New Directions in Aminocatalysis: Vinylogy and Photochemistry

Abstract

Durant els darrers 15 anys, la organocatàlisi ha atret l'atenció de nombrosos grups de recerca, per aquest motiu, trobar nous conceptes en aquest camp no resulta gens senzill actualment. En aquesta tesi hem aconseguit combinar dos conceptes com la aminocatàlisi i la vinilogia (la propagació dels efectes electrònics a través d'un sistema conjugat π en compostos poli- insaturats), per tal de funcionalitzar exclusivament les posicions γ i δ d'aldehids insaturats. Aquesta estratègia permet preparar aldehids substituits en posició γ amb substituents alquílics a partir d'aldehids α,β-insaturats. D'altra banda la utilització d'aldehids α,β,γ,δ- di-insaturats, permet accedir mitjançant activació per ió imini a la preparació de espiro-onxindols, estructures importants per al desenvolupament de compostos amb interés biològic. En la segona part de la tesi, hem aconseguit combinar dos conceptes com la aminocatàlisi i la fotoquímica per tal de realitzar noves transformacions assimètriques que serien inaccesibles en el cas d'haver-se realizat en l'estat fonamental. Cal remarcar que les llums utilitzades per a desenvolupar aquesta metodologia descrita, son fàcilment adquirides ja sigui en el cas dels LEDs o de les bombetes fluorescents.

Durante los últimos 15 años, la organocatálisis ha recibido la atención de numerosos grupos de investigación, por este motivo, encontrar nuevos conceptos en este campo, actualmente no resulta nada fácil. En esta tesis doctoral hemos conseguido utilizar conjuntamente dos conceptos cómo la aminocatálisis y la vinilogia (la propagación de los efectos electrónicos a través de un sistema conjugado π en compuestos poli- insaturados), para funcionalizar exclusivamente las posiciones γ y δ de aldehídos insaturados. Esta estrategia permite preparar aldehídos sustituidos en posición γ con sustituyentes alquílicos partiendo de aldehídos α,β-insaturados. Por otra parte, la utilización de aldehídos α,β,γ,δ- di-insaturados, permite acceder mediante activación por ión iminio a la preparación de espiro-oxindoles, estructuras importantes para el desarrollo de compuestos con interés biológico. En la segunda parte de la tesis, hemos conseguido combinar dos conceptos como la aminocatálisis y la fotoquímica con el fin de realizar nuevas transformaciones asimétricas que serían inaccesibles en el caso de haberse realizado en el estado fundamental. Es digno de mención que las luces utilizadas para el desarrollo de esta metodología descrita, son facilmente adquiridas, ya sea en el caso de los LEDs o de las bombillas fluorescentes.

Over the past 15 years organocatalysis attracted a great number of research groups, for this reason finding new concepts in this field is nowadays remarkably difficult. In this manuscript, we successfully merge the concept of aminocatalysis with the principle of vinylogy (the propagation of the electronic effects through the conjugated π-system of poly-unsaturated compounds) in order to stereoselectively address γ and δ functionalizations of unsaturated aldehydes. This approach led to the synthesis of γ-alkylated aldehydes from α,β-unsaturated aldehydes with high enantiomeric excess. In the same time, the employment of α,β,γ,δ-diunsaturated aldehydes under iminium ion activation led to the highly stereoselective synthesis of spirooxindoles, valuable scaffolds for development of biologically interesting compounds. In the second part of this manuscript, we successfully merge the concept of aminocatalysis with photochemistry, in order to realize novel asymmetric functionalizations of aldehydes that would be otherwise unaccessible through standard ground-state reactivity. Notably, easily available light sources (LEDs of compact fluorescent lamps) were used for the development of the chemistry reported.