Rational design of bioinspired iron and manganese catalysts for the effective and selective epoxidation of alkenes and oxidation of alkanes

Abstract

Metalloenzymes are a fundamental source of inspiration for synthetic chemists. Oxidation metalloenzymes catalyze oxidation reactions with high efficiency under very mild experimental conditions exhibiting exquisite regio- and stereoselectivity. The present dissertation aims at designing efficient and selective bioinspired oxidation catalysts. Looking at the literature there’s a very limited number of aliphatic diamines incorporated as ligand backbones in tetradentate aminopyridine based complexes, which have been revealed as one of the most successful catalysts for these transformations with peroxide type of oxidants. Thus, this thesis is focused on the synthesis of chiral iron and manganese complexes based on novel diamine backbones and employ them as catalysts in the stereoselective epoxidation of olefins and oxidation of C-H bonds by using hydrogen peroxide as oxidant

Els metal·loenzims són una font fonamental d'inspiració per als químics sintètics. Els metal·loenzims oxidants catalitzen reaccions d'oxidació amb gran eficiència sota condicions experimentals molt suaus que presenten regio- i estereoselectivitats exquisides. L'objectiu d’aquesta tesi es basa en el disseny de catalitzadors d'oxidació bioinspirats eficients i selectius. Analitzant la literatura, es denota que hi ha una limitació important en el nombre i la naturalesa de la diamina incorporada als lligands en complexos basats en lligands tetradentats amb aminopiridines, que s'han demostrat com uns dels catalitzadors més exitosos per a aquestes transformacions amb oxidants de tipus peròxid. Així doncs, aquesta tesi se centra en la síntesi de complexos quirals de ferro i manganès basats en lligands tetradentats que incorporen noves diamines i el seu ús com a catalitzadors en l'epoxidació estereoselectiva d’olefines i l'oxidació dels enllaços C-H utilitzant el peròxid d'hidrogen com a oxidant