Au(I) Catalyzed Manipulation of Propargylic Alcohols: A New Route Towards the Synthesis of Indole Alkaloids

In this work we presented several aspects regarding the possibility to use readily available propargylic alcohols as acyclic precursors to develop new stereoselective [Au(I)]-catalyzed cascade reactions for the synthesis of highly complex indole architectures. The use of indole-based propargylic alcohols of type 1 in a stereoselective [Au(I)]-catalyzed hydroindolynation/immiun trapping reactive sequence opened access to a new class of tetracyclic indolines, dihydropyranylindolines A and furoindolines B. An enantioselective protocol was futher explored in order to synthesize this molecules with high yields and ee. The suitability of propargylic alcohols in [Au(I)]-catalyzed cascade reactions was deeply investigated by developing cascade reactions in which was possible not only to synthesize the indole core but also to achieve a second functionalization. Aniline based propargylic alcohols 2 were found to be modular acyclic precursors for the synthesis of [1,2-a] azepinoindoles C. In describing this reactivity we additionally reported experimental evidences for an unprecedented NHCAu(I)-vinyl specie which in a chemoselective fashion, led to the annulation step, synthesizing the N1-C2-connected seven membered ring. The chemical flexibility of propargylic alcohols was further explored by changing the nature of the chemical surrounding with different preinstalled N-alkyl moiety in propargylic alcohols of type 3. Particularly, in the case of a primary alcohol, [Au(I)] catalysis was found to be prominent in the synthesis of a new class of [4,3-a]-oxazinoindoles D while the use of an allylic alcohol led to the first example of [Au(I)] catalyzed synthesis and enantioselective functionalization of this class of molecules (D*). With this work we established propargylic alcohols as excellent acyclic precursor to developed new [Au(I)]-catalyzed cascade reaction and providing new catalytic synthetic tools for the stereoselective synthesis of complex indole/indoline architectures.

In questo lavoro di tesi abbiamo presentato diversi aspetti riguardanti la possibilità di utilizzare alcoli propargilici come precursori aciclici nello sviluppo di nuove reazioni a cascata stereoselettive [Au(I)] catalizzate per la sintesi di architetture indoliche altamente funzionalizzate. Alcoli propargilici su base indolica di tipo 1, sono stati utilizzati per sviluppare un processo a cascata per la sintesi di una nuova classe di indoline tetra cicliche, diidropiranilindoline A e furoindoline B. Un protocollo enantioselettivo è stato successivamente studiato per la sintesi di tali strutture con buone rese ed elevati eccessi enantiomerici. Diversi alcoli propargilici sono stati studiati nello sviluppare reazioni a cascata [Au(I)] catalizzate per la sintesi e funzionalizzazione di anelli indolici. Precursori su base anilinica di tipo 2, si sono rivelati essere precursori di eccellenza per la sintesi di [1,2-a]-azepino-indoli di tipo C. Nel descrivere quest’ultima reattività abbiamo riportato evidenze sperimentali di una nuova specie [Au(I)]-carbenica in grado di dirigere la chiusura dell’anello a sette termini in maniera altamente chemoselettiva. La flessibilità chimica degli alcoli propargilici è stata infine studiata cambiata la natura dell’intorno chimico con differenti gruppi N-alchilati in precursori di tipo 3. Utilizzando come catena un alcol primario, la selettività della reazione si è dimostrata completamente rivolta verso la sintesi della classe dei [4,3-a]-ossazino-indoli D, mentre utilizzando alcoli allilici abbiamo riportato il primo esempio di sintesi e funzionalizzazione enantioselettiva [Au(I)]catalizzata, di questa classe di molecole (D*). Concludendo, in questo lavoro abbiamo stabilito gli alcoli propargilici, essere precursori d’eccezione in reazioni a cascata Au(I) catalizzate riportando nuovi strumenti sintetici per la sintesi stereo selettiva di architetture indoliche ed indoliniche estremamente complesse.