919 resultados para asymmetric organocatalysis aminocatalysis quinine Michael addition DFT
Resumo:
Chiral primary amines containing the (R,R)- and (S,S)-trans-cyclohexane-1,2-diamine scaffold and a pyrimidin-2-yl unit are synthesized and used as general organocatalysts for the Michael reaction of α-branched aldehydes to maleimides. The reaction takes place with 10 mol% organocatalyst loading and hexanedioic acid as cocatalyst in aqueous N,N-dimethylformamide at 10 °C affording the corresponding succinimides in good yields and enantioselectivities. DFT calculations support the stereochemical results and the role played by the solvents.
Resumo:
A simple change in the polarity of the solvent allows both enantiomers of substituted succinimides to be obtained in the enantioselective conjugate addition reaction of aldehydes, mainly α,α-disubstituted, to maleimides catalysed by chiral carbamate-monoprotected trans-cyclohexane-1,2-diamines. Using a single enantiomer of the organocatalyst, both enantiomers of the resulting Michael adducts are obtained in high yields by simply changing the reaction solvent from aqueous DMF (up to 84 % ee) to chloroform (up to 86 % ee). Theoretical calculations are used to explain this uncommon reversal of the enantioselectivity; two transition state orientations of different polarities are differently favoured in polar or nonpolar solvents.
Resumo:
The asymmetric Michael addition reactions using chiral imines, under neutral conditions (deracemizing alkylation process), constitute one of the main methods for the stereocontrolled elaboration of quaternary carbon centers. This protocol is based on the conjugate addition of secondary chiral enamines to electron-deficient alkenes. The focus of this report deals with the discussion of regio- and stereochemical aspects of the deracemizing alkylation process concerning enamines bearing a resident chiral center.
Resumo:
N-Methylation of ligands containing a trans-1,2-diaminocyclohexane core and multiple stereogenic centres is shown to provide the product of the opposite configuration in significant enantiomeric excess, in the addition of diethylzinc to aldehydes. Some of the ligands were effective in an asymmetric Michael addition. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Resumo:
The first example of an intramolecular enantioselective Michael addition of nitronates onto conjugated systems utilizing a chiral phase-transfer catalyst is described. A range of five-membered gamma-nitro esters with up to three stereocentres have been prepared and the relative and absolute configurations proven by chemical and crystallographic methods. The products are rapidly obtained and are precursors to five-membered cyclic gamma-amino acids.
Resumo:
The thesis is divided into two main parts. In the first one organocatalysis is briefly introduced. Then, new enantiopure trityl pyrrolidines modified with an ionic tag are described. All the catalysts are tested in the benchmark Michael addition reaction to prove their activity and stereoselectivity. In the second part, photocatalysis is first introduced. Then, four different research projects are described. At first, the construction of a hybrid metal-organo-photoredox catalyst is described. The hybrid photocatalysts obtained were employed in the benchmark photoredox alkylation of aldehydes. Then, the use of visible light and a photocatalytic system for the cyclization of iodoaryl vinyl derivatives to tetrahydroquinoline structures is described. In addition, the reaction can also be performed using flow-chemistry. Finally, a mechanistic proposal based on some mechanistic studies is described. Third, a new photoredox catalyzed transformation for the synthesis of 2,3-dihydrofurans is reported. Depending on the involved starting materials, different pathways have arisen. A mechanistic proposal based on reported literatures and experimental data is described. At last, a new photoredox catalyzed transformation for the synthesis of 2-aminofurans is described. Electrophilic radical addition on allenamides and subsequential intramolecular cyclization are exploited. The reaction proceeds under very mild conditions and in 2-aminofurans are obtained in good to high yield. It represents one of the few applications of allenamides in photoredox catalysis. A mechanistic proposal is described. Finally, preliminary investigations on the applicability of the developed transformation under flow chemistry conditions.
Resumo:
The topic of this thesis is the DFT computational study of the mechanisms for the synthesis of chiral 3,4,5-trisubstituted piperidines and 2,6-disubstituted morpholines. The goal of this synthesis is to use, the same substrate containing two electrophilic sites: an α,β-unsaturated ester and a ketone, which evolve according to the nucleophile used (cyanide, phenyl sulfide) through different addition and cyclization reactions. A quaternary ammonium salt is used as a catalyst for these reactions, which leads to a diastereoisomeric excess both for the reactions of morpholine and piperidine products. Studies in silico of the pathways of these reactions explain the chemoselection and diasteroselection deriving from the two nucleophiles used. In this case of piperidine products, it was also possible to validate the hypothesis of a concerted nucleophilic addition mechanism on the α,β-unsaturated site and cyclization due to an intramolecular Michael addition.
Resumo:
Theoretical DFT calculations on rotational barriers of tetrasubstituted hydrazines were performed in order to synthesize new enantioenriched atropoisomers with chiral N-N axis. The molecules studied were chosen to be subsequently synthesized through asymmetric organocatalysis. New atropoisomers with chiral N-N axis were synthesized through organocatalysis methods via enamine or phase transfer. Cinchona alkaloid derivatives were used as catalysts. HPLC analyzes show that the three new synthesized molecules are atropoisomers at room temperature. Using an asymmetric procedure to synthesize the molecules studied, it was possible to generate enantiomeric excesses that remained unchanged for more than three weeks. The experimental rotational barrier of one of the three synthesized compounds was calculated. The experimental energy barrier at 25°C (ΔG^≠=25,7 kcal/mol) was lower than the DFT calculations and with a tendency to increase with temperature, due to a negative reaction entropy.
Resumo:
Ionic Liquids (ILs) belong to a class of compounds with unusual properties: very low vapour pressure; high chemical and thermal stability and the ability to dissolve a wide range of substances. A new field in research is evaluating the possibility to use natural chiral biomolecules for the preparation of chiral ionic liquids (CILs). This important challenge in synthetic chemistry can open new avenues of research in order to avoid some problems related with the intrinsic biodegradability and toxicity associated to conventional ILs. The research work developed aimed for the synthesis of CILs, their characterization and possible applications, based on biological moieties used either as chiral cations or anions, depending on the synthetic manipulation of the derivatives. Overall, a total of 28 organic salts, including CILs were synthesized: 9 based on L-cysteine derivatives, 12 based on L-proline, 3 based on nucleosides and 4 based on nucleotides. All these new CILs were completely characterized and their chemical and physical properties were evaluated. Some CILs based on L-cysteine have been applied for discrimination processes, including resolution of racemates and as a chiral catalyst for asymmetric Aldol condensation. L-proline derived CILs were also studied as chiral catalysts for Michael reaction. In parallel, the interactions of macrocyclic oligosugars called cyclodextrins (CDs) with several ILs were studied. It was possible to improve the solubility of CDs in water and serum. Additionally, fatty acids and steroids showed an increase in water solubility when ILs-CDs systems were used. The development of efficient and selective ILs-CDs systems is indispensable to expand the range of their applications in host-guest interactions, drug delivery systems or catalytic reactions. Novel salts derived from nucleobases were used in order to enhance the fluorescence in aqueous solution. Additionally, preliminary studies regarding ethyl lactate as an alternative solvent for asymmetric organocatalysis were performed.
Resumo:
The Michael addition reaction has been reported as a conventional nucleophilic process. However, more recently, alternative mechanisms involving electron transfer between acceptor and donnor species have been proposed.
Resumo:
Résumé: Dans le but de préparer des complexes de Zr pour la catalyse homogène de la polymérisation des lactides et de l’hydroamination des olefines, l’elaboration et l’optimisation d’une méthode systématique et efficace de synthèse des ligands dikétimines ayant différents substituants alkyles (R) à la position N,N’ a été realisée. Des dikétimines (nacnacRH) symétriques ont été obtenus avec une pureté de plus de 95 % et un rendement de 65 % lorsque R = Me et des rendements allant de 80 à 95 % lorsque le groupe R = n-Pr, i-Pr, i-Bu, Bu, Cy et (+)-CH(Me)Ph. La synthèse des dikétimines ayant des substituants N-alkyls différents, dite asymétriques, donne toujours un mélange statistique de trois ligands: nacnacR,R’H, nacnacR,RH et nacnacR’,R’H qui n’ont pu être separés. Seuls les dikétimines asymétriques avec un substituant N-alkyl et un autre N-aryl (nacnacR,ArH) ont été obtenus avec des rendements plus élevés que celui du mélange statistique. Par la suite, la complexation de ces ligands bidentés au Zr, la caractérisation de ces complexes et l’investigation de la réactivité ont été étudiés. Les complexes de Zr de type (nacnacR)2ZrCl2 ont été obtenus par deux voies de synthèse principales: la première consiste à traiter le sel de lithium du ligand avec le ZrCl4. La seconde est la réaction du ligand avec les complexes neutres d’alkyl-zirconium(IV) par protonation de l'alkyle coordonné. En solution, les complexes obtenus de (nacnacR)2ZrX2 possèdent un comportement dynamique via un « Bailar-twist » et les paramètres d'activation de cette isomérisation ont été calculés. Le complexe octaèdrique (nacnacBn)2ZrCl2 n'est pas réactif dans la carbozirconation et son alkylation n'était pas possible par l’échange des chlorures avec les alkyles. L’analogue diméthylé (nacnacBn)2ZrMe2 peut être préparé par alkylation du ZrCl4 avant la complexation du ligand. On a également observé que ce dernier n’est pas réactif dans la carbozirconation. L‘analogue diéthoxyde (nacnacBn)2Zr(OEt)2 est obtenu par échange des diméthyles avec les éthoxydes. La polymérisation du lactide avec celui-ci en tant que précurseur est relativement lente et ne peut être effectuée que dans le monomère fondu. Par conséquent, pour résoudre les problèmes rencontrés avec les complexes de zirconium (dikétiminates non-pontés), un ligand dikétimines pontés par le diaminocyclohexane, (±)-C6H10(nacnacXylH)2, LH2, (Xyl = 2,6-diméthylphényle) a été préparé. La complexation de ce ligand tetradenté au metal a été réalisée par deux voies de synthèse; la première est la réaction du sel de lithium de ce ligand avec le ZrCl4(THF)2. La deuxième est la déprotonation du ligand neutre avec le Zr(NMe2)4 et l’élimination du diméthylamine. Des complexes du type: (±)-C6H10(nacnacXylH)2ZrX2 avec X = Cl, NMe2 ont été obtenus. Les ligands de chlorure sont dans ce cas facilement remplaçables par des éthoxydes ou des méthyles. On a observé l’activité la plus élevée jamais observée pour un complexe d’un métal du groupe 4 avec le complexe de (±)-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OEt)2 dans la polymérisation de lactide. L'étude cinétique a montré que la loi de vitesse est du premier ordre en catalyseur et en monomère et la constante de vitesse est k = 14 (1) L mol-1 s-1. L'analyse des polymères a montré l’obtention de masses moléculaires faibles et l’abscence de stéréocontrôle. La réaction de (±)-C6H10(nacnacXylH)2ZrCl2 avec le triflate d’argent donne le (±)-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OTf)2. Le complexe bis-triflate obtenu possède une activité catalytique elevée pour les additions du type aza-Michael. L’utilisation du R,R-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OTf)2 énantiopur comme catalyseur, dans les additions du type aza-Michael asymétriques donne le produit desiré avec un excès énantiomérique de 19%.
Resumo:
Les liquides ioniques connaissent depuis quelques décennies un essor particulier en raison de leurs nombreuses propriétés physico-chimiques intéressantes, telles qu’une faible pression de vapeur saturante, une viscosité limitée, une faible miscibilité avec la plupart des solvants communs, ou encore des propriétés d’agencement supramoléculaire, qui en font des outils puissants dans de nombreux domaines de la chimie. Les sels d’imidazolium représentent la plus grande famille de liquides ioniques à ce jour. Leur modulabilité leur permet d’être dérivés pour de nombreuses applications spécifiques, notamment en synthèse organique, où ils sont utilisés majoritairement comme solvants, et plus récemment comme catalyseurs. Les travaux présentés dans cette thèse se concentrent sur leur utilisation en synthèse organique, à la fois comme solvants et principalement comme catalyseurs chiraux, catalyseurs pour lesquels l’anion du sel est l’espèce catalytique, permettant d’ajouter de la flexibilité et de la mobilité au système. En tirant parti de la tolérance des liquides ioniques envers la majorité des macromolécules naturelles, l’objectif principal des travaux présentés dans cette thèse est le développement d’un nouveau type de catalyseur bio-hybride reposant sur l’encapsulation d’un sel d’imidazolium dans une protéine. Par le biais de la technologie biotine-avidine, l’inclusion supramoléculaire de sels d’imidazolium biotinylés portant des contre-anions catalytiques dans l’avidine a été réalisée et exploitée en catalyse. Dans un premier temps, le développement et l’étude de deux sels de 1-butyl-3-méthylimidazolium possédant des anions chiraux dérivés de la trans-4-hydroxy-L-proline sont rapportés, ainsi que leur comportement dans des réactions énantiosélectives d’aldol et d’addition de Michael. Ces types de composés se sont révélés actifs et performants en milieu liquide ionique. Dans un second temps, la préparation de sels d’imidazolium dont le cation est biotinylé et portant un contre-anion achiral, a été réalisée. Le comportement de l’avidine en milieu liquide ionique et son apport en termes de chiralité sur le système bio-hybride ont été étudiés. Les résultats montrent le rôle crucial des liquides ioniques sur la conformation de la protéine et l’efficacité du catalyseur pour des réactions d’aldol. Dans un dernier temps, l’influence de la structure du cation et de l’anion sur le système a été étudiée. Différents espaceurs ont été introduits successivement dans les squelettes cationiques et anioniques des sels d’imidazolium biotinylés. Dans le cas du cation, les résultats ne révèlent aucune influence majeure sur l’efficacité du catalyseur. La structure de l’anion se montre cependant beaucoup plus importante : la préparation de différents catalyseurs bio-hybrides possédant des anions aux propriétés physico-chimiques différentes a permis d’obtenir de plus amples informations sur le mode de fonctionnement du système bio-hybride et de la coopérativité entre l’avidine et l’anion du sel d’imidazolium.La nature ionique de la liaison cation-anion offrant une liberté de mouvement accrue à l’anion dans la protéine, la tolérance à différents substrats a également été abordée après optimisation du système.
Resumo:
The NbCl5 being a strong electrophile, is a potential candidate to act as a Lewis acid, and therefore it mediates various organic reactions. For this reason, it has received continuous attention by Brazilian researchers, especially in recent decades, since Brazil holds the largest reserves of niobium, besides being the largest producer of this element. The Michael addition reaction is one of the most widely used for forming carbon-carbon bonds and takes place by the addition of nucleophiles to activated olefins. Although this type of reaction is usually catalyzed by base, there are reports in the literature on the use of various Lewis acids in this type of reaction. The synthesis of enamines based acetilenodicarboxilates and amines, aromatic or alkyl, by Michael addition reaction is quite interesting, since these are valuable synthetic intermediates for the synthesis of heterocyclic and they are used in multicomponent reactions. The derivatives of anilino-fumarate also have a great potential for medical application. In this study we investigated the use of niobium pentachloride as Lewis acid to catalyze the Michael additions between the derivatives of aniline and acetilenodicarboxilates the synthesis of enamines
Resumo:
The topic of this work is the simultaneous activation, promoted by 9-epi-NH2-DHQA-TU, of alkylideneoxindole and nistirene derivatives, respectively via base catalysis and hydrogen-bond catalysis. The chosen substrates, of high biological interest, are used as starting materials for a vinylogous Michael addition where we wish to control the stereochemistry of the two asymmetric carbons far away from the active site, respectively in γ and δ position. Due to the particular structure of the starting oxindoles, it is hereby presented the first variant of this reaction performed at its highest level of stereochemical complexity. It is possible as a matter of fact, to generate 24 isomers of the product. Specifically, given that the nucleophilic attack can occur from various, non equivalent regions of the starting molecule, our main goal was to achieve a complete regio- and stereocontrol of the reaction. We have verified that the reported organocatalyzed vinylogous reaction represents a valid integration of the metal-catalyzed one, since it affords highly stereochemically complex products in good to high yields and excellent optical purity.
Resumo:
A generalized, odorless, one-pot methodology has been developed for the preparation of 1,2-trans-thioglycosides and thio-Michael addition products of carbohydrate derivatives through triphenyl phosphine mediated cleavage of disulfides and reaction of the thiolate formed in situ with glycosyl bromides and glycosyl conjugated alkenes.