Polymer supported and homogeneous organocatalysts for asymetric reactions: from batch to continuous flow applications

Abstract

El objetivo general de esta tesis es establecer una ruta sintética para la inmovilización de organocatalizadores en soporte polimérico. En primer lugar, describimos el desarrollo de α,α-difenylprolinol metil/trimetilsilil éteres soportados en poliestireno (PS) a través de cicloadiciones azida-alquino catalizadas por cobre (CuAAC). Además, se tratará la preparación de tiourea homogéneas derivadas de prolina, asi como organocatalizadores de tipo squaramida y tiourea soportados en poliestireno para su uso en catálisis se enlace de hidrojeno. La formación y la aplicación de éteres de diarilprolinol inmovilizados PS se probó con éxito en reacciones de tipo Michael. Asimismo, se estudió la actividad y selectividad de tioureas bifuncionales derivadas de prolina en la reacción anti-Mannich enantioselectiva y se obtuvieron selectividades moderadas. La fácil preparación del organocatalizador de tipo squaramida soportado en PS dio lugar a, actividades y enantioselectividades elevadas en reacciones de adición de Michael. Además, todas las ventajas de los catalizadores inmovilizados sobre soporte sólido, como el reciclaje y aplicaciones de flujo continuo se han realizado con éxito. Al mismo tiempo, una tiourea organocatalitica soportada en PS ha sido elaborada con un enfoque adaptado a partir de la síntesis de la squaramida relacionada. Esta tiourea se utilizó en la reacción de α-aminación junto con la propia squaramida, proporcionando resultados de buena a moderados en la α-hydrazination de compuestos 1,3-dicarbonílicos. Por lo tanto, hemos sido capaces de desarrollar organocatalizadores soportados sobre polímero eficaces que han sido utilizados en aplicaciones de reciclaje y de flujo continuo con éxito.

The general aim of this thesis is to establish a synthetic route for the immobilization of organocatalysts onto polymer support. In this work, firstly we describe the development of polystyrene-supported diarylprolinol ethers via copper-catalyzed azide alkyne cycloaddition reaction, additionally, homogeneous proline derived thiourea organocatalyst and finally, polystyrene supported hydrogen bonding squaramide and thiourea organocatalysts. The formation and application of PS-supported diarylprolinol ethers was demonstrated successfully in Michael-type reactions. Then we continued with H-bonding homogeneous organocatalysts, proline derived bifunctional thiourea organocatalysts tested in enantioselective anti-Mannich reactions. In the last part, a facile preparation of PS-supported squaramide organocatalyst was successfully demonstrated, high catalytic activities and enantioselectivities obtained in the Michael addition reactions. Furthermore, all the advantages of solid supported catalysts such as recycling, and continuous flow applications have been performed with success. At the same time, the PS-supported thiourea organocatalyst was prepared with an approach adapted from the synthesis of squaramide organocatalyst. This thiourea was used in the α-amination reaction together with squaramide organocatalyst, good to moderate results were obtained in the α-hydrazination of 1,3-dicarbonyl compounds. Therefore, we have been able to develop effective polymer-supported organocatalysts and used them in the recycling and continuous flow applications successfully.