Details

Screening of Modular Carbohydrate Ligand Libraries in Asymmetric Metal-catalyzed C-C and C-X Bond Formation Reactions

by Mata Campaña, Yvette Angela

Abstract (Summary)
Resum En els últims anys, la creixent demanda de compostos enantiomèricament purs (fàrmacs, agroquímics...) ha impulsat el desenvolupament de la catàlisi asimètrica, sobretot emprant compostos organometàllics quirals com a catalitzadors. En aquest context, la síntesi de nous lligands quirals és essencial per descobrir bons sistemes catalítics en catàlisis asimètrica. Els sucres són una font important de lligands per lelevada disponibilitat i baix preu. A més, són compostos altament funcionalitzats amb centres esterogènics. Això permet la síntesi de sèries sistemàtiques de lligands amb lobjectiu dobtenir altes activitats i selectivitats per cada reacció en particular. Aquesta tesi sha centrat en la síntesi de compostos derivats de la D-(+)-glucosa, de la D-(+)-fructosa i la D-(+)-galactosa i laplicació com a lligands de catalitzadors homogenis quirals en quatre reaccions asimètriques: substitució allílica, Heck, addició 1,2 i addició conjugada 1,4. Per assolir aquest objectiu, sha plantejat la síntesi de tres famílies de compostos: fosfit-oxazolina (L1-L5), fosfit-fosforoamidit (L6) i monofosfit (L7-L11) (Figura 1). Després de la introducció (Capítol 1) i els objectius (Capítol 2), al capítol 3 es discuteix la síntesi i caracterització de les tres llibreries de compostos (L1-L11) i sestudia laplicació de les tres llibreries a la reacció de substitució allílica asimètrica catalitzades per palladi. La primera llibreria de compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) ha mostrat altes enantioselectivitats (fins a un 99%) i bones activitats en un ampli ventall de substrats amb diferents propietats electròniques i estèriques. Shan observat importants efectes al variar els substituents de lanell oxazolina, de la quiralitat axial i dels diferents substituents del biaril. Lestudi de diferents intermedis de reacció palladi allil mitjançant espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear ha permès entendre el comportament catalític daquests compostos. Lestudi també ha indicat que latac nuclèofil té lloc preferentment al carboni allílic terminal localitzat trans al fosfit. Figura 1. Fosfit-oxazolina (L1-L5), fosfit-fosforamidit (L6) i monofosfit (L7-L11). Les reaccions de substitució asimètrica utilitzant els compostos fosfit-fosforoamidit (L6) han mostrat que lexcés enantiomèric depèn preferentment dels substituents de les posicions en para dels bifenils. Aquests efectes han estat diferents segons el tipus de substrat. Shan obtingut excessos enantiomèrics fins a un 89% i altes activitats utilitzant el substrat rac-1,3-difenil-acetoxipropè, rac-(E)-etil-2,5-dimetil-3-hex-4-enilcarbonat i el rac-3-acetoxicicloheptè. Pel substrat lineal 1-(1-naftil)allil acetat, aquests lligands han mostrat no ser útils en termes de regioselectivitat però shan obtingut bons excessos enantiomèrics de fins a un 72%. Si comparem aquests resultats amb els obtinguts amb els compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) sobserva que el canvi de la funció oxazolina per la funció fosforoamidit té un efecte negatiu en la reacció de substitució allílica i en general decreixen les enantioselectivitats i la versalitat daquests compostos. Laplicació de la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) en la reacció de substitució allílica asimètrica ha mostrat moderades enantioselectivitats (fins a un 46%). Els resultats en la catàlisi es veuen afectats en gran mesura per la diferència en la mida de lanell carbohidrat, de les configuracions del carboni-3 i del carboni-4 de lesquelet del lligand i pel tipus de substituents de lanell biaril. El capítol 4 descriu laplicació dels compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) com a lligands en la reacció de Heck asimètrica intermolecular. Una selecció correcta dels substituents en la funció oxazolina i del fosfit han permès obtenir excellents activitats (fins un 100% de conversió en 10 minuts), regioselectivitats i enantioselectivitats (fins un 99%) en un ampli rang de substrats utilitzant diferents fonts de triflat. El capítol 5 descriu laplicació de les tres llibreries de compostos (L1-L11) a les reaccions daddició 1,2 a aldehids catalitzades per níquel. En primer lloc, sha estudiat laplicació dels compostos L1-L6. Sha observat que la selectivitat del procés depèn principalment del grup funcional unit a lesquelet del lligand, de les propietats estèriques del substituent en la funció oxazolina i de lestructura del substrat. Sha obtingut fins a un 59% dexcés enantiomèric utilitzant el precursor de catalitzador que conté el lligand L3a. En canvi, la utilització de la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) ha mostrat elevades enantioselectivitats (fins a 94%) i activitats en diferents tipus de substrat utilitzant baixes concentracions de catalitzador i sense excés de lligand. El capítol 6 descriu laplicació de les tres famílies de compostos (L1-L11) com a lligands en la reacció daddició 1,4 catalitzada per coure de compostos organometàllics a diferents enones amb diferents propietats estèriques. Lús de les llibreries de compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) i fosfit-fosforamidit (L6) han proporcionat bones enantioselectivitats (fins a 78%) en laddició de reactius de trialquilalumini a diferents enones. En canvi, la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) ha mostrat bones activitats però enantioselectivitats fins a 57%.
This document abstract is also available in English.
Bibliographical Information:

Advisor:Diéguez Fernández, Montserrat; Pamies Ollé, Oscar

School:Universitat Rovira i Virgili

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:departament de química física i inorgànica

ISBN:

Date of Publication:07/20/2007

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.