforgroep aan deze
intermediairen gekoppeld. De fosforylering is gebaseerd op zowel fosfaat- als fosfietchemie. Bij alle
fosforyleringsreacties dienen milde reactiecondities aangewend te worden om oxidatie van de
diacylglyceroleenheid te vermijden.39 De fosforylering is in vele gevallen de stap met het laagste
rendement.40Fosforylering volgens de fosfaatchemie is gebaseerd op de koppeling van de
diacylglycerolderivaten met POCl3. Deze pathways hebben over het algemeen een lager rendement
dan de recentere pathways volgens de fosfietchemie. Dit is zeker het geval wanneer gebruik gemaakt
wordt van vrij omvangrijke alcoholen als reagentia.11 Fosforylering volgens de fosfietchemie maakt
hoofdzakelijk
gebruik
fenyldichloorfosfiet
van
en
alkyl-
en
aryldichloorfosfieten
2-(trimethylsilyl)ethyldichloorfosfiet
zoals
of
methyldichloorfosfiet,
trialkylfosfieten
als
koppelingsreagentia. 11,41
In
een
eerste
stap
wordt
1,2-O-diacyl-sn-glycerol
1,2-O-diacyl-sn-glycerolfosfatidezuurdichloride
61,
dat
29
gekoppeld
vervolgens
met
gekoppeld
POCl3
wordt
tot
met
2-bromoethanol tot intermediair 62 (Figuur 23). Deze structuur wordt eveneens bekomen door
koppeling van 1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29 met 2-bromoethyldichloorfosfaat. Dit reagens wordt
gevormd door koppeling van POCl3 met 2-bromoethanol volgens de methode van Hirth en Berchtold
of deze van Diembeck en Eibl.42 Het gebruik van bromoalkyldichloorfosfaat maakt variatie in de
grootte van de hoofdgroep mogelijk. De omvang van het polaire gedeelte heeft een invloed op de
fysische eigenschappen van de gevormde membraandubbellagen.18 Na koppeling van intermediair 62
met methanol wordt het neutraal 1,2-O-diacyl-sn-glycerol-3-fosfatidezuurbromoalkylester 63
gevormd. De reactiviteit als elektrofiel neemt af van POCl3 naar POCl2(OR) tot POCl(OR)2 waardoor de
veresteringsgraad gestuurd kan worden via de temperatuur en molaire ratio.28 De vorming van het
trialkylfosfaat heeft als voordeel dat in meer apolaire solventen gewerkt kan worden voor eventuele
III.Literatuurstudie
17
modificaties van de glycerolstructuur. Ondermeer het invoeren van een onverzadigd vetzuur op het
einde van de fosfolipidesynthese om reductie te vermijden, is hier een veelgebruikte toepassing van.
De positie waar de onverzadigde keten ingevoerd moet worden, wordt tijdens de vorming van het
diacylglycerol beschermd. Na fosforylering en omvorming tot het trialkylfosfaat wordt deze
beschermgroep verwijderd en vervangen door het gewenste onverzadigde vetzuur.28 Het
1,2-O-diacyl-sn-glycerol-3-fosfatidezuurbromoalkylester 63 wordt via een directe aminering met
verschillende
amines
fosfatidylcholines
en
zoals trimethylamine en ammoniak
–ethanolamines
(Figuur
23).
43
omgezet naar de
Bij
de
directe
gewenste
aminering
van
1,2-O-diacyl-sn-glycerol-3-fosfatidezuurbromoalkylester 63 met waterig trimethylamine wordt in één
stap zowel de methylgroep verwijderd als de beschermde hoofdgroep omgezet tot een cholinegroep
met
vorming
van
65.40
fosfatidylcholine
1,2-O-diacyl-sn-glycerol-3-fosfatidezuurbromoalkylester
63
Directe
met
aminering
behulp
van
van
ammoniak
tot
fosfatidylethanolamine 66 vraagt een voorbehandeling met LiBr om de beschermende methylgroep
te verwijderen met vorming van intermediair 64.28 Voor de directe aminering wordt gebruik gemaakt
van polaire solventsystemen om de oplosbaarheid van ammoniak en dus ook het rendement te
verhogen.43
Cl
1.4 eq
Cl
O
P
O
Br
4 eq Et3N
CH2Cl2
kt, 25°C
1.2 eq POCl3
1.8 eq Et3N
R1OCO
R2OCO
OH
THF
15°C, 30 min
R1OCO
R2OCO
O
P
O
1.6 eq Br
Cl 3 eq Et3N
Cl
THF
25°C
OH
R1OCO
R2OCO
61
29
O
O
P
O
OMe
R1OCO
R2OCO
Br
CHCl3/i-PrOH/CH3CN (3:5:5)
50°C, 10h
80-90%
2 eq LiBr
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
O
Li
64
5 eq MeOH
Br
THF
35°C, 35 min
80% (3 stappen)
62
O
O
P
O
O
7 vol eq 40% aq NMe3
63
butanon
1h
kwantitatief
O
O
P
O
Cl
Br
R1OCO
R2OCO
65
3 vol eq 25% aq NH3
CHCl3/i-PrOH/DMF (1:1:4)
40°C, 6h
80-90%
NMe3
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
O
NH3
66
28,43
Figuur 23. Gebruik fosfaatchemie voor de vorming van fosfolipiden en directe aminering.
Het 1,2-O-diacyl-sn-glycerol-3-fosfatidezuurbromoalkylester 63 kan via enzymatische hydrolyse met
fosfolipase A2 omgezet worden naar een 1-O-acyl-sn-glycerol-3-fosfatidezuurbromoalkylester. De
18
III.Literatuurstudie
acylketen op de sn-2-positie wordt afgesplitst en kan vervangen worden door een ander vetzuur.
Deze hydrolyse biedt een extra mogelijkheid voor de synthese van gemengde vetzuur fosfolipiden en
is van belang voor het invoeren van onverzadigde vetzuurketens op de sn-2-positie.44
De vorming van fosfatidylethanolamines en –cholines via het bromoalkylester als intermediair is een
vrij omslachtige methode. Toch kent deze synthese zijn nut voor de vorming van bepaalde
fosfolipidenspecies met onverzadigde vetzuurketens. Daarnaast vormt deze synthesestrategie een
algemene pathway voor de synthese van verschillende andere types fosfolipiden zoals de
fosfatidylserines.
Uitgaande
van
1,2-O-diacyl-sn-glycerolfosfatidezuurdichloride
61
kan
fosfatidylcholine
65
rechtstreeks gevormd worden door gebruik te maken van cholinetosylaat (Figuur 24). Voor de
bepaling van het rendement werd de koppelingsstap met POCl3 ook in rekening genomen.13,45
1.4 eq
R1OCO
R2OCO
61
O
P
O
O
SO
O
NMe3
HO
3.7 eq pyridine
Cl
H2O
Cl
CHCl3
25°C, 1h
50% (2stappen)
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
O
NMe3
65
Figuur 24. Fosforylatie met behulp van cholinetosylaat.
45
Een alternatieve syntheseroute voor de vorming van fosfatidylcholines en –ethanolamines uit
1,2-O-diacyl-sn-glycerolfosfatidezuurdichloride
61
maakt
gebruik
van
oxazafosfolanen
en
dioxafosfolanen als cyclische intermediairen (Figuur 25). In een eerste stap reageert
1,2-O-diacyl-sn-glycerolfosfatidezuurdichloride 61
respectievelijk
met ethanolamine of ethyleenglycol tot
2-(1,2-O-diacyl-sn-glycerol)-2-oxo-1,3,2-oxazafosfolaan
67
of
2-(1,2-O-diacyl-sn-glycerol)-2-oxo-1,3,2-dioxafosfolaan 68. Ook reactie met N-methylethanolamine is
mogelijk ter vorming van 2-(1,2-O-diacyl-sn-glycerol)-3-methyl-2-oxo-1,3,2-oxazafosfolaan. Na zure
hydrolyse van het oxazafosfolaan 67 wordt het fosfatidylcholine 66 gevormd in afwezigheid van
bijproducten. Dioxafosfolaan 68 wordt naar het respectievelijke bromoethylester 69 omgezet na
reactie met NaBr. Dit bromoethylester kan via directe aminering omgezet worden tot
fosfatidylcholines en -ethanolamines (vide supra)42 Een alternatieve methode om rechtstreeks
dioxafosfolaan 68 te vormen bestaat erin 1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29 te fosforyleren met
2-chloro-2-oxo-1,3,2-dioxafosfolaan 70. 13,26
III.Literatuurstudie
19
1.1 eq HO
O
NH2
4 eq Et3N
R1OCO
R2OCO
THF
10°C, 10 min
94%
O
O
P
HN
20% aq AcOH
i-PrOH
kt, 2h
96%
67
R1OCO
R2OCO
NH3
66
O
OP O
Cl
70
O
Cl
P
O
Cl
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
O
Et3N
R1OCO
R2OCO
61
C6H6
OH
29
1.1 eq
HO
OH
O
4 eq Et3N
R1OCO
R2OCO
THF
1) 20°C,30 min
2) 35°C, 4.5h
O
P
O
O
butanon
, 6h
89% (2 stappen)
68
O
O
P
O
O
directe aminering
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
ONa
2 eq NaBr
NMe3
R1OCO
R2OCO
R1OCO
R2OCO
65
Br
69
O
O
P
O
O
NH3
66
Figuur 25. Synthese via oxazafosfolanen en dioxafosfolanen.42
Ook dimethylchloorfosfaat wordt gebruikt voor de fosforylering van 1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29 tot
intermediair 71 (Figuur 26). Dit reagens biedt als voordeel dat de gevolgde syntheseweg weinig effect
heeft op de aanwezigheid van dubbele bindingen of onstabiele groepen. De methylgroepen worden
verwijderd met behulp van trimethylsilylhalides met vorming van het fosfatidezuur 72.46 Reactie met
cholinetosylaat leidt ten slotte tot het gewenste fosfatidylcholine 65.46
O
1.7 eq MeO P OMe
Cl
R1OCO
R2OCO
OH
Pyridine/CHCl3 (4:1)
25°C, overnacht
R1OCO
R2OCO
29
O
OMe
P
O
OMe
71
1eq cholinetosylaat
pyridine/CCl3CN (10:3)
50°C, 48h
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
O
1) Me3SiBr
CHCl3
kt, 15 min
2) H2O
THF
kt, overnacht
66% (3 stappen)
R1OCO
R2OCO
O
OH
P
O
OH
72
NMe3
65
Figuur 26. Fosforylatie met behulp van dimethylfosforylchloride.
47
De synthese aan de hand van methyldichloorfosfiet start met de koppeling van dit reagens aan het
1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29 tot het dialkylchloorfosfiet 73 (Figuur 27). Hieraan wordt 2-bromoethanol
gekoppeld tot het fosfiettriester 74, dat vervolgens geoxideerd wordt tot het fosfaattriester 63 met
20
III.Literatuurstudie
behulp van een waterige waterstofperoxideoplossing. Ontscherming gebeurt met behulp van
trimethylamine waarbij gelijktijdig nucleofiele substitutie optreedt van het broomatoom ter vorming
van fosfatidylcholine 65 als eindproduct. Opmerkelijk hierbij is het gebruik van tolueen als solvent
voor de directe aminering, een meer polair solventsysteem zou hier verwacht worden (vide supra).
Bij de vorming van fosfatidylethanolamines wordt gebruik gemaakt van een Boc-beschermd
ethanolamine in de plaats van 2-bromoethanol.
Cl
1 eq
P
Cl
OMe
2.5 eq (i-Pr)2NEt
R1OCO
R2OCO
OH
OMe
P
O
Cl
R1OCO
R2OCO
THF
-78°C, 1h
29
R1OCO
R2OCO
CH2Cl2
0°C tot 25°C, 1h
70% (3 stappen)
O
O
P
O
OMe
Br
HO
THF
-78°C tot 25°C, 3h
73
2.3 eq aq H2O2
1 eq
Tolueen
-40°C tot 60°C, 24h
83%
Br
74
overmaat Me3N
Br
63
R1OCO
R2OCO
OMe
P
O
O
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
O
NMe3
65
Figuur 27. Synthese van fosfatidylcholine met behulp van methyldichloorfosfiet.
11
In analogie met de vorige methode kan 2-(trimethylsilyl)-ethyldichloorfosfiet gebruikt worden als
koppelingsreagens voor de vorming van dialkylchloorfosfiet 75 uit 1,2-O-diacyl-sn-glycerol 29
(Figuur 28). Koppeling met Boc-beschermd ethanolamine gevolgd door oxidatie van het gevormde
fosfiettriëster 76 met behulp van t-butylhydroperoxide leidt tot het fosfaattriester 77. Beide
beschermgroepen worden in één stap verwijderd met behulp van TFA ter vorming van het gewenste
fosfatidylethanolamine 66.11
1 eq
Cl
Cl
P
O
SiMe3
2.5 eq (i-Pr)2NEt
R1OCO
R2OCO
OH
THF
-78°C, 1h
29
2.3 eq aq tBuOOH
CH2Cl2
0°C tot 25°C, 1h
68% (3 stappen)
R1OCO
R2OCO
R1OCO
R2OCO
O
O
P
SiMe3
Cl
75
O
O
P
O
O
77
SiMe3
NHBoc
NHBoc
1 eq HO
THF,
1) -78°C, 2h
2) 25°C, 1h
CF3CO2H
CH2Cl2,
0°C, 30 min
95%
R1OCO
R2OCO
O
O
P
O
O
R1OCO
R2OCO
O
SiMe3
O
P
O
76
NH3
66
Figuur 28. Synthese van fosfatidylethanolamines met behulp van 2-(trimethylsilyl)ethyldichloorfosfiet.
11
Voorgaande reactiecondities leiden bij glycerolderivaten met onverzadigde acylketens tot oxidatie
aan de aanwezige dubbele bindingen. Om dit te voorkomen wordt eveneens gebruik gemaakt van
sn-2-beschermde lysofosfolipiden bij de koppeling met dialkyl- of diacylchloorfosfieten. Na vorming
III.Literatuurstudie
21
NHBoc
van het gewenste fosfaattriëster wordt de beschermgroep verwijderd via katalytische hydrogenolyse
met behulp van Raney nikkel zonder het optreden van 1,2-acylmigratie. Vervolgens wordt de
vrijgekomen sn-2-positie geacyleerd met het onverzadigde vetzuur.11
De fosforylering van het 1,2-O-diacyl-sn-glycerol met een trialkylfosfiet gaat door als een
one-pot-reactie (Figuur 29). In een eerste stap wordt dimethylchloorfosfiet 78 gekoppeld met
2-bromoethanol tot het trialkylfosfiet 79. Oxidatie met jood levert het actieve fosforyliodide 80 dat
vervolgens
gekoppeld
wordt
met
het
1,2-O-diacyl-sn-glycerol
39,48,49
1,2-O-diacyl-sn-glycerol-3-fosfatidezuurbromoalkylester 63.
tot
het
Na een eventuele modificatie van
de glyceroleenheid kan het bekomen intermediair via directe aminering omgezet worden tot het
gewenste fosfolipide (vide supra). Door gebruik te maken van I2 als oxidans wordt de
diacylglyceroleenheid niet blootgesteld aan sterk oxiderende condities.39
0.94 eq HO
5 eq pyridine
OMe
P
MeO
Cl
OMe
P
MeO
O
CH2Cl2
0°C, 10 min
78
O
O
P
O
OMe
R1OCO
R2OCO
R1OCO
0.94 eq
R2OCO
Br
1 eq I2
Br
CH2Cl2
0°C, 15 min
79
Br directe aminering
R1OCO
R2OCO
63
1.5 eq pyridine
O
O
P
I
OMe
80
O
O
P
O
O
OH
Br
CH2Cl2,
0°C, 45 min
82% (3stappen)
NMe3
R1OCO
R2OCO
65
O
O
P
O
O
66
Figuur 29. Synthese van fosfolipiden uitgaande van trialkylfosfiet.
39
Dialkylfosforamidieten zijn een laatste klasse reagentia die gebruikt kunnen worden voor de
fosforylering
van
1,2-O-diacyl-sn-glycerolen
(Figuur
t-butyl-t-butyloxycarbonylaminoethyl-N,N-diisopropylfosforamidiet
fosforyleringsagens
waarbij
het
30).
81
t-butyloxycarbonbylaminoethyl
Ondermeer
is
een
een
geschikt
beschermde
ethanolaminehoofdgroep voorstelt. Een voorbeeld van het gebruik van fosforamidieten wordt
weergegeven in Figuur 25 (vide infra). Voor het inbrengen van een cholinehoofdgroep kan beroep
gedaan
worden
op
het
tosylaat
van
t-butyl-trimethylammoniumethyl-N,N-
diisopropylfosforamidiet 82. 50
22
III.Literatuurstudie
NH3
OtBu
N P
O
O
O S
O
OtBu
N P
O
NHBoc
NMe3
81
82
Figuur 30. Dialkylfosforamidieten
III.4.2.3 Gecombineerde synthese en fosforylering van glycerolderivaten
Verschillende synthesemanieren uitgaande van optische zuivere precuresoren vallen buiten de reeds
gevolgde indeling doordat dat de fosforyleringsreactie geïntegreerd is in de synthese van het
glycerolderivaat.
Uitgaande
van
(S)-glycidol
57
wordt
in
een
eerste
stap
na
koppeling
met
di-t-butyl-N,N-diisopropylfosforamidiet en oxidatie door mCPBA (R)-di-t-butyl-fosforglycidol 84
gevormd (Figuur 31). Het epoxide wordt vervolgens regio- en stereospecifiek geopend via een
nucleofiele ringopeningsreactie met vorming van 1-O-acyl-3-O-di-t-butylfosforyl-sn-glycerol 85.
Acylering van de secundaire hydroxylgroep met een vetzuur in aanwezigheid van DCC en DMAP tot
intermediair 86 gevolgd door ontscherming van de fosfaatgroep met behulp van TFA zorgt voor
vorming van het 1,2-O-diacyl-sn-glycero-3-fosfatidezuur 87.26,29 Na fosforylering van 1,2-O-diacyl-snglycero-3-fosfatidezuur 87 met 2-(tritylamino)ethanol wordt intermediair 88 gevormd in de
aanwezigheid van 2,4,6-triisopropylbenzeensulfonylchloride (TPSCl) 89 als koppelingsreagens.22 Na
verwijdering van de tritylbeschermgroep via hydrogenolyse wordt het fosfatidylethanolamine 66
bekomen.51
III.Literatuurstudie
23
OtBu
1.8 eq (iPr)2N P
OtBu
OtBu
P
O
OtBu
3.4 eq tetrazool
O
OH
CH2Cl2
25°C, 30 min
57
O
83
2.7 eq R2COOH
2.7 eq DCC
0.16 eq DMAP
R1OCO
R2OCO
NHTrit
R1OCO
R2OCO
ijsazijn
kt, 24h
kwantitatief
88
OH
85
NHTrit
2 eq HO
3 eq TPSCl 82
O
OH
P
O
OH
pyridine
25°C, 4h
93%
87
H2 ,
10 wt% Pd/C
O
OtBu
P
O
OtBu
R1OCO
DMF
80°C, 10h
70%
R1OCO
R2OCO
kt, 20min
kwantitatief
86
O
O
P
O
OH
O
TFA/CH2Cl2 (4:1)
0.05 eq MeOH
O
OtBu
P
O
OtBu
R1OCO
R2OCO
CH2Cl2
25°C, 20h
87%
CH2Cl2
0°C, 40 min
74% (2 stappen)
3 eq R1COOCs
1 eq R1COOH
O
OtBu
P
O
OtBu
84
3.05 eq m-CPBA
O
O
P
O
O
O
Cl
S
O
NH3
66
89
Figuur 31. Gebruik van dialkylfosforamidieten ter vorming van het fosfatidezuur en verdere omzetting met
behulp van TPSCl.
22,29
Fosfatidylcholines kunnen eveneens gesynthetiseerd worden door fosforylering van (S)-glycidol 57
met POCl3 (Figuur 32). In situ behandeling van het gefosforyleerde glycidol met cholinetosylaat zorgt
voor vorming van het cholinederivaat 90. Hydrolyse met water leidt tot intermediair 91.
Regiospecifieke
nucleofiele
opening
van
het
epoxide
zorgt
voor
vorming
van
het
lysofosfatidylcholine 92 dat verder omgezet kan worden tot een 1,2-diacyl-sn-fosfatidylcholine.19,29
1) 1.05 eq DIPEA
1.01 eq POCl3
CHCl3
O°C, 2h
O
OH
57
2) overmaat pyridine O
1.15 eq cholinetosylaat
CHCl3
25°C, 5h
1 eq R1COOCs
1.2 eq R1COOH
DMF
80°C, 26h
65%
R1OCO
OH
O
O
P
O
O
O
O
P
O
Cl
90
NMe3
overmaat H2O
CHCl3
25°C, 1h
53% (3 stappen)
O
NMe3
91
NMe3
92
Figuur 32. Fosforylering van (S)-glycidol met POCl3.
24
O
O
P
O
O
29
III.Literatuurstudie
IV. Bespreking van de resultaten
IV.1 Acyloïnecondensatie
Het acyloïne gevormd uit methyl-10-undecenoaat 4 vormt de basis voor de synthese van
verschillende fosfaatderivaten verder in deze Masterproef. Optimalisatie van deze eerste reactiestap
is van groot belang om het rendement van de synthese van de hieruit volgende derivaten te
verhogen. De acyloïnecondensaties van methylundecanoaat 94, methyl-10-undecenoaat 4 en
biodiesel werden reeds uitgevoerd in het doctoraatsonderzoek van dr. ir. Marijke Van der Steen
(2012)1. In deze Masterproef werd optimalisatie van de procedure beoogd door gebruik te maken
van sonicatie tijdens de reactie. Sonicatie kan zorgen voor een fijnere dispersie van het metallisch
natrium. Hierdoor kan de koppeling van de methylesters tot de gewenste acyloïnes sneller en
efficiënter verlopen wat een positief effect zou hebben op het verloop en rendement van de
acyloïnecondensatie.
IV.1.1 Acyloïnecondensatie van methylundecanoaat
Voor de vorming van methylundecanoaat 94 werd vertrokken van commercieel beschikbaar
undecaanzuur 93. Het undecaanzuur 93 werd via een veresteringsreactie met SOCl2 en droge MeOH
omgezet tot methylundecanoaat 94 (Figuur 33). Gesmolten undecaanzuur werd opgelost in een
mengsel van droge MeOH en droge CH2Cl2 in 3/5 volumeverhouding en onder N2-atmosfeer
geplaatst. Het SOCl2 werd toegedruppeld bij een temperatuur van 0°C waarna het reactiemengsel
verder geroerd werd bij kamertemperatuur gedurende 20 uur. Na wassen met ijskoud water, drogen
over
MgSO4,
affiltreren
en
vacuümdestillatie
over
een
Vigreux
kolom
werd
zuiver
methylundecanoaat 94 bekomen als een kleurloze vloeistof met een rendement van 33-76%.
4.5 eq MeOH
0.52 eq SO2Cl
O
O
OMe
OH
93
CH2Cl2
kt, 20h
33-76%
94
Figuur 33. Verestering van undecaanzuur met MeOH.
Het zuiver methylundecanoaat 94 werd verder gebruikt voor het uitvoeren van de
acyloïnecondensatie met vorming van undecanoïne 95 zoals beschreven door Van der Steen (2012)1
(Figuur 34). Natrium werd opgelost in droge tolueen en onder N2-atmosfeer geplaatst. Het mengsel
werd geroerd bij refluxtemperatuur tot het natrium fijn gedispergeerd was. Vervolgens werd
methylundecanoaat 94 toegedruppeld waarna het reactiemengsel verder bij refluxtemperatuur
IV. Bespreking van de resultaten
25
geroerd werd tot alle natrium weg gereageerd was (ongeveer 4 uur). Na wassen met water en
opzuivering via omkristallisatie in CH2Cl2 met koude MeOH werden witgele kristallen bekomen met
een rendement van 40%. De zuiverheid van het bekomen undecanoïne 95 werd nagegaan via
1
H-NMR analyse. Voor de acyloïnecondensatie met methylundecanoaat 94 werd het gebruik van
sonicatie niet geëvalueerd omdat de focus van deze Masterproef ligt op de vorming van het
onverzadigd 10-undecenoïne 6.
O
2 eq
O
1.98 eq Na
OMe
Tolueen
, 4h
40%
94
OH
95
Figuur 34. Acyloïnecondensatie met methylundecanoaat.
IV.1.2 Acyloïnecondensatie van methyl-10-undecenoaat
De acyloïnecondensatie van methyl-10-undecenoaat 4 werd uitgevoerd zoals beschreven door Van
der Steen (2012)1. Voor de vorming van methyl-10-undecenoaat 4 werd vertrokken van commercieel
beschikbaar 10-undeceenzuur 96. Het 10-undeceenzuur 96 werd via een veresteringsreactie met
SOCl2 en MeOH omgezet tot methyl-10-undecenoaat 4 (Figuur 35). De procedure verliep zoals
beschreven voor de vorming van methylundecanoaat (vide supra). Na opzuivering via
vacuümdestillatie over een Vigreux kolom werd zuiver methyl-10-undeceonaat 4 bekomen als een
kleurloze vloeistof met een rendement van 27%.
4.5 eq MeOH
0.52 eq SO2Cl
O
O
OMe
OH
96
CH2Cl2
kt, 20h
27%
4
Figuur 35. Verestering van 10-undeceenzuur met MeOH.
Het zuivere methyl-10-undecenoaat 4 werd verder gebruikt voor het uitvoeren van de
acyloïnecondensatie ter vorming van 10-undecenoïne 6 (Figuur 36). Na reactie via de originele
methode van Van der Steen (2012) 1 zonder gebruik van sonicatie werden witgele kristallen bekomen
die verder opgezuiverd werden via omkristallisatie in CH2Cl2 met koude MeOH. De procedure verliep
zoals beschreven voor de acyloïnecondensatie met methylundecanoaat (vide supra). Zuiver
10-undecenoïne 6 werd bekomen met een rendement van 57-62%. De zuiverheid van het bekomen
acyloïne werd nagegaan via 1H-NMR analyse.
26
IV.Bespreking van de resultaten
O
2 eq
1.98 eq Na
OMe
4
Tolueen

57-62%
O
OH
6
Figuur 36. Acyloïnecondensatie met methyl-10-undecenoaat.
In het kader van groene en duurzame chemie werden verschillende alternatieve solventen
geëvalueerd voor de omkristallisatiestap ter vervanging van het gebruik van CH2Cl2. De
omkristallisatie met CH2Cl2 leverde echter het hoogste rendement op. Het beste alternatief bestond
uit het gebruik van petroleum ether bij een temperatuur van -18°C. Hierbij werd 10-undecenoïne 6
bekomen als een wit poeder met een rendement van 30-50% voor de omkristallisatiestap.
Om het effect van sonicatie na te gaan op de acyloïnecondensatie werd gebruik gemaakt van een
sonicatiebad. Het sonicatiebad heeft als nadelen dat slechts bij een maximumtemperatuur van 50°C
kan gewerkt worden en dat geen mogelijkheid tot roeren van het reactiemengsel bestaat. Na
toevoegen van het methyl-10-undecenoaat 4 werd het reactiemengsel 2 uur geroerd bij
refluxtemperatuur waarna de reactiekolf in het sonicatiebad werd geplaatst. De temperatuur van het
bad bedroeg 47°C wat onvoldoende was om het gedispergeerd natrium in gesmolten toestand te
houden en aanleiding gaf tot koekvorming. Na 20 uur sonicatie had slechts weinig natrium
gereageerd. Hierdoor werd sonicatie van het reactiemengsel afgewisseld met roeren onder reflux tot
alle natrium gereageerd had. Na opwerking en opzuivering met CH2Cl2 en koude MeOH werd zuiver
10-undecenoïne 6 bekomen met een rendement van 45%. De lange reactieduur, lage temperatuur
en gebrek aan roeren bij de sonicatie zijn wellicht de oorzaak van dit beperkte rendement. Verhoging
van de reactietemperatuur tot 80-90°C bij de sonicatie werd bekomen door de kolf in een beker heet
water te plaatsen in het sonicatiebad. Ook deze temperatuur is onvoldoende om natrium volledig in
gesmolten toestand te houden waardoor beperkte dispersie optrad. Na opzuivering via
omkristallisatie met CH2Cl2 en koude MeOH werd zuiver 10-undecenoïne 6 bekomen met een
rendement van 44%. Door gebrek aan een voldoende hoge reactietemperatuur en mechanisch
roeren van het reactiemengsel brengt het gebruik van een sonicatiebad voor sonicatie tijdens de
reactie geen verhoging van het rendement met zich mee.
Om een hogere reactietemperatuur te verkrijgen en mechanisch roeren mogelijk te maken bij de
sonicatie werd overgestapt op het gebruik van een sonicatievinger. De sonicatievinger kan in het
oliebad gebracht worden waardoor sonicatie tijdens roeren bij refluxtemperatuur mogelijk wordt
(Figuur 37).
IV. Bespreking van de resultaten
27
Figuur 37. Sonicatievinger gebruikt voor het uitvoeren van continue sonicatie tijdens de acyloïnecondensatie .
Continue sonicatie leidde tot de vorming van 10-undecenoïne 6 met een rendement van 58% waarbij
een extra opzuiveringsstap overbodig bleek. Reactie over weekend zorgde echter voor de vorming
van een substantiële hoeveelheid nevenproducten, vermoedelijk ontstaan door polymerisatie.
Verkorten van de reactietijd tot 4 uur leidde tot een sterk verminderde vorming van
nevenproducten. Een extra opzuivering was niet noodzakelijk en 10-undecenoïne 6 werd als een wit
poeder bekomen met een rendement van 85-90% (Figuur 38). De fijnere dispersie van het natrium
zorgt voor een verhoging van het reactieoppervlak wat tot een efficiënter verloop van de reactie
leidt. Het overbodig zijn van de opzuiveringsstap brengt een sterke verhoging van het rendement
met zich mee. Sonicatie toonde een positief effect op het rendement van de acyloïnecondensatie
voor reacties tot 12 gram. Bij reacties op grotere schaal heeft de sonicatievinger een te klein
sonicerend vermogen om het natrium nog voldoende fijn te dispergeren waardoor bovenstaande
effecten niet tot uiting komen.
O
2 eq
OMe
4
O
1.98 eq Na
Tolueen
4h
Sonicatie
85-90%
OH
6
Figuur 38. Acyloïnecondensatie met vorming van 10-undecenoïne.
IV.1.3 Acyloïnecondensatie van biodiesel
Biodiesel wordt geproduceerd door de omestering van de vetzuren aanwezig in plantaardige oliën
tot een mengsel van methylesters. Voor het uitvoeren van de acyloïnecondensatie werd gebruikt
gemaakt van koolzaadolie waarvan de gemiddelde samenstelling weergegeven is in Tabel 1.
28
IV.Bespreking van de resultaten
Vetzuur
Gemiddeld percentage
Palmitinezuur
4.2 %
Stearinezuur
1.6 %
Oliezuur
59.5 %
Linolzuur
21.5 %
Linoleenzuur
8.5 %
Tabel 1. Gemiddelde samenstelling van biodiesel.
52
Wanneer op biodiesel 96, een mengsel van methylesters, een acyloïnecondensatie wordt toegepast,
levert dit een mengsel van verschillende acyloïnes 97. Potentiële toepassingen zijn het gebruik als
waterafstotende laag.1 De acyloïnecondensatie op biodiesel werd reeds uitgevoerd door Van der
Steen (2012) 1. Bij deze acyloïnecondensatie werd een grote polymere fractie verkregen en slechts
een beperkte hoeveelheid van de gewenste acyloïne fractie 97. Deze polymere fractie wordt
onafhankelijk van de reactieduur of reactietemperatuur gevormd. Ook hier werd geëvalueerd of
sonicatie de vorming van de polymere fractie kan reduceren en het rendement van de reactie kan
verhogen.
Sonicatie werd continu uitgevoerd tijdens de acyloïnecondensatie door gebruik te maken van de
sonicatievinger.
De
procedure
verliep
analoog
als
voor
de
acyloïnecondensatie
met
methyl-10-undecenoaat (vide supra) (Figuur 39). Tijdens de extractie verliep de scheiding echter zeer
moeilijk waardoor twee maal gewassen werd met pekel. Na extractie werd naast de organische en
waterige fase nog een derde witte viskeuze fase verkregen. Afzondering en indampen van deze fase
leverde een rubberig polymeer materiaal dat niet oplosbaar is in de meeste solventen. Uit de
organische fase werd een mengsel van acyloïnes 97 bekomen met een rendement van 51 %.
O
1.98 eq Na
( )m
2 eq MeO
n
96
Tolueen
, 4 h
sonicatie
51%
O
( )m'
( )m
n'
n
OH
97
Figuur 39. Acyloïnecondensatie van biodiesel.
Omdat vermoed werd dat de polymerisatie veroorzaakt wordt door de aanwezigheid van
onverzadigde vetzuren in de biodiesel, werd besloten een hydrogenatie uit te voeren voorafgaand
aan de acyloïnecondensatie (Figuur 40). Als solvent werd gebruik gemaakt van MeOH en palladium
op koolstof werd toegevoegd als katalysator. Het reactiemengsel werd 8 uur geroerd bij
kamertemperatuur onder een H2-atmosfeer van 5 bar en vervolgens afgefiltreerd over celliet. De
IV. Bespreking van de resultaten
29
hydrogenatie werd uitgevoerd met een kwantitatief rendement. Via 13C-NMR werd de afwezigheid
van onverzadigde functies in de gehydrogeneerde biodiesel 98 nagegaan.
5 bar H2
10% Pd/C (10% w/w)
O
( )m
MeO
n
96
O
( )m
MeO
MeOH
kt, 8 h
kwantitatief
n
98
Figuur 40. Hydrogenatie van biodiesel.
De gehydrogeneerde biodiesel 98 werd vervolgens onderworpen aan een acyloïnecondensatie met
toepassing van continue sonicatie (Figuur 41). De procedure verliep analoog als voor de
niet-gehydrogeneerde biodiesel 96 (vide supra). Extractie verliep eveneens moeizaam en er werd een
waterige fase en een witte viskeuze fase verkregen. Indampen van de viskeuze fase leverde een vaste
stof die niet oplosbaar is in de gebruikelijke solventen. Via IR en 13C-NMR werd de afwezigheid van
carbonylfuncties aangetoond. De betrouwbaarheid van 13C-NMR is echter laag wegens de beperkte
oplosbaarheid van het product in de verschillende gedeutereerde solventen. Vermoedelijk werd
opnieuw een polymeer product gevormd. De organische fase is in dit experiment afwezig.
Voorafgaande hydrogenatie van de biodiesel leidt dus niet tot de vorming van de gewenste acyloïne
fractie 99.
O
( )m
MeO
n
98
1.98 eq Na
x
O
( )m
( )m'
Tolueen
, 4 h
sonicatie
n'
n
OH
99
Figuur 41. Acyloïnecondensatie van gehydrogeneerde biodiesel.
IV.1.4 Ozonolyse van methyloleaat
In het doctoraatsonderzoek van ir. Elisabeth Delbeke wordt de ozonolyse van sophorolipide 100
uitgevoerd ter vorming van het sophorolipide aldehyde 101 en 9-oxo-methylnonanoaat 102 als
restproduct (Figuur 42). Dit restproduct kan gevaloriseerd worden door het via een
acyloïnecondensatie om te zetten naar een dialdehyde.
De ozonolyse werd uitgevoerd in droge CH2Cl2 bij een temperatuur van -78°C. Het reactiemengsel
werd doorborreld met O3 en Sudan III werd toegevoegd als indicator om het eindpunt van de reactie
te bepalen (Figuur 42). Na flushen met N2 en opwarmen tot kamertemperatuur werd de opwerking
uitgevoerd door toevoegen van Me2S. Na reactie kon echter nauwelijks de vorming van
9-oxo-methylnonanoaat 102 aangetoond worden. De oorzaak hiervan bleek de vorming van stabiele
30
IV.Bespreking van de resultaten
ozonides te zijn tijdens de ozonolyse. Om dit probleem op te lossen werden verschillende
ozonolyseprocedures geëvalueerd in samenwerking met ir. Elisabeth Delbeke en Jelle Van den
Abeele.
AcO
AcO
OMe
O
O
OAc
AcO
AcO
O
2) 6 eq Me2S
kt
100
OAc
OO
OAc
OAc
1) O3
Sudan III
CH2Cl2
-78°C
H
O
O
OAc
O
101
OAc
OO
OAc
OAc
+
OAc
O
OAc
O
MeO
H
102
Figuur 42. Ozonolyse van het sophorolipide met vorming van 9-oxo-methylnonanoaat.
Wegens de hoge kostprijs van het sophorolipide 100 werden de ozonolyses uitgevoerd op
methyloleaat 103 (Figuur 43). Methyloleaat 103 werd opgelost in 5% H2O/acetonitril en onder
N2-atmosfeer geplaatst. Na toevoegen van Sudan III als indicator werd O3 door het reactiemengsel
geborreld onder roeren bij 0°C. De reactie werd beëindigd bij ontkleuren van het reactiemengsel.
Vervolgens werd NaHSO3 toegevoegd en na wassen met pekel werd de organische fractie
afgezonderd en geconcentreerd onder verlaagde druk. Steeds werd een onzuiver reactiemengsel
bekomen waarin het gewenste product 102 niet aanwezig bleek te zijn.
1)O3
sudan III
5% H2O/acetonitril
O°C
O
x
MeO
103
O
O
MeO
2) 2 eq NaHSO3
kt
O
H
102
+
H
104
Figuur 43. Ozonolyse van methyloleaat.
Na verder onderzoek door ir. Elisabeth Delbeke kon het gewenste 9-oxo-methylnonanoaat 102
geïsoleerd worden na ozonolyse in 3% MeOH/CH2Cl2 met een reductieve opwerking gebruik
makende van NaBH(OAc)3. Pogingen werden vervolgens ondernomen om de aldehydefunctie van het
9-oxo-methylnonanoaat 102 te beschermen alvorens de acyloïnecondensatie uit te voeren. Het
9-oxo-methylnonanoaat 102 werd opgelost in droge THF en onder N2-atmosfeer geplaatst waarna
2,2-dimethyl-1,3-propaandiol (DMPD) werd toegevoegd in aanwezigheid van een moleculaire zeef.
Het reactiemengsel werd vervolgens overnacht geroerd bij refluxtemperatuur. Na droog affiltreren
IV. Bespreking van de resultaten
31
en concentreren van het reactiemengsel onder verlaagde druk bleek de bescherming van de
aldehydefunctie met DMPD niet succesvol. Wegens het beperkte tijdsbestek van deze Masterproef
kon verdere optimalisatie van deze procedure niet geëvalueerd worden en de acyloïnecondensatie
met het beschermd 9-oxo-methylnonanoaat 105 niet uitgevoerd worden (Figuur 44) .
O
1.2 eq DMPD
moleculaire zeef
O
MeO
H
102
x
THF (droog)
, 18 h
O
O
MeO
O
105
O
O
O
O
MeO
O
O
O
O
OH
106
105
Figuur 44. Bescherming en hierop volgende acyloïnecondensatie van 9-oxo-methylnonanoaat.
IV.2 Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne.
In deze Masterproef werden meerdere opties onderzocht voor de synthese van fosfaatderivaten van
10-undecenoine. Een eerste doel was de ontwikkeling van methodes voor de vorming van
fosfaatderivaten waarbij twee identieke alkylketens op de fosfaatgroep aanwezig zijn. Door variatie
van de lengte van deze alkylketen werd de aanleg van een bibliotheek van dialkylfosfaatderivaten
van 10-undecenoïne beoogd. Daarnaast werd getracht een synthese te ontwikkelen naar
fosfaatderivaten met polaire hoofdgroepen. Voornamelijk de vorming van fosfatidylethanolamine en
fosfatidylcholine analogen uit 10-undecenoïne kregen hierbij de prioriteit.
IV.2.1 Koppeling 10-undecenoïne met dialkylchloorfosfaten.
Voor de vorming van fosfaatderivaten 7 uit 10-undecenoïne 6 werd het gebruik van
dialkylchloorfosfaten geëvalueerd zoals beschreven door Van der Steen (2012) 1 (Figuur 45).
OH
( )8
( )8
O
RO P OR
Cl
RO
OR
P
O
O 8
()
( )8
O
O
6
7
Figuur 45. Vorming van fosfaatderivaten met behulp van dialkylchloorfosfaten.
Aangezien enkel het dimethyl- 107a, diëthyl- 107b, ethyleen- 107g en difenylchoorfosfaat 107h
commercieel
beschikbaar
zijn,
werd
gezocht
naar
syntheseroutes
om
de
overige
dialkylchloorfosfaten te vormen (Figuur 46). Twee verschillende synthesewegen die in de literatuur
beschreven worden, werden onderzocht.
32
IV.Bespreking van de resultaten
O
MeO P OMe
Cl
O
EtO P OEt
Cl
O
BuO P OBu
Cl
107b
107c
107a
( )6
O
O P O
Cl
( )6
( )9
107e
O
O P O
Cl
( )4
O
O P O
Cl
107d
O
O P O
Cl
O
O P
Cl
O
( )9
107f
( )4
107g
107h
Figuur 46. Verschillende chloorfosfaten voor de koppeling met 10-undecenoïne.
IV.2.1.1 Synthese van dialkylchloorfosfaten
Vorming van dialkylchloorfosfaten uitgaande van POCl3
In de eerste plaats werd de vorming van dialkylchloorfosfaten 107 uitgaande van POCl3 108
geëvalueerd zoals beschreven door Mesher et al.(2011)53 en Aitken et al.(2012)54 (Figuur 47).
POCl3 108 werd opgelost in droge Et2O bij een temperatuur van -20°C onder N2-atmosfeer. Het
gewenste primair alkylalcohol werd samen met Et3N toegedruppeld over 1 uur. Vervolgens werd het
reactiemengsel verder geroerd bij kamertemperatuur. Opvolging van de reactie vond plaats door
middel van
31
P-NMR analyse. Temperatuurcontrole is van groot belang bij deze reactie om de
vorming van nevenproducten, voornamelijk trialkylfosfaten, te vermijden. Tevens dient zeer droog
gewerkt te worden om hydrolyse van het reactieve dialkylchloorfosfaat tot een dialkylfosfaat te
vermijden. Een poging tot opzuivering van de dialkylchloorfosfaten werd uitgevoerd via
vacuümdestillatie.
O
Cl P Cl
Cl
108
2 eq ROH
2 eq Et3N
Et2O (droog)
-20°C, 1h
kt
O
RO P OR
Cl
107
Figuur 47. Vorming van dialkylchloorfosfaten uitgaande van POCl3.
De vorming van de dialkylchloorfosfaten 107 werd uitgevoerd voor verschillende alkylgroepen
startende van methyl tot octyl. Steeds werd gebruik gemaakt van gedroogde alcoholen en droge
Et3N. De resultaten voor verschillende alkylgroepen worden weergegeven in Tabel 2.
Component
R-groep
Reactietijd
Rendement
107a
Methyl
18 uur
/
107d
Hexyl
21 uur
/
107e
Octyl
21 uur
/
Tabel 2. Vorming van dialkylchloorfosfaten uitgaande van POCl3.
IV. Bespreking van de resultaten
33
Zowel
bij
de
vorming
van
dimethylchloorfosfaat 107a,
dihexylchloorfosfaat 107c
en
dioctylchloorfosfaat 107d werd na reactie een kleurloze vloeistof bekomen waarin het gewenste
dialkylchloorfosfaat 107 als majorproduct aanwezig was. Dialkylfosfaat en trialkylfosfaat werden als
belangrijkste nevenproducten aangetoond. Trager toedruppelen van het alcohol, volledig droog
werken en een betere temperatuurscontrole konden de vorming van deze nevenproducten
verminderen. Een poging tot opzuivering via vacuümdestillatie resulteerde steeds in decompositie
van het dialkylchloorfosfaat 107 met de vorming van verschillende nevenproducten tot gevolg. Dit
leidde tot onzuiverder reactiemengsel dat niet geschikt was voor verder gebruik tijdens de
koppelingsreacties met 10-undecenoïne 6 (vide infra). De aanwezigheid van de reactieve chloorgroep
op het dialkylchloorfosfaat is waarschijnlijk de oorzaak van de decompositie en vorming van
nevenproducten.
Een
poging
tot
opzuivering
van
de
dialkylchloorfosfaten
107
via
kolomchromatografie faalde eveneens. Opzuivering van het gewenste dialkylchloorfosfaat bleek
aldus niet mogelijk. Een poging tot opzuivering van dimethylchloorfosfaat 107a werd niet uitgevoerd
wegens de commerciële beschikbaarheid van deze component.
Vorming van dialkylchloorfosfaten via dialkylfosfieten
Bij een tweede syntheseroute die onderzocht werd voor de vorming van dialkylchloorfosfaten wordt
vertrokken vanuit het commercieel beschikbaar diëthylfosfiet 109a. Diëthylfosfiet wordt omgezet tot
het gewenste dialkylfosfiet 109 dat vervolgens wordt omgezet tot het respectievelijke
dialkylchloorfosfaat 107 (Figuur 48).
O
EtO P OEt
H
O
RO P OR
H
109a
109
O
RO P OR
Cl
107
Figuur 48. Vorming van dialkylchloorfosfaten uitgaande van diëthylfosfiet.
De vorming van dialkylchloorfosfaten 107 via deze reactieweg werd uitgevoerd voor ketenlengtes die
variëren van ethyl tot undecyl. Steeds werd gewerkt met droge reagentia om de vorming van
nevenproducten tegen te gaan.
De vorming van de verschillende dialkylfosfieten 109 werd uitgevoerd zoals beschreven door
Aitken et al. (2012)54 (Figuur 49). Diëthylfosfiet 109a werd via een omesteringsreactie omgezet tot
het gewenste dialkylfosfiet 109 in aanwezigheid van het corresponderende alkylalcohol. Het
dihexylfosfiet 109a en alcohol werden samen met NaH, dat gebruikt werd als katalysator, verwarmd
in een destillatieopstelling waarbij het gevormde ethanol continu afgevoerd werd. Opzuivering werd
34
IV.Bespreking van de resultaten
uitgevoerd via kolomchromatografie met PE/EA. De resultaten voor de verschillende alkylgroepen
worden weergegeven in Tabel 3.
O
EtO P OEt
H
3 eq ROH
0.1 eq NaH
Destillatie
109a
O
RO P OR
H
109
Figuur 49. Vorming van dialkylfosfieten uit diëthylfosfiet.
Component
R-groep
Reactieduur
Temperatuur
Rendement
109b
Hexyl
7 uur
160°C
33%
109c
Octyl
18 uur
220°C
21%
109d
Undecyl
24 uur
300°C
/
Tabel 3. Vorming van dialkylfosfieten uit diëthylfosfiet.
Het niet meer overdestilleren van EtOH werd als indicator genomen om het eindpunt van de reactie
te bepalen. Zowel bij de vorming van dihexylfosfiet 109b, dioctylfosfiet 109c en diundecylfosfiet 109d
werd het gewenste dialkylfosfiet 109 als majorproduct gevormd in het reactiemengsel. Een poging
tot opzuivering via vacuümdestillatie verliep zeer moeizaam door een beperkt verschil in
kooktemperatuur tussen de aanwezige componenten. Opzuivering via kolomchromatografie leverde
zuiver dialkylfosfiet 109. Bij de vorming van dihexylfosfiet 109b werd de duur van de destillatie
verlengd van de beschreven 3 uur tot 7 uur om een hogere omzetting van het diëthylfosfiet 109a te
verkrijgen. Opzuivering via kolomchromatografie leverde zuiver dihexylfosfiet 109b als een kleurloze
vloeistof met een rendement van 33%. Als solventsysteem werd gebruik gemaakt van PE/EA in een
1/1 verhouding. Voor de vorming van dioctylfosfiet 109c werd de destillatie uitgevoerd gedurende
18 uur en bij een temperatuur van 220°C. Verhoogde sterische hinder door toenemende lengte van
de alkylketen maken een hogere reactietemperatuur en een langere reactietijd noodzakelijk.
Opzuivering via kolomchromatografie leverde zuiver dioctylfosfiet 109c als een kleurloze vloeistof
met een rendement van 21%. De samenstelling van het gebruikte eluens was PE/EA in
3/2 verhouding. Bij de vorming van diundecylfosfiet 109d werd een destillatie uitgevoerd gedurende
24 uur bij een temperatuur van 300°C. Na vacuümdestillatie werd een vast product bekomen.
Pogingen tot opzuivering van diundecylfosfiet 109d via omkristallisatie faalden. Verdere pogingen tot
opzuivering werden niet ondernomen.
De synthese van dialkylchloorfosfaten uit de respectievelijke dialkylfosfieten werd uitgevoerd zoals
beschreven door Acharya et al. (2005)55. Hierbij werd het dialkylfosfiet met behulp van
trichloroisocyanuurzuur omgezet tot het gewenste dialkylchloorfosfaat (Figuur 50). Aan een geroerde
oplossing van trichloroisocyanuurzuur in droge acetonitril onder N2-atmosfeer werd bij
IV. Bespreking van de resultaten
35
kamertemperatuur en onder N2-atmosfeer het dialkylfosfiet, eveneens opgelost in droge acetonitril,
in één portie toegevoegd. Het reactiemengsel werd vervolgens verder geroerd bij kamertemperatuur
tot de vorming van een witte neerslag waarneembaar was. Na affiltreren werd een poging tot
opzuivering ondernomen via vacuümdestillatie. De resultaten voor de verschillende alkylgroepen
worden weergegeven in Tabel 4.
O
Cl
3 eq
O
O
RO P OR
H
109
N
N
Cl
N O
Cl
0.01 eq NaH
Acetonitril (droog)
kt
O
RO P OR
Cl
107
Figuur 50. Vorming van dialkylchloorfosfaten uit dialkylfosfieten.
Component
R-groep
Reactieduur
Rendement
107b
Ethyl
18 uur
/
107c
Butyl
18 uur
/
107d
Hexyl
24 uur
/
107e
Octyl
16 uur
/
Tabel 4. Vorming van dialkylchloorfosfaten uit dialkylfosfieten.
Zowel
bij
de
vorming
van
diëthylchloorfosfaat 107b,
dibutylchloorfosfaat 107c,
dihexylchloorfosfaat 107d en dioctylchloorfosfaat 107e werd na reactie een kleurloze vloeistof
bekomen waarin het gewenste dichloorfosfaat 107 als majorproduct aanwezig was. Resterend
dialkylfosfiet 109 werd steeds waargenomen en de hoeveelheid nam toe met stijgende lengte van de
alkylketen. Tevens zorgde een grotere lengte van de alkylketen voor een langere reactieduur. Een
toenemende sterische hinder is hier de oorzaak van. Een poging tot opzuivering werd ondernomen
via vacuümdestillatie. Steeds werd echter decompositie van het dialkylchloorfosfaat 107
waargenomen met de vorming van nevenproducten tot gevolg (vide supra). Na opzuivering werd een
onzuiverder reactiemengsel bekomen. Een poging tot opzuivering van de dialkylchloorfosfaten 107
via kolomchromatografie faalde eveneens. Zuivere dialkylchloorfosfaten werden dus niet verkregen.
Bij de vorming van diëthylchloorfosfaat 107b werd de witte neerslag slechts waargenomen na roeren
overnacht bij kamertemperatuur in plaats van de beschreven 15 minuten. Opzuivering van deze
component werd niet geëvalueerd omdat diëthylchloorfosfaat 107b commercieel beschikbaar is. De
verminderde reactietijd van 16 uur bij de vorming van dioctylchloorfosfaat 107e werd veroorzaakt
door licht opwarmen van het reactiemengsel om de snelheid van de reactie te bevorderen. Ondanks
36
IV.Bespreking van de resultaten
de beperkte zuiverheid werd besloten het dihexylchloorfosfaat 107d gevormd via deze methode te
gebruiken voor het uitvoeren van een koppelingsreactie met 10-undecenoïne 6 (vide infra).
Uit voorgaande resultaten kan besloten worden dat zuivere dialkylchloorfosfaten 107 met een
variërende lengte van de alkylketen moeilijk gevormd worden via de bovenstaande methodes. De
vorming van de dialkylchloorfosfaten 107 werd steeds waargenomen. Door het ontbreken van een
geschikte manier voor opzuivering konden de dialkylchloorfosfaten 107 echter niet in zuivere vorm
verkregen worden.
IV.2.1.2 Koppeling van 10-undecenoïne met de dialkylchloorfosfaten.
De methode beschreven door Van der Steen (2012)1 werd gebruikt voor de koppelingsreactie van de
dialkylchloorfosfaten 107 met 10-undecenoïne 6 tot de gewenste fosfaatderivaten 107 (Figuur 51).
10-undecenoïne werd samen met Et3N opgelost in droge Et2O en onder N2-atmosfeer geplaatst. Het
dialkylchloorfosfaat werd langzaam toegevoegd bij een temperatuur van 0°C waarna het
reactiemengsel verder geroerd werd bij refluxtemperatuur. De reactie werd opgevolgd via
TLC-analyse. Na opwerking door wassen met NaHCO3 en water, drogen over MgSO4 en filtratie werd
het fosfaatderivaat 7 opgezuiverd via kolomchromatografie met PE/EA.
OH
( )8
( )8
RO
OR
P
O
O 8
()
O
1.4 eq RO P OR
1.4 eq Et N Cl
3
( )8
Et2O (droog)
0°C tot 
O
O
7
6
Figuur 51. Koppeling van 10-undecenoïne met dialkylchloorfosfaten.
Voor
deze
Masterproef
werd
gebruik
gemaakt
van
het
commercieel
beschikbaar
dimethylchloorfosfaat 107a, diëthylchloorfosfaat 107b en difenylchloorfosfaat 107h (Figuur 46).
Tevens werd de koppeling uitgevoerd met dihexylchloorfosfaat 107d dat bekomen werd bij de
vorming van de dialkylchloorfosfaten (vide supra). Verder werd de koppeling uitgevoerd met het
cyclische 2-chloro-2-oxo-1,3,2-dioxafosfolaan 107g, ook wel ethyleenchloorfosfaat genoemd. Het
bekomen fosfaatderivaat doet immers dienst als intermediair voor de vorming van derivaten met
een polaire hoofdgroep.
De resultaten van de koppeling tussen 10-undecenoïne en verschillende dialkylchloorfosfaten en
diarylchloorfosfaten wordt weergegeven in Tabel 5.
IV. Bespreking van de resultaten
37
Component R-groep
Reactietijd
0°C
Reactietijd Δ
Rendement
7a
Methyl
15-180 min
12-48 uur
/
7b
Ethyl
30 min
4-100 uur
24-28%
7c
Hexyl
15 min
150 uur
32%
7d
Fenyl
30 min
150 uur
50%
7e
Ethyleen
15-120 min
18-100 uur
/
Tabel 5. Koppeling tussen 10-undecenoïne en dialkylchloorfosfaten.
Het diëthylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne 7b werd na opzuivering via gewone en automatische
kolomchromatografie verkregen met een rendement van respectievelijk 24 en 28%. Als
solventsysteem werd gebruik gemaakt van PE/EA in een 8/2 verhouding. De koppeling van
dihexylchloorfosfaat 107d met 10-undecenoïne 6 werd uitgevoerd ondanks het feit dat geen zuiver
dialkylchloorfosfaat 107d gebruikt kon worden. Na 150 uur reflux werd een voldoende omzetting van
het aanwezige 10-undecenoïne 6 vastgesteld. Verdere opzuivering via kolomchromatografie leverde
het zuiver dihexylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne 7c als een gele olie met een rendement van
32%. Als solventsysteem werd gebruik gemaakt van PE/EA in een 17/3 verhouding. Bij de vorming
van het difenylfosfonaatderivaat van 10-undecenoïne 7d werd het reactiemengsel geroerd bij
refluxtemperatuur gedurende 150 uur. Na opzuivering via kolomchromatografie werd het zuivere
eindproduct 7d bekomen met een rendement van 50%. Als eluens werd gebruik gemaakt van PE/EA
in 19/1 verhouding.
Voor de vorming van het dimethylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne 7a werden verschillende
reactietijden en reactietemperaturen uitgeprobeerd (Tabel 6). De koppelingsprocedure verliep
analoog met de hierboven beschreven procedure (vide supra). Na reactie werd de massa van het
gewenste derivaat steeds teruggevonden in het ruw reactiemengsel via LC-MS analyse.
Oorspronkelijk werd de extractie tijdens de opwerking van het reactiemengsel uitgevoerd met
verzadigd NaHCO3. Na opwerking werd het gewenste product echter niet meer gedetecteerd met
LC-MS en 31P-NMR. Na wijzigen van de opwerking door gebruik van water in plaats van verzadigd
NaHCO3 werd het gewenste derivaat wel teruggevonden via LC-MS. Een poging tot opzuivering werd
uitgevoerd via automatische kolomchromatografie met PE/EA. Na opzuivering werd het gewenste
dimethylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne 7a in geen enkele fractie geïdentificeerd met behulp
van LC-MS, 1H-NMR,
13
C-NMR of 31P-NMR. Het acyloïne werd echter in kwantitatieve hoeveelheid
teruggevonden. De dimethylfosfaatgroep is een sterke leaving group, hierdoor kan onder de licht
basische omstandigheden tijdens de opwerking met NaHCO3 of de licht zure omstandigheden die
heersen bij kolomchromatografie ontkoppeling optreden van de fosforgroep. Wegens het beperkte
38
IV.Bespreking van de resultaten
tijdsbestek van deze Masterproef konden alternatieve opzuiveringsmethoden niet meer geëvalueerd
worden.
Component
7a
Tijd bij O°C
15 min
Tijd bij kt
/
Refluxtijd
12 uur
Rendement
/
7a
180 min
/
17 uur
/
7a
15 min
18 uur
48 uur
/
7a
120 min
18 uur
24 uur
/
7a
15 min
18 uur
24 uur
/
7a
15 min
/
24 uur
/
7a
120 min
/
24 uur
/
7a
60 min
/
24 uur
/
Tabel 6. Variatie van de reactieomstandigheden bij de vorming van het dimethylfosfaatderivaat van
10-undecenoïne.
De vorming van het cyclisch ethyleenfosfaatderivaat van 10-undecenoïne 7e gebeurde door
koppeling met het commercieel beschikbaar 2-chloro-2-oxo-1,3,2-dioxafosfolaan 107g (Figuur 52).
De procedure verliep analoog met deze beschreven voor de dialkylchloorfosfaten 107 (vide supra).
Verschillende reactieomstandigheden en methodes voor opwerking werden geëvalueerd zoals
weergegeven in Tabel 7.
Component
Tijd bij O°C
Tijd bij kt
Refluxtijd
Opwerking
Rendement
7e
60 min
2 uur
100 uur
NaHCO3
/
7e
60 min
2 uur
75 uur
NaHCO3
/
7e
60 min
2 uur
18 uur
NaHCO3
/
7e
120 min
18 uur
24 uur
NaOH
/
7e
15 min
1 uur
24 uur
H2O
/
7e
15 min
1 uur
24 uur
H2O
/
Tabel 7. Vorming van het cyclisch ethyleenfosfaatderivaat.
Zowel bij het gebruik van water als bij het gebruik van verzadigd NaHCO3 tijdens de opwerking werd
via analyse met behulp van LC-MS de aanwezigheid van het ring geopend ethyleenfosfaatderivaat 7f
waargenomen. Na opwerking met behulp van NaOH werd het ring geopend derivaat echter niet
meer waargenomen op LC-MS en 31P-NMR. De basische omstandigheden zullen waarschijnlijk geleid
hebben tot het ontkoppelen van de fosforgroep. Een poging tot opzuivering werd uitgevoerd door
middel van kolomchromatografie met PE/EA maar was niet succesvol. Na opzuivering werd het
fosfaatderivaat 7f immers in geen enkele fractie teruggevonden. Dit kan het gevolg zijn van
IV. Bespreking van de resultaten
39
ontkoppeling onder
invloed van de
licht zure
omstandigheden die heersen
bij de
kolomchromatografie. Een andere oorzaak is dat de component een zeer sterke affiniteit heeft voor
de silicakolom waardoor elutie niet mogelijk is. Op TLC werd immers steeds een spot op de basislijn
teruggevonden. Wegens het beperkte tijdsbestek van deze cursus konden alternatieve
opzuiveringsmethoden niet meer geëvalueerd worden.
OH
O
O P Cl
O
1.4 eq
OH
1.4 eq Et3N
( )8
( )8
HO
O
P
O
O 8
()
( )8
Et2O (droog)
0°C tot 
O
O
6
7f
Figuur 52. Vorming van het ring geopend ethyleenfosfaatderivaat van 10-undecenoïne met behulp van
commercieel beschikbaar 2-chloro-2-oxo-1,3,2-dioxafosfolaan.
IV.2.2 Vorming van dialkylfosfaatderivaten van 10-undecenoïne via
het dichloorfosfaat intermediair.
Een alternatieve methode werd onderzocht voor de vorming van dialkylfosfaatderivaten uitgaande
van 10-undecenoïne 7 (Figuur 53). Hierbij werd 10-undecenoine 6 gekoppeld met POCl3 tot het
dichloorfosfaat
intermediair
110
dat
vervolgens
omgezet
werd
tot
het
gewenste
dialkylfosfaatderivaat 7.
Cl
OH
( )8
( )8
POCl3
O
( )8
O
RO
OR
P
O
O 8
()
Cl
P
O 8
()
ROH
( )8
O
O
110
6
7
Figuur 53. Vorming van dialkylfosfaatderivaten van 10-undecenoïne via het dichloorfosfaat intermediair.
De vorming van het 10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 werd uitgevoerd volgens de procedure
beschreven door Eibl (1978)42 (Figuur 55). Wanneer echter POCl3 samen met Et3N aan het
10-undecenoïne 6
werd
toegedruppeld,
werd
na
afloop
van
de
reactie
het
di-10-undecenoïnefosfaat 111 gedetecteerd via LC-MS analyse (Figuur 54). Om dit te vermijden werd
het 10-undecenoïne 6 samen met Et3N langzaam toegedruppeld aan POCl3 in oplossing. Traag
toedruppelen en temperatuurscontrole zijn essentieel om de vorming van dit nevenproduct 111 te
vermijden. POCl3 werd opgelost in droge CH2Cl2 en onder N2-atmosfeer geplaatst. Het toedruppelen
van 10-undecenoïne 6 samen met Et3N vond plaats over een periode van 30 minuten bij maximaal
15°C. De reactie werd opgevolgd via TLC en
40
31
P-NMR. Na beëindigen van de reactie werd het
IV.Bespreking van de resultaten
gevormde zout afgefiltreerd en het reactiemengsel geconcentreerd onder verlaagde druk. Een
poging tot opzuivering werd ondernomen via vacuümdestillatie. Speciale aandacht dient besteed te
worden aan werken onder droge omstandigheden zowel tijdens de reactie als bij de opwerking. Het
gevormde 10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 is immers zeer reactief en gevoelig aan hydrolyse.
O
O
P
OH
O
O
O
111
Figuur 54. Vorming van di-10-undecenoïnefosfaat.
Tijdens het indampen van het reactiemengsel trad zeer sterke schuimvorming op wat waarschijnlijk
te wijten is aan een hoge zoutconcentratie in het reactiemengsel. Dit werd opgelost door gebruik te
maken van droge Et2O in plaats van droge CH2Cl2. De oplosbaarheid van het gevormde
triëthylaminehydrochhloride zout is immers minimaal in Et2O. Opvolging van de reactie met behulp
van TLC toonde de vorming van verschillende reactieproducten. Een poging tot opzuivering via
vacuümdestillatie bleek onsuccesvol en een onzuiver reactiemengsel werd verkregen. De
aanwezigheid van reactieve chloorgroepen maakt het 10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 zeer
onstabiel wat de opzuivering ervan bemoeilijkt.
Vervolgens werd de fosforhoofdgroep gevormd door reactie van het 10-undecenoïne
dichloorfosfaat 110 met het gewenste alkylalcohol (Figuur 55). Opnieuw werd gebruik gemaakt van
de procedure beschreven door Eibl (1978)42. Het 10-undecenoïne dichloorfosfaat werd opgelost in
droge THF en onder N2-atmosfeer geplaatst. Het alcohol werd samen met Et3N toegevoegd bij een
temperatuur van 20°C waarna de temperatuur langzaam verhoogd werd tot 35°C. De reactie werd
opgevolgd via TLC en 31P-NMR. Koppeling van het onzuiver mengsel bekomen na vorming van het
10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 met hexanol leverde een zeer onzuiver spectrum waarbij het
gewenste product 7c niet gedetecteerd werd.
OH
( )8
( )8
O
1.3 eq POCl3
1.3 eq Et3N
x
Et2O (droog)
15°C
6
O
Cl
P
O
Cl 8
()
( )8
O
110
4 eq HexOH
4 eq Et3N
THF(droog)
20°Ctot 35°C
OHex
P
O
O
HexO
( )8
( )8
O
7c
Figuur 55. Vorming van het dialkylfosfaatderivaat uit 10-undecenoïne.
IV. Bespreking van de resultaten
41
Om de kans op hydrolyse en nevenreacties van het 10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 te vermijden
werd de koppeling van 10-undecenoïne 6 met POCl3 samen met de vorming van de fosforhoofdgroep
met EtOH als een one-pot reactie uitgevoerd (Figuur 56). Zo werd de opwerking en opzuivering van
het 10-undecenoïne dichloorfosfaat intermediair 110 vermeden wat de kans op hydrolyse en
nevenreacties sterk verminderd. Na koppeling van 10-undecenoïne 6 met een overmaat POCl3 werd
de fosforhoofdgroep meteen gevormd door toevoegen van een overmaat EtOH ter vorming van het
diëthylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne 7b. Het tijdstip waarop EtOH werd toegevoegd werd
bepaald via opvolging van de reactie met
sequentiële
reactie
met
het
verschil
31
P-NMR. De procedure was analoog als voor de
dat
geen
opwerking
en
opzuivering
van
het
10-undecenoïne dichloorfosfaat intermediair 110 plaatsvond. Tevens vond toedruppelen van
10-undecenoïne 6 samen met Et3N plaats bij kamertemperatuur. Een alternatieve opwerking na de
one-pot reactie via extractie met H2O/Et2O werd geëvalueerd. Deze methode bleek echter weinig
succesvol.
OH
( )8
( )8
O
6
1.2 eq POCl3
1.8 eq base
THF (droog)
kt, 30 min
O
Cl
P
O
Cl 8
()
( )8
O
110
4 eq EtOH
4 eq Et3N
THF (droog)
35°C, 2 uur
OEt
P
O
O
EtO
( )8
( )8
O
7b
Figuur 56. Vorming van het dialkylfosfaatderivaat van 10-undecenoine via een one-pot reactie.
Ook voor de one-pot reactie kon het gewenst product na opwerking niet gedetecteerd worden. Op
31
P-NMR werd een groot signaal waargenomen bij een ppm-waarde van -2.08 tot -2.92, wat kan
wijzen op de aanwezigheid van het koppelingsproduct van POCl3 en Et3N. Om deze mogelijkheid uit
te sluiten werden verschillende andere basen uitgetest. Een probleem bij het gebruik van K2CO3, NaH
en Cs2CO3 was echter de beperkte oplosbaarheid van deze basen in droge THF. Na reactie met de
verschillende basen werd steeds een onzuiver spectrum bekomen met verschillende nevenproducten
als majorproducten. De reactie werd zowel in droge Et2O als in droge THF uitgevoerd waarbij weinig
verschil tussen de twee solventen werd waargenomen.
Uit voorgaande reacties blijkt de koppeling van 10-undecenoïne 6 met POCl3 tot het intermediaire
10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 en hierop volgende vorming van de fosforhoofdgroep in een
one-pot reactie niet vanzelfsprekend. Gezien de moeilijke isolatie van het 10-undecenoïne
dichloorfosfaat intermediair 110 valt niet met zekerheid te zeggen of het de koppeling met POCl3 is
die moeilijk doorgaat of de hierop volgende vorming van de fosforhoofdgroep. Er kon immers niet
besloten worden of het 10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 al dan niet gevormd werd. Daarnaast is
het mogelijk dat gedurende de tweede reactiestap opnieuw ontkoppeling optreedt van de
42
IV.Bespreking van de resultaten
fosforgroep. Het gebrek aan referentiewaarden voor het 10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 maakt
het moeilijk de reactie op te volgen. Via de gebruikte methode is het niet mogelijk het
diëthylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne 7b te vormen. De evaluatie van verschillende solventen,
basen en reactietemperaturen heeft weinig invloed op het bekomen reactiemengsel.
Ook
de
vorming
van
het
fosfatidezuur
van
10-undecenoïne
112
via
het
10-undecenoïne dichloorfosfaat intermediair 110 werd onderzocht. Hiervoor werd het gevormde
10-undecenoïne dichloorfosfaat 110 gequenched met een overmaat H2O waarna het reactiemengsel
overnacht geroerd werd bij 35°C (Figuur 57). Vorming van het 10-undecenoïne dichloorfosfaat
intermediair 110 verliep analoog als hierboven beschreven (vide supra). In eerste instantie werd geen
gebruik gemaakt van Et3N om de koppelingsreactie uit te voeren. Na quenchen met H2O werd echter
enkel de vorming van H3PO4 waargenomen. De koppeling van 10-undecenoïne 6 met POCl3 lijkt aldus
niet te verlopen zonder de aanwezigheid van een base. Bij het gebruik van Et3N en na quenchen met
een overmaat H2O werd zowel via negatieve als positieve LC-MS de aanwezigheid van het gewenste
fosfatidezuurderivaat
112
aangetoond.
Tevens
di-10-undecenoïnefosfaat 111 waargenomen. Op
werd
ook
de
vorming
van
het
31
P-NMR werd echter een onzuiver mengsel
waargenomen waarbij een groot signaal waargenomen werd dat de aanwezigheid van fosforzuur
aantoont. Verdere opzuivering werd wegens het beperkte tijdsbestek van deze Masterproef niet
uitgevoerd.
OH
( )8
( )8
O
1.3 eq POCl3
1.3 eq Et3N
Et2O (droog)
15°C, 30 min
6
O
Cl
P
O
Cl 8
()
( )8
O
OH
P
O
O
OH
4 eq H2O
Et2O (droog)
kt, overnacht
110
( )8
( )8
O
112
Figuur 57. Vorming van het fosfatidezuurderivaat.
IV. Bespreking van de resultaten
43
V.
Experimenteel deel
V.1 Materiaal en methoden
V.1.1 Dunne laag chromatografie (TLC, Thin Layer Chromatography)
TLC-analyse wordt gebruikt om reacties op te volgen, bij het bepalen van een geschikt eluens voor
kolomchromatografie of preperatieve TLC en om de samenstelling van de fracties bekomen uit
kolomchromatografie na te gaan. Aan de hand van TLC kunnen Rf-waarden (‘ratio to front’) van
chemische verbindingen bepaald worden. Voor TLC-analyse wordt gebruik gemaakt van silicaplaatjes
(Merck Silicagel 60 F254, precoated, dikte 0,25 cm) met een experimenteel bepaald eluens. De
verbindingen worden gedetecteerd onder UV-licht en/of door middel van kleuring via oxidatie met
een kaliumpermanganaatoplossing.
V.1.2 Kolomchromatografie
Kolomchromatografie wordt toegepast om ruwe reactiemengsels op te zuiveren wanneer
kristallisatie niet toereikend is. De vaste fase van de kolom bestaat uit silicagel (Silicagel 60 (Fluka),
deeltjesgrootteverdeling: 70-230 mesh). De diameter van de gebruikte glazen kolommen is
afhankelijk van de hoeveelheid op te zuiveren product. Als eluens wordt gebruik gemaakt van één of
een combinatie van organische solventen. Een geschikt solventsysteem wordt bepaald aan de hand
van dunne laag chromatografie.
V.1.3 Automatische kolomchromatografie
Voor automatische kolomchromatografie wordt gebruik gemaakt van een Grace RevelerisTM Flash
Chromatography System. Als vaste fase worden
herbruikbare silicakolommen gebruikt
(korreldiameter = 0,040 - 0,063 mm). De uitloopsnelheid van het solventfront hangt af van het type
kolom. De verbindingen worden gedetecteerd aan de hand van twee UV-detectoren (254 en 280 nm)
en ELSD (Evaporative Light Scattering Detector). De samenstelling van het eluens wordt bepaald aan
de hand van dunne laag chromatografie.
V.1.4 Vloeistofchromatografie (LC, Liquid Chromatography)
Vloeistofchromatografie wordt gebruikt voor het opvolgen van reacties, bij het bepalen van de
samenstelling van een reactiemengsel en om de zuiverheid van verbindingen na te gaan. De
analytische HPLC-MS bestaat uit een Agilent Technologies 1200 series LC System dat uitgerust is met
een UV-detector en gekoppeld is aan een massaspectrometer. De spectra worden opgenomen bij
44
V. Experimenteel deel
220.8 nm, 254.8 nm en 280.8 nm. Tijdens deze Masterproef werden twee kolommen gebruikt. De
eerste kolom was een Zorbax Eclipse XDB-C18 RP kolom (3,5 µm particle size, 5 cm x 4,6 mm). Deze
werd later vervangen door een Supelco Ascentis Express C18 kolom (L 3 cm x I.D. 4.6 mm) met 2.7
µm fused-core partikels met 90 A° poriëngrootte. De mobiele fase bestaat uit acetonitril en water.
V.1.5 Massaspectrometrie
Voor het opnemen van massaspectra wordt gebruik gemaakt van een Agilent 1100 Series VS
massaspectrometer waarbij de ionisatie uitgevoerd wordt door middel van de electron spray
techniek (ES, 4000V) en van een VL detector gebruik gemaakt wordt.
V.1.6 Hoge resolutie massaspectrometrie (HRMS, High Resolution
Mass Spectrometry)
Hoge resolutie massaspectra worden opgenomen met behulp van een Agilent Technologies 6210
Series Time-of-Flight massaspectrometer waarbij de ionisatie uitgevoerd wordt door middel van de
electron spray techniek.
V.1.7 NMR-Spectroscopie
Voor het opnemen van 1H-, 13C en 31P-NMR-spectra wordt gebruik gemaakt van een Bruker Avance III
Nuclear Magnetic Resonance spectrometer (bij respectievelijk 400, 100 en 161 MHz). De
gesynthetiseerde verbindingen worden hiertoe opgelost in een gedeutereerd solvent met
tetramethylsilaan als inwendige standaard. Ook DEPT-spectra en 2D-spectra zoals COSY, HSQC en
HMBC worden gebruikt om alle signalen uit de 1H-NMR en 13C-NMR spectra toe te wijzen.
V.1.8 Infraroodspectrometrie
Infraroodspectra worden met behulp van een Perkin-Elmer Spectrum BX FT-IR spectrometer
opgenomen. Hiervoor wordt een kleine hoeveelheid van de te analyseren verbinding aangebracht op
een ZnSe kristal waarbij een ATR (Attenuated Total Reflectance) correctie wordt toegepast.
V.1.9 Sonicator
Voor de sonicatie wordt gebruik gemaakt van een ultrasone processor UP100H met een vermogen
van 100 watt en een trillingsfrequentie van 30 kHz. Het vermogen is regelbaar van 20% tot 100% van
het maximale vermogen.
V. Experimenteel deel
45
V.1.10 Hydrogenatie
Reacties onder een H2-atmosfeer worden uitgevoerd met behulp van een Parker Balston Hydrogen
Generator. De maximale druk die aangelegd kan worden bedraagt 5 bar.
V.1.11 Ozonolyse
Reacties met ozon worden uitgevoerd door gebruik van een Bronkhorst Flow-BusnE-700 type
massastroommeter om de instroom van droge lucht te regelen, een Ozonia Triogen Model LAB2B
ozongenerator voor de productie van ozon uit droge lucht en een Anseros Ozomat Model GM
Non-Dispersive UV-analyser om continu de ozonconcentratie in de gasstroom te meten. Het meten
van de ozonconcentratie is gebaseerd op het verschil in UV-absorptie van lucht met ozon en lucht
zonder ozon.
V.1.12 Droge solventen en reagentia
Alle gebruikte reagentia en solventen zijn afkomstig van commerciële bronnen (Aldrich, Acros) en
worden, indien niet anders vermeld, zonder verdere opzuivering aangewend. Dichloormethaan
(CH2Cl2) wordt gedroogd door middel van destillatie in aanwezigheid van calciumhydride.
Diëthylether (Et2O) en tetrahydrofuran (THF) worden gedestilleerd over natriumdraad in
aanwezigheid van benzofenon als indicator voor het droogproces. Tolueen wordt gedestilleerd over
natriumdraad. Methanol, ethanol, hexanol en octanol worden gedroogd door middel van destillatie
in aanwezigheid van Mg-krullen en I2 volgens de methode van Lund en Bjerrum. Na destillatie
worden de droge reagentia bewaard in een afgesloten kolf met moleculaire zeven onder
N2-atmosfeer. Et3N wordt gedroogd in aanwezigheid van calciumhydride. Na destillatie wordt het
droge reagens bewaard in een afgesloten kolf met moleculaire zeven onder N2-atmosfeer.
V.1.13 Apparatuur
De reacties worden uitgevoerd onder magnetisch roeren in normaal glaswerk. Dit wordt steeds net
voor gebruik gespoeld met aceton en gedroogd onder een warme luchtstroom. Enkel waar expliciet
vermeld wordt het glaswerk gevlamdroogd en/of onder een N2-atmosfeer gewerkt.
46
V. Experimenteel deel
V.2 Beschrijving van de experimenten en productkarakterisaties
V.2.1
Acyloïnecondensatie
van
methyl-10-undecenoaat
tot
10-undecenoïne
In een gevlamdroogde kolf van 500 mL voorzien van een droge bolkoeler, claisenstuk en bubbelaar
werd droge tolueen (125 ml) gebracht en onder N2-atmosfeer geplaatst. Natrium (1.98 eq, 123.75
mmol, 2.85 g) werd toegevoegd en het mengsel werd sterk geroerd bij refluxtemperatuur tot het
natrium fijn gedispergeerd was. Om de dispersie te bevorderen werd gedurende het roeren continue
sonicatie uitgevoerd. Vervolgens werd het methyl-10-undecenoaat (62.5 mmol, 12.5 g) toegevoegd
in een tijdspanne van 3 minuten. Bij toevoegen van het methyl-10-undecenoaat werd een intense
reflux waargenomen door de exotherme aard van de radicalaire reactie. Na enkele ogenblikken werd
het reactiemengsel wat viskeuser. De viscositeit van het reactiemengsel nam vervolgens weer af na
verloop van tijd. Sonicatie werd blijvend uitgevoerd tijdens het verloop van de reactie. Het
reactiemengsel werd geroerd bij refluxtemperatuur tot alle natrium gereageerd had (na ongeveer 4
uur). De verwarming en sonicatie werden afgezet en twee maal werd 10 ml heet water toegevoegd.
Dit leidt tot een zeer exotherme reactie die gepaard gaat met sterke schuimvorming. Voorzichtigheid
is geboden bij het quenchen met water en het is belangrijk de sonicatie te beëindigen alvorens het
water toe te voegen. Het hete reactiemengsel werd vervolgens uitgegoten in 70 ml water en de
organische laag werd een extra keer gewassen met 35 ml water. Na drogen over MgSO4 werd het
solvent afgedestilleerd. Tijdens de destillatie bestaat de kans op een intense schuimvorming. Na
afkoelen van het destillaat ontstaan bleekgele kristallen (90%). Verdere opzuivering was niet
noodzakelijk.
12-hydroxydocosa-1,21-dieen-11-on (90%)
1
H-NMR (400 MHz, CDCl3, 25°C): δ = 1.23-1.85 (26H, m, 13xCH2), 1.94-2.0 (4H,
OH
8
()
( )8
O
6
m, 2xCH2CH=CH2), 2.42 (1H, dxt, JHa,Hb = 16.8 Hz, JHa,H = 7.4 Hz, CH2CHaHbCO),
2.48 (1H, dxt, JHa,Hb = 16.8 Hz, JHb,H = 7.7 Hz, CH2CHaHbCO), 3.41 (1H, bs, OH),
4.16 (1H, dxd, JHa,H = 7.3 Hz, JHb,H = 3.6 Hz, CHaHbCHOH), 4.92 (2H, dxdxt, JH,Hcis =
10.2 Hz, JH,Hgem = 3.3 Hz, JH,H =1.0 Hz, 2x CH=CHaHb), 4.96-5.02 (2H, m, 2xCH=CHaHb), 5.81 (2H, dxdxt,
JH,Htrans = 16.9 Hz, JH,Hcis = 10.2 Hz, JH,H = 6.7 Hz, 2xCH2=CH) ppm. 13C-NMR (100 MHz, CDCl3, 25°C): δ =
23.6, 24.8, 28.9, 28.9, 29.0, 29.1, 29.2, 29.3, 29.3, 29.4, 29.4, 29.4 (13xCH2), 33.8 (2xCH2CH=CH2), 37.8
(CH2CO), 76.4 (CHOH), 114.1, 114.2 (2xCH=CH2), 139.1, 139.2 (2x CH=CH2), 212.5 (C=O) ppm.
Rf (95/5 PE/EA):0.23.
V. Experimenteel deel
47
V.2.2 Fosoforylering van 10-undecenoïne met dihexylchloorfosfaat
V.2.2.1 Vorming van dihexylfosfiet
In een gevlamdroogde kolf van 100 ml werd diëthylfosfiet (0.133 mol, 18.31 g) met hexanol (3 eq,
0.40 mol) en NaH (0.01 eq, 0.001 mol, 0.24 g) samen gebracht. Het reactiemengsel werd verwarmd
tot 160°C en via continue destillatie werd het gevormde EtOH overgedestilleerd (Tkook = 78°C). De
reactie werd beëindigd wanneer geen ethanol meer overgedestilleerd werd (na ongeveer 7 uur). Het
bekomen dihexylfosfiet werd verder opgezuiverd met behulp van kolomchromatografie en als een
kleurloze olie bekomen met een rendement van 33%. Als solventsysteem werd gebruik gemaakt van
PE/EA in een 1/1 verhouding. De vorming van het dioctylfosfiet verliep analoog. Een temperatuur van
220°C en een reactieduur van 18 uur waren echter nodig om de reactie te beëindigen. Opzuivering
gebeurde via kolomchromatografie met PE/EA in 3/2 verhouding en het zuiver dioctylfosfiet werd
bekomen met een rendement van 21%.
O
P
O
O
O
P
O
O
O
P
O
O
H
H
109b (33%)
H
109c (21%)
109d ( / )
V.2.2.2 Vorming van dihexylchloorfosfaat
In een gevlamdroogde kolf van 250 ml werd trichloroisocyanuurzuur (0.33 eq, 16 mmol, 3.70 g)
opgelost in 75 ml droge acetonitrile waarna dihexylfosfiet (1 eq, 48 mmol, 12.16 gram) , opgelost in
25 mL droog acetonitril, toegevoegd werd onder N2-atmosfeer en bij kamertemperatuur. Vervolgens
werd het reactiemengsel 24 uur verder geroerd bij kamertemperatuur tot vorming van een witte
neerslag optrad. Na affiltreren van de gevormde neerslag en indampen van het solvent werd een
poging ondernomen tot opzuivering via vacuümdestillatie. Door de grote reactiviteit van het
dihexylchloorfosfaat werd echter een onzuiver reactiemengsel bekomen. Toch werd dit onzuiver
reactiemengsel verder gebruikt voor de koppeling met 10-undecenoïne. De vorming van
diëthylchloorfosfaat, dibutylchloorfosfaat en dioctylchloorfosfaat verliep analoog.
48
V. Experimenteel deel
Cl
O
P
O
O
Cl
107b ( / )
O
P
O
O
Cl
O
P
O
O
107c ( / )
Cl
O
P
O
O
107d ( / )
107e ( / )
V.2.2.3 Vorming van het dihexylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne
In een gevlamdroogde kolf van 50 mL werd onder N2-atmosfeer 10-undecenoïne (1.5 mmol, 0.501 g)
samen met Et3N (1.4 eq, 2.1 mmol, 0.25 ml) opgelost in 20 ml droge Et2O. Bij een temperatuur van
0°C werd vervolgens dihexylchloorfosfaat (1.4 eq, 2.1 mmol, 0.60 g) toegevoegd. Na 150 uur roeren
bij refluxtemperatuur werd het reactiemengsel gequenched met 4 ml H2O gevolgd door 4 ml
verzadigde NaHCO3-oplossing. Na drogen over MgSO4 werd het ruw reactiemengsel bekomen als een
gele
olie.
Na
verdere
opzuivering
via
kolomchromatografie
(PE/EA
17/3)
werd
het
dihexylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne bekomen als een lichtgele olie met een rendement van
32%.
Dihexyl(1-(dec-9-enul)-2-oxo-11-dodecen-1-yl) fosfaat (32%):
O
O
O
P
O
O
7c
1
H-NMR (400 MHz, CDCl3, 25°C): δ = 0.89 (6H, t, JH,H
= 6.8 Hz, 2xCH3), 1.25-1.40 (34H, m, 17xCH2), 1.531.62 (2H, m, CH2CH2C=O), 1.63-1.71 (4H, m,
2xCH2CH2OP), 1.73-1.78 (2H, m, CH2CHOP), 2.00-
2.06 (4H, m, 2xCH2=CHCH2), 2.42-2.66 (2H, m, CH2C=O), 4.02-4.10 (4H, m, 2xCH2OP), 4.64 (1H, dxt,
3
JH,P = 8.0 Hz, 3JH,H = 6.1 Hz, CHOP), 4.93 (2H, dxdxt, JH,Hcis = 10.2 Hz, JH,Hgem = 2.2 Hz, JH,H =1.1 Hz, 2x
CH=CHaHb), 4.99 (2H, dxdxt, JH,Htrans = 17.1 Hz, JH,Hgem = 2.2 Hz, JH,H= 1.6 Hz, 2xCH=CHaHb), 5.81 (2H,
dxdxt, JH,Htrans = 17.1 Hz, JH,Hcis = 10.2 Hz, JH,H = 6.7 Hz, 2xCH2=CH) ppm. 13C-NMR (100 MHz, CDCl3,
25°C): δ = 14.0 (2xCH3), 22.5 (2xCH2), 22.9 (CH2CH2C=O), 24.1 (CH2), 25.1 (2xCH2), 28.9 (2xCH2) 29.1
(2xCH2), 29.2, 29.2, 29.3, 29.4, 29.4 (6xCH2), 30.2 (2xCH2CH2OP, JC,P = 7.1 Hz), 31.3 (2xCH2), 32.7
(CH2CHOP, JC,P = 5.6 Hz), 33.8 (2xCH2CH=CH2), 38.3 (CH2C=O), 68.1 (CH2OP, JC,P = 8.7 Hz), 68.1 (CH2OP,
JC,P = 8.6 Hz), 81.9 (CHOP, JP,C = 6.4 Hz), 114.2 (2xCH=CH2), 139.1 (2xCH=CH2), 208.6 (C=O, JC,P = 3.6 Hz)
ppm. 31P-NMR (161 MHz, CDCl3, 25°C): δ = -1.43 ppm. IR ν = 2924, 2854, 1721, 1640, 1267 (P=O
stretch) cm-1.
V. Experimenteel deel
49
V.2.3 Fosoforylering van 10-undecenoïne met diëthylchloorfosfaat
In een gevlamdroogde kolf van 50 mL werd onder N2-atmosfeer 10-undecenoïne (1.7 mmol, 0.558 g)
samen met Et3N (1.4 eq, 2.3 mmol, 0.31 ml) opgelost in 30 ml droge Et 2O. Bij een temperatuur van
0°C werd vervolgens het diëthylchloorfosfaat (1.4 eq, 2.3 mmol, 0.34 ml) toegevoegd. Na 4 uur
roeren bij refluxtemperatuur werd het reactiemengsel gequenched met 4 ml H2O gevolgd door 4 ml
verzadigde NaHCO3-oplossing. Na drogen over MgSO4 werd het ruw reactiemengsel bekomen als een
gele olie. Na verdere opzuivering via automatische kolomchromatografie (PE/EA 17/3) werd als
eindproduct het zuiver diëthylfosfaatderivaat van 10-undeceoïne bekomen als een lichtgele olie aan
een rendement van 28%.
Diëthyl(1-(dec-9-enul)-2-oxo-11-dodecen-1-yl) fosfaat (28%):
1
O
H-NMR (400 MHz, CDCl3, 25°C): δ = 1.24-1.43 (28H,
m, 11xCH2 + 2xCH3CH2P=O), 1.53-1.65 (2H, m,
O
O
P
O
O
CH2CH2C=O), 1.73-1.78 (2H, m, CH2CHOP), 2.00-2.06
(4H, m, 2xCH2=CHCH2), 2.47-2.66 (2H, m, CH2C=O),
7b
4.09-4.20 (4H, m, 2xCH2OP), 4.62-4.69 (1H, dxt, JH,P =
7.9 Hz, JH,H = 6.1 Hz, CHOP), 4.91-4.95 (2H, m, 2xCH=CHaHb), 4.99 (2H, dxdxt, JH,Htrans = 17.1 Hz, JH,Hgem =
2.2 Hz, JH,H= 1.6 Hz, 2xCH=CHaHb), 5.81 (2H, dxdxt, JH,Htrans = 17.1 Hz, JH,Hcis = 10.3 Hz, JH,H = 6.7 Hz,
2xCH2=CH) ppm. 13C-NMR (100 MHz, CDCl3, 25°C): δ = 16.1 (2xCH3, JC,P = 6.9 Hz), 22.9, 24.6, 28.9,
29.1, 29.1, 29.2, 29.2, 29.3, 29.3, 29.4 (12xCH2), 32.6 (CH2CHOP, JC,P = 5.7 Hz), 33.8 (2xCH2CH=CH2),
38.3 (CH2C=O), 64.1 (CH3CH2OP, JC,P = 12.6 Hz), 64.1 (CH3CH2OP, JC,P = 12.6 Hz), 81.9 (CHOP, JP,C = 6.0
Hz), 114.1 (2xCH=CH2), 139.1 (2xCH=CH2), 208.5 (C=O, JC,P = 3.5 Hz) ppm. 31P-NMR (161 MHz, CDCl3,
25°C): δ = -1.65 ppm.
V.2.4 Fosoforylering van 10-undecenoïne met difenylchloorfosfaat
In een gevlamdroogde kolf van 50 mL werd onder N2-atmosfeer 10-undecenoïne (1.6 mmol, 0.54 g)
samen met Et3N (1.4 eq, 2.2 mmol, 0.29 ml) opgelost in 30 ml droge Et 2O. Bij een temperatuur van
0°C werd vervolgens het difenylchloorfosfaat (1.4 eq, 2.2 mmol, 0.45 ml) toegevoegd. Na 150 uur
roeren bij refluxtemperatuur werd het reactiemengsel gequenched met 4 ml H2O gevolgd door 4 ml
verzadigde NaHCO3-oplossing. Het ruw reactiemengsel werd gedroogd over MgSO4. Verdere
opzuivering via kolomchromatografie (PE/EA 17/3) leverde het eindproduct als een kleurloze olie aan
een rendement van 50%.
50
V. Experimenteel deel
Difenyl (1-(dec-9-enul)-2-oxo-11-dodecen-1-yl) fosfaat (50%):
1
O
H-NMR (400 MHz, CDCl3, 25°C): δ = 1.17-1.38 (22H,
m, 11xCH2), 1.47-1.54 (2H, m, CH2CH2C=O), 1.74O
O
P
O
O
1.82 (2H, m, CH2CHOP), 1.99-2.06 (4H, m,
2xCH2=CHCH2), 2.45 (2H, dxd, JH,H = 8.0 Hz, JH,H=7.0,
CH2C=O), 4.88 (1H, dxdxd, JH,P = 8.1 Hz, JH,H = 6.8 Hz,
7d
JH,H=5.1, CHOP), 4.93 (2H, dxdxt, JH,Hcis = 10.2 Hz,
JH,Hgem = 2.1 Hz, JH,H =1.1 Hz, 2x CH=CHaHb), 4.99 (2H, dxdxtxd, JH,Htrans = 17.1 Hz, JH,Hgem = 2.2 Hz, JH,H=
1.6 Hz, JH,H= 0.6 Hz, 2xCH=CHaHb), 5.81 (2H, dxdxtxd, JH,Htrans = 17.1 Hz, JH,Hcis = 10.2 Hz, JH,H = 6.7 Hz,
JH,H = 1.0 Hz, 2xCH2=CH), 7.17-7.37 (10H, m, CHarom) ppm.
31
P-NMR (161 MHz, CDCl3, 25°C):
δ = -12.61 ppm.
V. Experimenteel deel
51
VI. Besluit en perspectieven
Het doel van deze Masterproef was tweeledig. Een eerste doelstelling omvatte de optimalisatie van
de acyloïnecondensatie ter vorming van 10-undecenoïne door evaluatie van het gebruik van
sonicatie. Deze procedure werd vervolgens ook toegepast op de acyloïnecondensatie van biodiesel.
Als tweede doelstelling werd de vorming van een bibliotheek van dialkylfosfaatderivaten met
variërende ketenlengte beoogd, startende uit 10-undecenoïne.
Acyloïnecondensatie van methyl-10-undecenoaat
Bij de acyloïnecondensatie ter vorming van 10-undecenoïne II bleek het gebruik van sonicatie tijdens
de dispersie van het natrium en het verdere verloop van de reactie een verhoging van het rendement
met zich mee te brengen (Figuur I). Dit 10-undecenoïne II werd gevormd met een rendement tot 90%
en verdere opzuivering door omkristallisatie bleek niet meer nodig. De sonicatie dient uitgevoerd te
worden tijdens het roeren van het reactiemengsel bij refluxtemperatuur. Tevens dient de sonicator
over voldoende sonicerend vermogen te beschikken. Sonicatie zorgt voor een fijnere dispersie van
het natrium waardoor de koppelingsreactie tussen methylester I sneller en efficiënter verloopt.
Waarschijnlijk is het grotere reactieoppervlak van het natrium hier de reden van.
O
O
2 eq
( )8
I
1.98 eq Na
OMe
Tolueen
, 4 uur
sonicatie
90%
( )8
( )8
OH
II
Figuur I. Optimalisatie van de acyloïndecondensatie van methyl-10-undecenoaat met behulp van sonicatie.
Acyloïnecondensatie van biodiesel
De acyloïnecondensatie van biodiesel waarbij gebruik gemaakt werd van continue sonicatie leverde
de vorming van een mengsel acyloïnes aan een rendement van 51%. Er werd echter nog een grote
fractie aan polymeer materiaal bekomen, waarschijnlijk veroorzaakt door de aanwezigheid van
onverzadigdheden in de vetzuurketens van de methylesters. Een hydrogenatiestap werd toegepast
alvorens de acyloïnecondensatie uit te voeren om de polymerisatie tegen te gaan. De hydrogenatie
verliep in een kwantitatief rendement maar na de acyloïnecondensatie werd nog steeds een grote
fractie polymeer materiaal verkregen. De vorming van acyloïnes uitgaande van het gehydrogeneerd
product was minimaal.
52
VI. Besluit en perspectieven
Synthese van dialkylchloorfosfaten met variërende lengte van de alkylketen
De synthese van de dialkylfosfaatderivaten uit 10-undecenoïne II werd uitgevoerd met behulp van
dialkylchloorfosfaten IV zoals beschreven door Van der Steen (2012). Voor de vorming van
niet-commercieel beschikbare dialkylchloorfosfaten IV werden twee verschillende procedures
geëvalueerd. De eerste methode hield de koppeling van POCl3 III met de respectievelijke
alkylalcoholen in (Figuur II). De synthese van dialkylchloorfosfaten IV via deze methode verliep
moeilijk door de vorming van verschillende bijproducten. Een sterke temperatuurcontrole en traag
toedruppelen van het alcohol bleken noodzakelijk om de vorming van deze nevenproducten te
minimaliseren. Pogingen tot opzuivering via vacuümdestillatie waren niet succesvol. De grote
reactiviteit van de dialkylchloorfosfaten leidde hier tot decompositie en vorming van
nevenproducten waardoor geen zuiver product geïsoleerd kon worden.
O
Cl P Cl
Cl
III
2 eq ROH
2 eq Et3N
Et2O (droog)
-20°C, 1h
kt
O
RO P OR
Cl
IV
Figuur II. Vorming van dialkylchloorfosfaten door gebruik van POCl3.
De tweede methode die onderzocht werd, maakte gebruik van diëthylfosfiet Va dat via een
omestering omgevormd werd tot een dialkylfosfiet V. Het dialkylfosfiet V werd vervolgens omgezet
tot het respectievelijke dialkylchloorfosfaat IV met behulp van trichloroisocyanuurzuur (Figuur III).
Uit de resultaten bleek de omzetting van het diëthylfosfiet Va tot het gewenste dialkylfosfiet V
minder vlot te verlopen naargelang de alkylketen langer werd. Een hogere reactietemperatuur en
langere reactieduur waren nodig om de omestering volledig te laten doorgaan. Toenemende
sterische hinder ligt hier waarschijnlijk aan de basis. De gevormde dialkylfosfieten V werden
opgezuiverd via kolomchromatografie. Dihexylfosfiet en dioctylfosfiet werden bekomen met een
rendement van respectievelijk 33% en 21%. Het dialkylchloorfosfaat IV bekomen uit het
respectievelijk dialkylfosfiet V werd meestal in een lage zuiverheid en aan een laag rendement
gevormd. Ook hier was de opzuivering via vacuümdestillatie niet succesvol en kon geen zuiver
dialkylchloorfosfaat IV geïsoleerd worden.
O
Cl
3 eq
O
O
EtO P OEt
H
Va
3 eq ROH
0.1 eq NaH
Destillatie
O
RO P OR
H
V
N
N
N
Cl
Cl
O
0.01 eq NaH
Acetonitrile (droog)
kt
O
RO P OR
Cl
IV
Figuur III. Vorming van dialkylchloorfosfaten vertrekkende uit diëthylfosfiet.
VI. Besluit en perspectieven
53
De synthese van dialkylchloorfosfaten IV bleek moeilijk uit te voeren. Voornamelijk het gebrek aan
een geschikte opzuiveringsmethode vormt hier het grootste probleem.
Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne door koppeling met dialkylchloorfosfaten
Voor de aanleg van een bibliotheek van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne VI met een variërende
lengte van de hoofdgroep werden zowel commerciële als niet-commerciële dialkylchloorfosfaten IV
geëvalueerd. De koppeling werd uitgevoerd zoals beschreven door Van der Steen (2012)1. Het
diëthylfosfaatderivaat VIa, difenylfosfaatderivaat VIb en dihexylfosfaatderivaat VIc werden in zuivere
vorm verkregen met een rendement van respectievelijk 28%, 50% en 32% (Figuur IV).
OH
( )8
( )8
O
1.4 eq
RO P OR
1.4 eq Et3N Cl
O
O
P
OR
RO
O
Et2O (droog)
0°C, 30 min

O
II
VIa: R= ethyl (24-28%)
VIb: R= fenyl (50%)
VIc: R= hexyl (32%)
VId: R= methyl (/)
Figuur IV. Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne.
De vorming van het dimethylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne VId bleek niet eenvoudig uit te
voeren. Na reactie werd de gewenste component steeds waargenomen via LC-MS analyse en
31
P-NMR. Opwerking en opzuivering via kolomchromatografie leidden echter steeds tot ontkoppeling
van de fosforgroep waardoor enkel 10-undecenoïne II werd bekomen na opzuivering. De fosforgroep
is een sterke leaving group waardoor reeds bij licht basische opwerking of licht zure omstandigheden
(kolomchromatografie) ontkoppeling optreedt van de fosforgroep. Wegens het beperkte tijdsbestek
konden alternatieve opzuiveringsmethoden niet geëvalueerd worden.
De koppeling van 2-chloro-2-oxo-1,3,2-dioxafosfolaan met 10-undecenoïne II zou het cyclisch
ethyleenfosfaatderivaat moeten leveren. Het ring geopend fosfaatderivaat IVe werd echter in
substantiële
hoeveelheid
waargenomen
via
LC-MS
analyse
(Figuur
V).
Verschillende
opwerkingsmethoden werden geëvalueerd. Opwerking met een sterke base (NaOH) leidde tot
ontkoppeling van de fosforgroep. Een poging tot opzuivering van de ring geopende component via
kolomchromatografie was niet succesvol. Vermoed wordt dat de component een grote affiniteit voor
de kolom vertoont waardoor elutie niet mogelijk is. Tevens bestaat de mogelijkheid dat ontkoppeling
optreedt onder invloed van de licht zure omstandigheden tijdens de opzuivering. Wegens het korte
tijdsbestek van deze Masterproef konden alternatieve opzuiveringsmethodes niet geëvalueerd
worden.
54
VI. Besluit en perspectieven
O
O P Cl
O
1.4 eq
OH
( )8
( )8
O
1.4 eq Et3N
O
P
O
HO
O
Et2O (droog)
0°C tot 
O
II
VIe
OH
Figuur V. Vorming van het ring geopend ethyleenfosfaatderivaat van 10-undecenoïne.
Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne via het 10-undecenoïne dichloorfosfaat
intermediair
Een alternatieve methode voor de vorming van fosfaatderivaten uitgaande van 10-undecenoïne VI
werd onderzocht. Hierbij werd 10-undecenoïne II gekoppeld met POCl3 ter vorming van het
10-undecenoïne dichloorfosfaat intermediair VII (Figuur VI). De fosforgroep werd vervolgens
gevormd door reactie van het 10-undecenoïne dichloorfosfaat intermediair VII met een overmaat
alkylacohol. Zowel via een sequentiële als via een one-pot procedure kon het gewenste product VI
niet gevormd worden. Er kan moeilijk uitgemaakt worden of het de koppeling met POCl3 of de hierop
volgende vorming van de hoofdgroep is die moeilijk doorgaat wegens het ontbreken van enige
referentiewaarden met betrekking tot het 10-undecenoïne dichloorfosfaat intermediair VII.
1.2 eq POCl3
1.8 eq base
OH
( )8
( )8
O
x
THF (droog)
kt
O
Cl
P
O
Cl 8
()
( )8
II
O
VII
4 eq ROH
4 eq Et3N
THF(droog)
35°C
OR
P
O
O
RO
( )8
( )8
O
VI
Figuur VI. Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne via het dichloorfosfaat intermediair.
Ook de vorming van het 10-undecenoïne fosfatidezuurderivaat VIII via het 10-undecenoïne
dichloorfosfaat intermediair VII werd beoogd. Hiervoor werd de hydrolyse van het 10-undecenoïne
dichloorfosfaat intermediair VII geëvalueerd (Figuur VII). Een poging tot opzuivering via
vacuümdestillatie leidde tot een vrij onzuiver reactiemengsel waarin fosforzuur als majorcomponent
aanwezig leek te zijn. Opzuivering van deze component VIII kon niet geoptimaliseerd worden wegens
het beperkte tijdsbestek van deze Masterproef.
VI. Besluit en perspectieven
55
OH
( )8
( )8
O
O
Cl
P
O
Cl 8
()
1.3 eq POCl3
1.3 eq Et3N
Et2O (droog)
15°C, 30 min
( )8
4 eq H2O
( )8
( )8
Et2O (droog)
kt, overnacht
O
II
OH
P
O
O
OH
O
VII
VIII
Figuur VII. Vorming van het fosfatidezuurderivaat van 10-undecenoïne.
Perspectieven voor deze Masterproef
Het onderzoek rond de verschillende acyloïnecondensaties biedt nog verschillende uitdagingen. Bij
de veresteringsreacties van undecaanzuur en 10-undeceenzuur kan het gebruik van H2SO4
geëvalueerd worden als alternatief voor het gebruik van SOCl2 en CH2Cl2. Het gebruik van
niet-gehalogeneerde solventen en reagentia past beter binnen het kader van een groene en
duurzame chemie. Verder dient de acyloïnecondensatie van biodiesel geoptimaliseerd te worden om
de vorming van de polymere fractie tegen te gaan. Ondermeer het toepassen van een
hydrogenatiestap alvorens de acyloïnecondensatie uit te voeren dient grondig onderzocht te
worden. Een mogelijkheid voor analyse van de bekomen acyloïnefractie bestaat uit het gebruik van
2D-GC. Ook kan de acyloïnecondensatie van het beschermde 9-oxo-methylnonanoaat uitgevoerd
worden na het op punt stellen van de bescherming van de aldehydefunctie.
Binnen het luik rond de vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne dienen in eerste instantie
de methodes voor de vorming van het dimethylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne VId, het ring
geopend ethyleenfosfaatderivaat van 10-undecenoïne VIe en
het fosfatidezuurderivaat van
10-undecenoïne VIII verder ontwikkeld te worden (Figuur VIII). Voornamelijk het onderzoek naar een
geschikte opzuiveringsmethode is hier van belang.
OH
MeO
OMe
P
O
O 8
()
( )8
HO
O
P
O
O 8
()
( )8
OH
OH
P
O
O 8
()
( )8
O
O
O
VId
VIe
VIII
Figuur VIII. Het dimethylfosfaatderivaat, het ring geopend ethyleenfosfaatderivaat en het
fosfatidezuurderivaat van 10-undecenoïne.
Vervolgens kunnen uit de gevormde fosfaatderivaten van 10-undecenoïne VI polaire derivaten
gevormd worden. Hierbij wordt voornamelijk de vorming van fosfatidylcholine- IX en
fosfatidylethanolaminederivaten XI van 10-undecenoïne beoogd. Via verschillende methodes kan de
fosforhoofdgroep van de dialkylfosfaatderivaten omgezet worden tot de polairdere choline- of
56
VI. Besluit en perspectieven
ethanolaminehoofdgroep. Een eerste methode gaat uit van het dimethylfosfaatderivaat van
10-undecenoïne VId dat omgezet wordt tot het 10-undecenoïne fosfatidezuurderivaat VIII.
Vervolgens vindt de vorming van de choline hoofdgroep plaats gebruik makende van cholinetosylaat
(Figuur IX).
NMe3
OMe
OMe
P
O
O
( )8
OH
OH
P
O
O
( )8
1) Me3SiBr
2) H2O
O
Cholinetosylaat
( )8
( )8
O
O
P
O
O
( )8
( )8
O
VId
O
VIII
IX
Figuur IX. Vorming van het fosfatidylcholine analoog van 10-undecenoïne met behulp van cholinetosylaat.
Tevens kan door koppeling van 10-undecenoïne II met 2-chloro-1,3,2-oxazafosfolidine het cyclisch
fosfaatderivaat
X
gevormd worden dat via zure
hydrolyse omgezet
wordt tot het
fosfatidylethanolamine analoog van 10-undecenoïne IX (Figuur X).
OH
( )8
( )8
O
II
O NH
P
Cl O
O
P NH
O
O 8
()
20% aq AcOH
O
O
P
O
O 8
()
NH3
( )8
( )8
O
O
X
XI
Figuur X. Vorming van het fosfatidylethanolamine analoog van 10-undecenoïne met behulp van
2-chloro-1,3,2-oxazafosfolidine.
Een derde methode voor de vorming van fosfatidylcholine- IX en fosfatidylethanolamine analogen XI
van 10-undecenoïne maakt gebruik van directe aminering ter vorming van de fosforhoofdgroep
(Figuur XI). Door koppeling van 10-undecenoïne II met
2-bromoethyldichloorfosfaat kan het
chloorfosfaat intermediair XIII gevormd worden dat via reactie met MeOH omgezet wordt tot het
stabiel bromoethylester XIV. Na directe aminering wordt vervolgens het fosfatidylcholine- IX of
fosfatidylethanolamine analoog XI van 10-undecenoïne bekomen.
VI. Besluit en perspectieven
57
Br
O
Cl P O
Cl
OH
Cl
O
( )8
( )8
MeOH
O
O
P
O
O 8
()
( )8
MeO
O
P
O
O 8
()
( )8
Br
O
O
XII
II
Directe aminering
Br
O 8
()
( )8
O
O
P
XIII
NH3
O
O
P
O
O 8
()
NMe3
( )8
O
O
XI
IX
Figuur XI. Vorming van fosfatidylcholine en fosfatidylethanolamine analogen van 10-undecenoïne via directe
aminering.
58
VI. Besluit en perspectieven
VII. Lijst van figuren en tabellen
Figuren
Figuur 1: Ricinus Communis met zijn zaden.
1
Figuur 2: Ricinoleïnezuur.
2
Figuur 3: Mclafferty type omlegging met vorming van 10-undeceen zuur.
2
Figuur 4: 10-undecenoïne.
2
Figuur 5: Acyloïnecondensatie van 10-undecenoïne.
3
Figuur 6: Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne.
3
Figuur 7: Structuur van de fosfolipiden.
5
Figuur 8: Glycerolderivaat.
5
Figuur 9: Dubbellaagmembraan.
6
Figuur 10: Regioselectiviteit van fosfolipasen.
8
Figuur 11: Synthese van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol.
9
Figuur 12: Synthese van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol uit D-serine.
10
Figuur 13: Synthese van glycerolderivaten uitgaande van 1,2-O-isopropylideen-sn-glycerol.
11
Figuur 14: Synthese van symmetrische glycerolderivaten.
12
Figuur 15: Sequentiële acylering van 3-O-benzyl-sn-glycerol.
12
Figuur 16: Synthese van glycerolderivaten startende van 3,4-O-isopropylideen-D-mannitol.
13
Figuur 17: Synthese van asymmetrische 1,2-gesubstitueerde glycerolderivaten.
14
Figuur 18: Synthese van asymmetrische 2,3-gesubstitueerde glycerolderivaten.
15
Figuur 19: Synthese van symmetrische 1,2-gesubstitueerde glycerolderivaten.
15
Figuur 20: Synthese van (S)- en (R)-glycidol.
16
Figuur 21: Synthese van een asymmetrisch glycerolderivaat uit (S)-glycidol.
16
Figuur 22: Gebruik van de benzylbeschermgroep uitgaande van (R)-glycidol.
17
Figuur 23: Gebruik fosfaatchemie voor de vorming van fosfolipiden en directe aminering.
18
Figuur 24: Fosforylatie met behulp van cholinetosylaat.
19
Figuur 25: Synthese via oxazafosfolanen en dioxafosfolanen.
20
Figuur 26: Fosforylatie met behulp van dimethylfosforylchloride.
20
Figuur 27: Synthese van fosfatidylcholine met behulp van methyldichloorfosfiet.
21
Figuur 28: Synthese van fosfatidylethanolamines met behulp van
2-(trimethylsilyl)ethyldichloorfosfiet.
Figuur 29: Synthese van fosfolipiden uitgaande van trialkylfosfiet.
VII. Lijst van figuren en tabellen
21
22
59
Figuur 30: Dialkylfosforamidieten.
23
Figuur 31: Gebruik van dialkylfosforamidieten ter vorming van het fosfatidezuur en verdere
omzetting met behulp van TPSCl.
24
Figuur 32: Fosforylering van (S)-glycidol met POCl3.
24
Figuur 33: Verestering van undecaanzuur met MeOH.
25
Figuur 34: Acyloïnecondensatie met methylundecanoaat.
26
Figuur 35: Verestering van 10-undeceenzuur met MeOH.
26
Figuur 36: Acyloïnecondensatie met methyl-10-undecenoaat.
27
Figuur 37: Sonicatievinger gebruikt voor het uitvoeren van een continue sonicatie tijdens de
acyloïnecondensatie.
28
Figuur 38: Acyloïnecondensatie met vorming van 10-undecenoïne.
28
Figuur 39: Acyloïnecondensatie van biodiesel.
29
Figuur 40: Hydrogenatie van biodiesel.
30
Figuur 41: Acyloïnecondensatie van gehydrogeneerde biodiesel.
30
Figuur 42: Ozonolyse van het sophorolipide met vorming 9-oxo-methylnonanoaat.
31
Figuur 43: Ozonolyse van methyloleaat.
31
Figuur 44: Bescherming en hierop volgende acyloïnecondensatie van
9-oxo-methylnonanoaat.
32
Figuur 45: Vorming van fosfaatderivaten met behulp van dialkylchloorfosfaten.
32
Figuur 46: Verschillende chloorfosfaten voor de koppeling met 10-undecenoïne
33
Figuur 47: Vorming van dialkylchloorfosfaten uitgaande van POCl3.
33
Figuur 48: Vorming van dialkylchloorfosfaten uitgaande van diëthylfosfiet.
34
Figuur 49: Vorming van dialkylfosfieten uit diëthylfosfiet.
35
Figuur 50: Vorming van dialkylchloorfosfaten uit dialkylfosfieten.
36
Figuur 51: Koppeling van 10-undecenoïne met dialkylchloorfosfaten.
37
Figuur 52: Vorming van het ring geopend ethyleen fosfaatderivaat van 10-undecenoïne
met behulp van commercieel beschikbaar 2-chloro-1,3,2-dioxafosfolaan.
40
Figuur 53: Vorming van dialkylfosfaatderivaten van 10-undecenoïne via het
dichloorfosfaat intermediair.
40
Figuur 54: Vorming van di-10-undecenoïnefosfaat.
41
Figuur 55: Vorming van het dialkylfosfaatderivaat uit 10-undecenoïne.
41
Figuur 56: Vorming van het dialkylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne via een
one-pot reactie.
Figuur 57: Vorming van het fosfatidezuurderivaat.
60
42
43
VII. Lijst van figuren en tabellen.
Figuur I: Optimalisatie van de acyloïnecondensatie van methyl-10-undecenoaat met behulp
van sonicatie.
52
Figuur II: Vorming van dialkylchloorfosfaten door gebruik van POCl3.
53
Figuur III: Vorming van dialkylchloorfosfaten vertrekkende uit diëthylfosfiet.
53
Figuur IV: Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne.
54
Figuur V: Vorming van het ring geopend ethyleenfosfaatderivaat van 10-undecenoïne.
55
Figuur VI: Vorming van fosfaatderivaten van 10-undecenoïne via het dichloorfosfaat
intermediair.
Figuur VII: Vorming van het fosfatidezuurderivaat van 10-undecenoïne.
55
56
Figuur VIII: Het dimethylfosfaatderivaat, het ring geopend ethyleenfosfaatderivaat en het
fosfatidezuurderivaat van 10-undecenoïne.
56
Figuur IX: Vorming van het fosfatidylcholine analoog van 10-undecenoïne met behulp van
cholinetosylaat.
57
Figuur X: Vorming van het fosfatidylethanolamine analoog van 10-undecenoïne met
behulp van 2-chloro-1,3,2-oxazafosfolidine.
57
Figuur XI: Vorming van fosfatidylcholine en fosfatidylethanolamine analogen van
10-undecenoïne via directe aminering.
58
Tabel 1: Gemiddelde samenstelling van biodiesel.
29
Tabel 2: Vorming van dialkylchloorfosfaten uitgaande van POCl3.
33
Tabel 3: Vorming van dialkylfosfieten uit diëthylfosfiet.
35
Tabel 4: Vorming van dialkylchloorfosfaten uit dialkylfosfieten.
36
Tabel 5: Koppeling tussen 10-undecenoïne en dialkylchloorfosfaten.
38
Tabellen
Tabel 6: Variatie van de reactieomstandigheden bij de vorming van het
dimethylfosfaatderivaat van 10-undecenoïne.
Tabel 7: Vorming van het cyclisch ethyleenfosfaatderivaat.
VII. Lijst van figuren en tabellen
39
39
61
VIII. Bibliografische referenties
(1)
Van der Steen, M. Development of Castor oil-based chemical platform molecules, 2012.
(2)
Hatti-Kaul, R.; Törnvall, U.; Gustafsson, L.; Börjesson, P. Trends Biotechnol. 2007, 25, 119–124.
(3)
Chem. Eng. News Arch. 2013, 91, 24–25.
(4)
Ogunniyi, D. S. Bioresour. Technol. 2006, 97, 1086–1091.
(5)
Van der Steen, M.; Stevens, C. V. ChemSusChem 2009, 2, 692–713.
(6)
Van der Steen, M.; Stevens, C. V.; Eeckhout, Y.; De Buyck, L.; Ghelfi, F.; Roncaglia, F. Eur. J.
Lipid Sci. Technol. 2008, 110, 846–852.
(7)
Van der Steen, M.; Vilums, M.; Stevens, C. Synthesis of novel urethanes from a castor oil
derived C22-acyloin. ARKIVOC, 2011, 261–271.
(8)
Sourkes, T. L.; Hensing, J. T. Bull. Hist. Chem. 2004, 29.
(9)
Arboleda, N. Q. Synthesis of structured phospholipids with conjugated linolenic acid, and
evaluation of their physical properties, Texas A&M University, 2007.
(10)
Sears, B. United States Patent: Synthetis phospholipid compounds. 4,426,330, 1984.
(11)
Martin, S. F.; Josey, J. A.; Wong, Y.-L.; Dean, D. W. J. Org. Chem. 1994, 59, 4805–4820.
(12)
Flippin, S. L. Synthesis of phospholipid analogs, The University of North Carolina Wilmington,
2003, p. 54.
(13)
Vijeeta, T. Studies on chemo enzymatic synthesis of novel phospholipids and their biological
activity, Department of Chemistry, 2009.
(14)
Eibl, H.; Woolley, P. Chem. Phys. Lipids 1986, 41, 53–63.
(15)
Fahy, E.; Subramaniam, S.; Brown, H. A.; Glass, C. K.; Merrill, A. H.; Murphy, R. C.; Raetz, C. R.
H.; Russell, D. W.; Seyama, Y.; Shaw, W.; Shimizu, T.; Spener, F.; van Meer, G.;
VanNieuwenhze, M. S.; White, S. H.; Witztum, J. L.; Dennis, E. A. J. Lipid Res. 2005, 46, 839–
861.
(16)
Haftendorn, R.; Schwarze, G.; Ulbrich-Hofmann, R. Chem. Phys. Lipids 2000, 104, 57–66.
(17)
Switzerland Cordon Pharma, L. Synthetic Phospholipids and other synthetic lipids, 2011.
(18)
Diembeck, W.; Eibl, H. Chem. Phys. Lipids 1979, 24, 237–244.
(19)
Park, J. M.; De Castro, K. A.; Ahn, H.; Rhee, H. Bull. Korean Chem. Soc. 2010, 31, 2689–2691.
(20)
Eibl, H.; Woolley, P. Chem. Phys. Lipids 1988, 47, 63–68.
62
VI. Bibliografische referenties
(21)
Duclos, R. I. Chem. Phys. Lipids 1993, 66, 161–170.
(22)
Aneja, R.; Chadha, J. S.; Davies, A. P. Biochim. Biophys. Acta 1970, 218, 102–111.
(23)
Johnson, F. R. The Bimolecular Lipid Membrane: A System. Journal of Anatomy, 1973, 114,
465.
(24)
Xia, J.; Hui, Y.-Z. Chem. Pharm. Bull. 1999, 47, 1659–1663.
(25)
Wiggins, L. F. J. Chem. Soc. 1946, 13.
(26)
D’Arrigo, P.; Servi, S. Molecules 2010, 15, 1354–1377.
(27)
Knight, C. G. Liposomes: from physical structure to therapeutic applications; Elsevier/NorthHolland Biomedical Press sole distributors for the U.S.A. and Canada, Elsevier North-Holland:
Amsterdam New York New York, 1981.
(28)
Woolley, P.; Eibl, H. Chem. Phys. Lipids 1988, 47, 55–62.
(29)
Lindberg, J.; Ekeroth, J.; Konradsson, P. J. Org. Chem. 2002, 67, 194–199.
(30)
Hendrickson, H. S.; Hendrickson, E. K. Chem. Phys. Lipids 1990, 53, 115–120.
(31)
Li, R.; Ganguli, S.; Pascal, R. A. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 1279–1282.
(32)
Eibl, H. Chem. Phys. Lipids 1981, 28, 1–5.
(33)
Lok, C. M.; Ward, J. P.; van Dorp, D. A. Chem. Phys. Lipids 1976, 16, 115–122.
(34)
Pigman, W. W.; Wolfrom, M. L.; Peat, S.; Helferich, B. Adv. Carbohydr. Chem. 1948, 3, 79–111.
(35)
Eibl, H.; Woolley, P. Chem. Phys. Lipids 1988, 47, 47–53.
(36)
Criegee, R. Angew. Chemie 1958, 70, 173–179.
(37)
LeCocq, J.; Ballou, C. E. Biochemistry 1964, 3, 976–980.
(38)
Gao, Y.; Klunder, J. M.; Hanson, R. M.; Masamune, H.; Ko, S. Y.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem.
Soc. 1987, 109, 5765–5780.
(39)
Hendrickson, E. K.; Hendrickson, H. S. Chem. Phys. Lipids 2001, 109, 203–207.
(40)
Qiu, X.; Ong, S.; Bernal, C.; Rhee, D.; Pidgeon, C. J. Org. Chem. 1994, 59, 537–543.
(41)
Beaucage, S. L.; Iyer, R. P. Tetrahedron 1992, 48, 2223–2311.
(42)
Eibl, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1978, 75, 4074–4077.
(43)
Eibl, H.; Nicksch, A. Chem. Phys. Lipids 1978, 22, 1–8.
(44)
Eibl, H. Chem. Phys. Lipids 1980, 26, 239–247.
VIII. Bibliografische referenties
63
(45)
Hendrickson, H. S.; Hendrickson, E. K.; Dybvig, R. H. J. Lipid Res. 1983, 24, 1532–1537.
(46)
Bittman, R.; Rosenthal, A. F.; Vargas, L. A. Synthesis of phospholipids via dimethylphosphoryl
chloride. Chemistry and Physics of Lipids, 1984, 34, 201–205.
(47)
Ali, S.; Bittman, R. J. Org. Chem. 1988, 53, 5547–5549.
(48)
Stowell, J. K.; Widlanski, T. S. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 1825–1826.
(49)
Barton, D.; Watanabe, Y.; Inada, E.; Jinno, M.; Ozaki, S. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 497–500.
(50)
Wichmann, O.; Schultz, C. Chem. Commun. 2001, 2500–2501.
(51)
Aneja, R.; Chadha, J. S.; Davies, A. P.; Rose, C. A. Chem. Phys. Lipids 1969, 3, 286–291.
(52)
Hoekman, S. K.; Broch, A.; Robbins, C.; Ceniceros, E.; Natarajan, M. Renew. Sustain. Energy
Rev. 2012, 16, 143–169.
(53)
Mesher, S.; Collett, C. Volatile-phosphorus free gelling agents, June 16, 2011.
(54)
Aitken, R.; Collett, C.; Mesher, S. Synthesis (Stuttg). 2012, 44, 2515–2518.
(55)
Acharya, J.; Gupta, A. K.; Shakya, P. D.; Kaushik, M. P. Tetrahedron Lett. 2005, 46, 5293–5295.
64
VI. Bibliografische referenties

vto 2014 – antwoorden voorronde

Zorgprogramma Longtransplantatie UZ Leuven Prof. dr G. Verleden

Hoofdstuk 9 D

Opgave 2 (G-)Krachtmetingen in een attractiepark

Fiche

6 Theezakje - Havovwo.nl

Montage instructies voor het monteren van een

Manwolf pdf free

WAIS-IV en CHC Tabel 1: De Indexen in relatie tot

De bepaling van psychofarmaca.