Immobilization of Chiral Brønsted Acids and Lewis Bases for Batch and Flow Enantioselective Catalysis.

Abstract

El següent treball, titulat “Immobilització d’àcids de Brønsted i bases de Lewis quirals per catàlisi asimètrica en batch i flux”, esta basat en el disseny de nous materials organocatalítics suportats i en la seva aplicació en reaccions asimètriques. La tesi presenta una discussió detallada de diverses rutes sintètiques per a la immobilització en poliestirè d’àcids de Brønsted i bases de Lewis. En particular, s’ha aconseguit optimitzar una ruta directa i efectiva per a la preparació d’àcids fosfòrics quirals (CPA) i N,N’-diòxids suportats en poliestirè (PS). Per a realitzar la immobilització s’ha dut a terme un estudi exhaustiu amb la finalitat d’escollir la manera més efectiva de modificar el catalitzador homogeni i emprar el linker més adequat. Les característiques d’aquests nous catalitzadors permeten la seva aplicació en sistemes de flux continu, contribuint d’aquesta manera a millorar la sostenibilitat dels processos catalítics. L’efectivitat dels catalitzadors d’àcids fosfòrics quirals immobilitzats, en termes d’activitat catalítica, selectivitat i reciclatge, s’ha comprovat en reaccions d’alilació d’aldehids i en la desimetrització de meso-1,3-diones. Els bons resultats obtinguts ens han incentivat per la implementació de sistemes de flux continu, on aquests catalitzadors han demostrat la seva estabilitat.

El siguiente trabajo, titulado “Inmovilización de ácidos de Brønsted y bases de Lewis quirales para catálisis asimétrica en batch y flujo”, está basado en el diseño de nuevos materiales organocatalíticos soportados y en su aplicación en reacciones asimétricas. La tesis presenta una discusión detallada de varias rutas sintéticas para la inmovilización en poliestireno de ácidos de Brønsted y bases de Lewis. En particular, se ha conseguido optimizar una ruta directa y efectiva para la preparación de ácidos fosfóricos quirales (CPA) y N,N'-dióxidos soportados en poliestireno (PS). Para realizar la inmovilización se ha llevado a cabo un estudio exhaustivo con el fin de elegir la manera más efectiva de modificar el catalizador homogéneo y emplear el linker más adecuado. Las características de estos nuevos catalizadores permiten su aplicación en sistemas de flujo continuo, contribuyendo de esta manera a mejorar la sostenibilidad de los procesos catalíticos. La efectividad de los catalizadores de ácidos fosfóricos quirales inmovilizados, en términos de actividad catalítica, selectividad y reciclaje, se ha comprobado en reacciones de alilación de aldehídos y en la desimetrización de meso-1,3-dionas. Los buenos resultados obtenidos nos han incentivado a implementar de sistemas de flujo continuo, donde estos catalizadores han demostrado su estabilidad.

The following work, entitled “Immobilization of chiral Brønsted acids and Lewis bases for batch and flow enantioselective catalysis”, deals with the design of new supported organocatalytic materials and their application in asymmetric reactions. The thesis presents a detailed discussion of several synthetic routes for polystyrene immobilization of Brønsted acids and Lewis bases. In particular, it has been possible to optimize a direct and effective route for the preparation of chiral phosphoric acids (CPA) and N,N'-dioxides supported on polystyrene (PS). To carry out the immobilization, an exhaustive study has been carried out in order to choose the most effective way to modify the homogeneous catalyst, employing the most suitable linker. The characteristics of these new catalysts allow their application in continuous flow systems, contributing in this way to improve the sustainability of the catalytic processes. The effectiveness of immobilized chiral phosphoric acid catalysts, in terms of catalytic activity, selectivity and recycling, has been proven in allylation reactions of aldehydes and in the desymetrization of meso-1,3-diones. The good results obtained have motivated us to study the implementation of continuous flow systems, where these catalysts have demonstrated their robustness.