Approaches to Asymmetric Catalysis Mediated by Ploymer-Supported and Homogeneous Organocatalysts

Abstract

Aquesta tesi se centra en la síntesi d'organocatalitzadors, especialment els suportats en polímer, i la seva aplicació en diverses transformacions asimètriques. En el capítol II, s'ha desenvolupat una cicloaddició [4 + 2] eficient, altament regio- i estereoselectiva entre alquilidenpirazolones i enals mitjançant catàlisi via dienamina dirigida per enllaç d'hidrogen. El capítol III descriu un organocatalizador de tipus isotiourea suportat en poliestirè (PS), robust i d'alta eficiència per a una varietat de reaccions formals de cicloaddició [4 + 2]. A més, també es demostra la reciclabilitat del catalitzador d'isotiourea immobilitzat (11 cicles, TON acumulat de 76,8) i la seva aplicació en un procés de flux continu (sense disminució del rendiment o ee després de 18 h). En el capítol IV s'investiga una cicloaddició [8 + 2], d'ordre superior, asimètrica i periselectiva entre enolats d'amoni quiral i azaheptafulvens, promoguda per un catalitzador de isotiourea immobilitzat. Els productes de cicloaddició [8 + 2] resultants són susceptibles de derivatització via cicloaddició [4 + 2] completament regioselectiva amb dienòfils actius, per proporcionar productes policíclics d'una manera directa. L'últim capítol se centra en una reacció en cascada consistent en desoligomerització de paraldehid / reacció aldòlica creuada de benzaldehids pobres en electrons (o el complex η6-benzaldehid Cr (CO) 3), promoguda per un sistema catalític dual. A més, els productes obtinguts poden derivatizarse fàcilment a medicaments o intermedis de productes naturals.

Esta tesis se centra en la síntesis de organocatalizadores, especialmente los soportados en polímero, y su aplicación en diversas transformaciones asimétricas. En el Capítulo II, se ha desarrollado una cicloadición [4 + 2] eficiente, altamente regio- y estereoselectiva entre alquilidenpirazolonas y enales mediante catálisis vía dienamina dirigida por enlace de hidrógeno. El Capítulo III describe un organocatalizador de tipo isotiourea soportado en poliestireno (PS) robusto y altamente eficiente para una variedad de reacciones formales de cicloadición [4 + 2]. Además, también se demuestra la reciclabilidad del catalizador de isotiourea inmovilizado (11 ciclos, TON acumulado de 76,8) y su aplicación en un proceso de flujo continuo (sin disminución del rendimiento o ee después de 18 h). En el capítulo IV se investiga una cicloadición [8 + 2], de orden superior, asimétrica y periselectiva entre enolatos de amonio quiral y azaheptafulvenos, mediada por un catalizador de isotiourea inmovilizado. Los productos de cicloadición [8 + 2] resultantes son asimismo susceptibles de derivatización vía cicloadición [4 + 2] completamente regioselectiva con dienófilos activos para proporcionar productos policíclicos de una manera directa. El último capítulo se centra en una reacción en cascada consistente en desoligomerización de paraldehído/reacción aldólica cruzada de benzaldehídos pobres en electrones (o el complejo η6-benzaldehído Cr(CO)3), promovida por un sistema catalítico dual. Además, los productos obtenidos pueden derivatizarse fácilmente a medicamentos o intermedios de productos naturales.

This thesis focuses on the synthesis of organocatalysts, especially polymer-supported ones and their application in various asymmetric transformations. In Chapter II, an efficient, highly regio- and stereoselective [4+2] cycloaddition between alkylidene pyrazolones and enals through H-bond-directing dienamine catalysis has been developed. Chapter III describes a robust, highly efficient polystyrene-supported (PS) isothiourea organocatalyst in a variety of formal [4+2] cycloaddition reactions. In addition, recyclability of the immobilized isothiourea catalyst (11 cycles, accumulated TON of 76.8) and its application in continuous flow process (no decrease in yield or ee after 18 h) are also demonstrated. Chapter IV investigates an asymmetric periselective [8+2] higher-order cycloaddition between chiral ammonium enolates and azaheptafulvenes catalyzed by an immobilized isothiourea catalyst. The resulting [8+2] cycloadducts can also undergo completely regioselective [4+2] cycloaddition with active dienophiles to afford bridged polycyclic products in a straightforward manner. The last Chapter focuses on the cascade deoligomerization/cross-aldol reactions of electron-poor benzaldehydes or η6-benzaldehyde Cr(CO)3 complex with paraldehyde can be promoted by a dual catalytic system. Moreover, the obtained products can be easily transferred to medicinal drugs or natural product intermediates.