Development of tailor-made catalyst libraries for the construction of chiral C-X (X= C, N and O) bonds. Application to the synthesis of complex molecules

Abstract

La demanda constant de compostos enantiomèricament purs (fàrmacs, agroquímics, additius...) ha impulsat el desenvolupament de la catàlisi asimétrica emprant compostos organometàl.lics quiral com a catalitzadors. En aquest context, la síntesis de nous lligands quirals és essencial per descobrir bons sistemes catalítics en catàlisi asimètrica. Aquesta tesi s'ha centrat en el desenvolupament de tres noves lligandoteques quirals heterodadores i la seva aplicació a la substitució al·lílic catalizada per paladi. Es tracta de lligandoteques estables a l'aire, de fàcil manipulació i que s'han sintetizats en poques etapes a partir de productes d'elevada disponibilitat i baix preu. Combinant estudis teòrics i espectroscòpia de RMN, hem pogut afinar racionalment els lligands, millorar l'enantioselectivitat i identificar les espècies responsables dels resultats catalítics. A més a més, els productes de substitució al·lílic resultants es van utilitzar amb èxit per a la síntesi de molècules més complexes.

La demanda constante de compuestos enantioméricamente puros (fármacos, agroquímicos, aditivos...) ha impulsado el desarrollo de la catálisis asimétrica empleando compuestos organometálicos quiral como catalizadores. En este contexto, la síntesis de nuevos ligandos quirales es esencial para descubrir buenos sistemas catalíticos en catálisis asimétrica. Esta tesis se ha centrado en el desarrollo de tres nuevas ligandotecas quirales heterodadoras y su aplicación a la sustitución alílica catalizada por paladio. Se trata de ligandotecas estables al aire, de fácil manipulación y que se han sintetizado en pocas etapas a partir de productos de elevada disponibilidad y bajo precio. Combinando estudios teóricos y espectroscopia de RMN, hemos podido afinar racionalmente a los ligandos, mejorar la enantioselectividad e identificar las especies responsables de los resultados catalíticos. Además, los productos de sustitución alílica resultantes se utilizaron exitosamente para la síntesis de moléculas más complejas.

The constant demand for enantiomerically pure compounds (drugs, agrochemicals, additives ...) has driven the development of asymmetric catalysis using chiral organometallic compounds as catalysts. In this context, the synthesis of new chiral ligands is essential to discover good catalytic systems in asymmetric catalysis. This thesis has focused on the development of three new heterodonating chiral ligand libraries and their application to Pd-catalyzed allylic substitutions. These are ligand libraries stable in the air, easy to handle and have been synthesized in a few steps from readily available products and at low price. Combining theoretical studies and NMR spectroscopy, we were able to rationally fine-tune the ligands, improve enantioselectivity, and identify the species responsible for catalytic performance. In addition, the resulting allylic substitution products were successfully used for the synthesis of more complex molecules.