Small Molecule Activation for the Formation of Heterocyclic Compounds

Abstract

La tesi se centra en l'activitat dels aminotrifenolatos d'alumini en l'activació de epòxids i la seva posterior acoblament a altres molècules en la formació de diferents heterocicles. El catalitzador és un àcid de Lewis que en interaccionar amb el epòxid augmenta la electrofilia d'aquest, afavorint processos d'obertura de cicle i acoblament a heterocumulenos com el CO2 o el SO2. Hem aconseguit descriure metodologies per a la síntesi de oxazolidinones, carbamats, sulfits cíclics o carbonats cíclics. Molts d'aquests processos ja havien estat descrits amb anterioritat per epòxids terminals, per això nosaltres ens hem centrat en epòxids cíclics la reactivitat és menor ia més els seus productes són més interessants en ser més similars a productes naturals. Estudiant els diferents mecanismes relacionats amb aquestes reaccions i variant les condicions i components dels nostres sistemes catalítics hem aconseguit que totes les nostres síntesi siguin estereoselectives i en algun cas fins i tot estereodivergente.

La tesis se centra en la actividad de los aminotrifenolatos de aluminio en la activación de epoxidos y su posterior acoplamiento a otras moleculas en la formación de distintos heterociclos. El catalizador es un acido de Lewis que al interaccionar con el epóxido aumenta la electrofilia de este, favoreciendo procesos de apertura de ciclo y acoplamiento a heterocumulenos como el CO2 o el SO2. Hemos conseguido describir metodologías para la sintesis de oxazolidinonas, carbamatos, sulfitos cíclicos o carbonatos cíclicos. Muchos de estos procesos ya habían sido descritos con anterioridad para epóxidos terminales, por ello nosotros nos hemos centrado en epóxidos cíclicos cuya reactividad es menor y además sus productos son más interesantes al ser mas similares a productos naturales. Estudiando los distintos mecanismos relacionados con estas reacciones y variando las condiciones y componentes de nuestros sistemas catalíticos hemos conseguido que todas nuestras síntesis sean estereoselectivas y en algún caso incluso estereodivergente.

This thesis focuses on the activity of aluminium aminotriphenolates in the activation of epoxides and their couplings to other molecules in the formation of a series of heterocycles. The catalyst is a Lewis Acid which interacts with the epoxide enhancing its electrophilicity, favoring ring opening processes and couplings to heterocumulenes such as CO2 or SO2. We describe methodologies for the synthesis of oxazolidinones, carbamates, cyclic sulfites or cyclic carbonates. Many of these processes had already been described for other catalyst systems, but we have focused on the less reactive cyclic epoxides, whose products are more interesting as they have similarities to many natural products. Studying the different reaction mechanisms related to these reactions and changing the components and conditions of our catalytic system we have achieved complete stereoselectivity in our reactions and even in some cases stereodivergence.