Oxidation of unactivated C-H bonds catalyzed by manganese complexes: control over site-selectivity and enantioselectivity

Abstract

The oxidation of aliphatic C-H bonds is a very powerful reaction because it allows the functionalization of inert C-H bonds, converting them into a suitable sites for further chemical elaboration. It also represents one of the most challenging reactions in modern synthetic organic chemistry because the multitude of aliphatic C-H bonds in a molecule makes site selective oxidation particularly difficult. Moreover, the introduction of chirality represents an unmet but very appealing challenge, because the asymmetric oxidation of hydrocarbons produces chiral compounds of high value in organic synthesis from readily available starting materials. Until now, examples of enantioselective oxidation of nonactivated aliphatic C-H bonds remain exclusive to enzymes. This thesis has been devoted to the development of new catalytic systems capable to oxidize nonactivated aliphatic C-H bonds in a site-selective and enantioselective manner. In particularly, chemo- and enantioselective aliphatic C-H oxidation reactions, especially focused in amide containing substrates have been developed.

L'oxidació d’enllaços C-H alifàtics és una reacció altament interessant perquè permet funcionalitzar l'enllaç C-H inert, generant molècules d’alt interès sintètic. No obstant, també es tracta d'una de les reaccions que més atenció ha generat en en el camp de la química orgànica sintètica moderna perquè la multitud d'enllaços C-H alifàtics present en una mateixa molècula fa que l'oxidació selectiva d’un enllaç específic sigui particularment difícil. A més, la introducció de quiralitat en aquesta reacció representa, encara a dia d’avui, un repte molt atractiu, ja que l'oxidació asimètrica d'hidrocarburs, compostos altament abundants a la naturalesa, permet l'obtenció de compostos quirals d'alt valor en síntesi orgànica; i de moment, segueix sent una transformació exclusiva dels enzims. En particular, s'han desenvolupat reaccions d'oxidació de C-H alifàtiques quimio- i enantioselectives, enfocades en substrats que contenen un grup funcional amida.