Universitat Rovira i Virgili
Universitat Rovira i Virgili. Departament de Química Física i Inorgànica
L'augment de la demanda de compostos complexos i rellevants en les indústries químiques, com les farmacèutiques i agroquímiques, ha impulsat un desenvolupament creixent de mètodes sostenibles per a la seva producció. Entre les diverses estratègies, la catàlisi continua sent una de les eines més importants. Aquesta tesi se centra en dues transformacions catalítiques clau. La primera és la hidrogenació asimètrica d'olefines catalitzada per Rh i Ir, en la qual desenvolupem dissenys de lligands quirals amb un enfocament en la seva aplicabilitat industrial. Aquests lligands són fàcils de sintetitzar a partir de materials de partida fàcilment disponibles. Apliquem les biblioteques de lligands quirals a la hidrogenació asimètrica de diverses olefines, estudiant tant alquens quelants com no quelants, amb especial atenció en substrats que històricament han estat difícils de reduir selectivament, com β-enamides cícliques, alquens benzofusionats exocíclics i alquens endocíclics. Aquests substrats estan presents en diversos esquelets orgànics rellevants, i aconseguim obtenir altes enantioselectivitats comparables o superiors a les reportades a la literatura. La segona transformació estudiada és la reordenació de Meinwald/cicloaddició formal [4+2] catalitzada per àcids de Lewis entre epòxids de vinil i barbiturats 5-alquilide. Utilitzant aquests nous reactius, avancem l'estat de l'art en aquesta transformació. Sintetitzem una àmplia gamma de compostos barbitúrics espirocíclics d'alta rellevància, amb alts rendiments i completa diastereoselectivitat, utilitzant ZnCl2, un catalitzador barat i de fàcil accés, en condicions suaus. L'estructura i el diastereòmer dels compostos han estat confirmats mitjançant anàlisis de RMN i XRD.
La creciente demanda de compuestos complejos y relevantes en las industrias químicas, como las farmacéuticas y agroquímicas, ha llevado al desarrollo cada vez mayor de métodos sostenibles para su preparación. Entre las diversas estrategias, la catálisis sigue siendo una de las herramientas más importantes. Esta tesis se centra en dos transformaciones catalíticas clave. La primera es la hidrogenación asimétrica de olefinas catalizada por Rh e Ir, donde desarrollamos diseños de ligandos quirales teniendo en cuenta su aplicabilidad industrial. Estos ligandos son fáciles de sintetizar a partir de materiales de partida fácilmente disponibles. Aplicamos las bibliotecas de ligandos quirales en la hidrogenación asimétrica de diversas olefinas, estudiando tanto alquenos quelantes como no quelantes. Se hizo especial énfasis en sustratos que históricamente han sido difíciles de reducir selectivamente, como β-enamidas cíclicas, alquenos benzofusionados exocíclicos y alquenos endocíclicos. Estos sustratos están presentes en varios esqueletos orgánicos relevantes, y logramos obtener altas enantioselectividades comparables o superiores a las reportadas en la literatura. La segunda transformación estudiada es la reordenación de Meinwald/cicloaddición formal [4+2] catalizada por ácidos de Lewis entre epóxidos de vinilo y barbituratos 5-alquilideno. Utilizando estos novedosos reactivos, avanzamos el estado del arte en esta transformación. Sintetizamos una amplia gama de compuestos barbitúricos espirocíclicos de alta relevancia, con altos rendimientos y completa diastereoselectividad, utilizando ZnCl2, un catalizador barato y de fácil acceso, en condiciones suaves. La estructura y el diastereómero de los compuestos fueron confirmados mediante análisis de RMN y XRD.
The growing demand for more complex relevant compounds in chemical industries, such as pharmaceuticals and agrochemicals, has led to the increased development of sustainable methods for their preparation. Among various strategies, catalysis remains one of the most important tools. This thesis focuses on two key catalytic transformations. The first is the Rh- and Ir-catalysed asymmetric hydrogenation of olefins, where we developed chiral ligand designs with industrial applicability in mind. These ligands are easy to synthesise from readily available starting materials. We applied the chiral ligand libraries in the asymmetric hydrogenation of various olefins, studying both chelating and non-chelating alkenes. Particular emphasis was placed on substrates that have historically been challenging to selectively reduce, such as cyclic β-enamides, exocyclic benzofused alkenes, and endocyclic alkenes. These substrates are present in various relevant organic scaffolds, and we successfully obtained high enantioselectivities comparable to or better than those reported in the literature. The second transformation studied is the Lewis acid-catalysed Meinwald rearrangement/formal [4+2] cycloaddition between vinyl epoxides and 5-alkylidene barbiturates. Using these novel reactant partners, we advanced the state of the art in this transformation. We synthesised a wide range of highly relevant spirocyclic barbiturate compounds in high yields and with complete diastereoselectivity, using inexpensive and readily accessible ZnCl2 under mild conditions. The structure and diastereomer of the compounds were confirmed by NMR and XRD analysis.
Catàlisis; Asimètrica; Síntesis; Catalysis; Asymmetric; Synthesis
54 - Chemistry; 542 - Practical laboratory chemistry. Preparative and experimental chemistry; 546 - Inorganic chemistry; 547 - Organic chemistry
Ciències
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
