Harnessing Light for Novel Radical Chemistry from Intermediates with Established Polar Reactivity

Abstract

Aquesta tesi té com a objectiu reutilitzar intermedis amb reactivitat iònica establerta per a un paradigma radical. Mitjançant eleccions semiempíriques de fotocatalitzadors i precursors radicals, es permet que patrons de reactivitat diferents superin reptes definits en química orgànica. Això proporciona noves oportunitats per a formacions selectives d'enllaços C-C i C-S, proporcionant diferents bastides amb bioactivitat potencial. L'ió imini és un classe privilegiat en el domini polar. Es va demostrar que la catàlisi d'ions imini pot activar els enals cap a la interceptació de radicals primaris nucleòfils per a l'addició de conjugats. Els intermedis quirals iminium van ser efectius per superar els processos de fons i atrapar espècies de closca oberta de curta durada, assegurant una bona enantioselecitivitat en la formació de bastides 1,7-dicarbonil. També es va desenvolupar una estratègia d'umpolung radical per als ions imini quirals. La reducció SET dels ions imini electròfils i quirals va canviar la posició electròfila de l'enal pare a nucleòfila dins del radical d'electrons quiral 5 resultant. Això va permetre que l'electròfil creuat proporcionés compostos quirals d'1,6-dicarbonil com a regioisòmer únic amb una excel·lent enantioselectivitat. El primer exemple de cinació conjugada asimètrica general d'enals també es va divulgar amb una bona enantioselectivitat i quimioselectivitat exclusiva.

Esta tesis tuvo como objetivo reutilizar intermedios con reactividad iónica establecida para un paradigma radical. Esta tesis tuvo como objetivo reutilizar intermedios con reactividad iónica establecida para un paradigma radical. Mediante elecciones semiempíricas de fotocatalizadores y precursores de radicales, esto permite distintos patrones de reactividad para superar desafíos definidos en la química orgánica. Esto proporciona nuevas oportunidades para la formación selectiva de enlaces C-C y C-S, lo que proporciona diferentes estrctura con potencial bioactividad. El ion iminio es una tema privilegiado en el dominio polar. Se demostró que la catálisis del ion iminio podría activar los enales para interceptar radicales primarios nucleofílicos para la adición de conjugados. Los intermedios quirales de iminio fueron eficaces para superar los procesos de fondo y atrapar especies de caparazón abierto de vida corta, asegurando una buena enantioselectividad en la formación de estrctura de 1,7-dicarbonilo. También se desarrolló una estrategia de umpolung radical para iones de iminio quirales. La reducción SET de iones de iminio quirales electrófilos cambió la posición electrófila del enal original a nucleófila dentro del radical de electrones 5 quiral resultante. Esto permitió que el electrófilo cruzado produjera compuestos quirales de 1,6-dicarbonilo como un regioisómero único con excelente enantioselectividad. El primer ejemplo de cinación conjugada asimétrica general de enales también se reveló con buena enantioselectividad y quimioselectividad exclusiva.

This thesis aimed at repurposing intermediates with established ionic reactivity for a radical paradigm. By semiempirical choices of photocatalyst and radical precursors, this enables distinct reactivity patterns to overcome defined challenges in organic chemistry. This provides new opportunities for selective C-C and C-S bond formations, affording different scaffolds with potential bioactivity. Iminium ion is a privileged motif in the polar domain. It was shown that iminium ion catalysis could render activate enals towards intercepting nucleophilic primary radicals for conjugate addition. The chiral iminium intemediates were effective in surpassing background processes and trapping short-lived open-shell species, securing good enantioselecitivity in 1,7-dicarbonyl scaffold formation. A radical umpolung strategy was also developed for chiral iminium ions. SET reduction of electrophilic, chiral iminium ions switched the electrophilic -position of parent enal to nucleophilic within the resultant chiral 5 -electron radical. This permitted cross-electrophile to afford chiral 1,6- dicarbonyl compounds as a single regioisomer with excellent enantioselectivity. The first example of general asymmetric conjugate cynation of enals was also disclosed with good enantioselectivity and exclusive chemoselectivity.