Ring-rearrangement metathesis of bicyclic amino acid derivatives

In this letter, we describe the ring-rearrangement metathesis (RRM) of bicyclic amino acid derivatives. The procedure is of use for the synthesis of constrained amino acid and peptide derivatives with potential as reverse-turn inducers. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Ring-rearrangement metathesis of substituted 2-aminonorbornenes

In this report we describe the ring-rearrangement metathesis of 2-aminonorbornene derivatives. Ail efficient ruthenium-catalysed metathesis reaction Occurs with a wide range of pendent alkenes and alkynes to generate bicyclic amines and amides.

Sequential ring-closing metathesis and nitrone cycloaddition on glucose-derived substrates: a divergent approach to analogues of spiroannulated carbanucleosides and conformationally locked nucleosides

The carbohydrate-derived substrate 3-C-allyl-1,2: 5,6-di-O-isopropylidene-alpha-D-allofuranose was judiciously manipulated for preparing suitable synthons, which could be converted to a variety of isoxazolidino-spirocycles and -tricycles through the application of ring-closing metathesis (RCM) and intramolecular nitrone cycloaddition (INC) reactions. Cleavage of the isoxazolidine rings of some of these derivatives by tranfer hydrogenolysis followed by coupling of the generated amino functionalities with 5-amino-4,6-dichloropyrimidine furnished the corresponding chloropyrimidine nucleosides, which were elaborated to spiroannulated carbanucleosides and conformationally locked bicyclo[2.2.1] heptane/ oxa-bicyclo[3.2.1]octane nucleosides. However, use of higher temperature for the cyclization of one of the chloropyrimidines led to the dimethylaminopurine analogue as a sole product, formed via nucleophilic displacement of the chloro group by dimethylamine generated from DMF.

Asymmetric synthesis of cyclic β-amino acids and cyclic amines via sequential diastereoselective conjugate addition and ring closing metathesis

Diastereoselective conjugate addition of lithium (S)-N-allyl-N-alpha-methylbenzylamide to a range of alpha,beta-unsaturated esters followed by ring closing metathesis is used to afford efficiently a range of substituted cyclic beta-amino esters in high d.e. Alternatively, conjugate addition to alpha,beta-unsaturated Weinreb amides, functional group conversion and ring closing metathesis affords cyclic amines in high d.e. The further application of this methodology to the synthesis of a range of carbocyclic beta-amino esters via conjugate addition, enolate alkylation and ring closing metathesis is also described. Application of this methodology affords, after deprotection, (S)-homoproline, (S)-homopipecolic acid, (S)-coniine and (1S,2S)-trans-pentacin.

Isomeric olefin tetracarbonyl complexes of tungsten(I): an infrared spectroelectrochemical study at low temperatures

In situ electrolysis within an optically transparent thin-layer electrochemical (OTTLE) cell was applied at 293-243 K in combination with FTIR spectroscopy to monitor spectral changes in the carbonyl stretching region accompanying oxidation of four tetracarbonyl olefin complexes of tungsten(0), viz., trans-[W(CO)(4)(eta(2)-ethene)(2)], trans-[W(CO)(4)(eta(2)-norbornene)(2)], [W(CO)(4)(eta(4)-cycloocta-1,5-diene)], and [W(CO)(4)(eta(4)-norbornadiene)]. In all cases, the one-electron-oxidized radical cations (17-electron complexes) have been identified by their characteristic nu(CO) patterns. For the bidentate diene ligands, the cis stereochemistry is essentially fixed in both the 18- and 17-electron complexes. The radical cation of the trans-bis(ethene) complex was observed only at 243 K, while at room temperature it isomerized rapidly to the corresponding cis-isomer. The thermal stability of the three studied radical cations in the cis configuration correlates with the relative strength of the W-CO bonds in the positions trans to the olefin ligand, which are more affected by the oxidation than the axial W-CO bonds. For the bulky norbornene ligands, their trans configuration in the bis(norbornene) complex remains preserved after the oxidation in the whole temperature range studied. The limited thermal stability of the radical cations of the trans-bis(alkene) complexes is ascribed to dissociation of the alkene ligands. The spectroelectrochemical results are in very good agreement with data obtained earlier by DFT (B3LYP) calculations.

A hydrogen-1 nuclear magnetic resonance, mass spectral and extended Hückel study of some olefin complexes of rhodium(I) and iridium(I) and the crystal and molecular structure of η4-2,4-dimethylpenta-1,4-diene(η5-formylcyclopentadienyl)rhodium(I)

A 1H NMR study of monosubstituted η-cyclopentadienyl-rhodium(I) complexes of type LLRh(C5H4X) and -iridium(I) complexes of type L2Ir(C5H4X) (L = ethene, LL = 1,3- or 1,5-diolefin; X = C(C6H5)3, CHO, or COOCH3) has been carried out. For complexes of both metals in which the neutral ligand is ethene or a non-conjugated diolefin the NMR spectra of the cyclopentadienyl protons are unusual in that H(2), H(5) resonate to high field either at room temperature or below. The corresponding NMR spectra for the cyclopentadienyl ring protons of complexes where the neutral ligand is a conjugated diene are, with one exception, normal. A single crystal X-ray structural analysis of (η4-2,4-dimethylpenta-1,4-diene)(η5-formylcyclopentadienyl)rhodium(I) (which exhibits an abnormal 1H NMR spectrum) reveals substantial localisation of electron density in the C(3)C(4) Cp ring bond (1.283(33) Å) which may be consistent with a contribution from an ‘allyl-ene’ rotamer to the ring—metal bonding scheme. An extended Hückel calculation with self consistent charge iteration was performed on this complex. The results predict a greater Mulliken overlap population for the C(3)C(4) bond in the cyclopentadienyl ring and show that the localisation is dependent on both the Cp ring substituent and the nature of the diolefin. The mass spectral fragmentation patterns of some representative diene complexes of iridium(I) and rhodium(I) are presented.

Synthesis and reactivity in salt metathesis reactions of trivalent [La(Tp(Me2))(2)X] (X = Cl, I) complexes: crystal structures of [La(Tp(Me2))(2)Cl] and [La(Tp(Me2))(2)(kappa(2)-pz(Me2))]

Reaction of LaX3(THF)(n) (X = Cl, 1) with two equiv. of K(Tp(Me2)) gave good yields of the bis-Tp complexes [La(Tp(Me2))(2)X] (X = Cl (1); I (3)). However, the formation of 1 and 3 is always accompanied by significant amounts of La(Tp(Me2))(2)(kappa(2)-pz(Me2)) ([pz(Me2)](-) = 3,5-dimethyl-pyrazolato) (2). The pyrazolato complex 2, which presumably arises from decomposition of the [Tp(Me2)](-) moiety during salt metathesis, was independently prepared in good yield from 1 and in situ generated [pz(Me2)](-). The solid-state structures of 1 and 2 were determined by single-crystal X-ray diffraction studies. Subsequent reactions of halogeno-Tp(Me2) complexes 1 and 3 with various alkali metal salts MR (M = Li, R = CH2SiMe3, Ph, N(SiMe3)(2); M = K, R = OAr) gave M(Tp(Me2)) as the major product. Alternatively, the mono-Tp bis(aryloxide) derivatives [Ln(Tp(Me2))(OC6H2-2,6-'Bu-4-Me)(2)] (Ln = La (4); Nd (5)) were obtained in high yields by salt metathesis of [Ln(OC6H2-2,6-'Bu-4-Me)(3)] with one equiv. of K(Tp(Me2)). (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Determination of saturates, aromatics and ethanol in Brazilian commercial gasoline with low olefin content using 1 H NMR spectroscopy

In this work, a Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR) method has been developed to determine aromatics and ethanol in Brazilian commercial gasoline with low olefin content. The proposed method involves subdividing an 1H NMR spectrum into regions, each of which is assumed to be associated with a specific type of structural group (OH, CH, CH2 and CH3). The method is based on the assignment of overlapping regions of 1H NMR spectra due to the signals of naphthene (N), iso and normal paraffins (P) and ethanol (E). Each 1H NMR spectrum was divided into 8 regions and the integration was correlated to the percentage of the substances to be determined. The results of the analysis by 1H NMR were compared with analysis of GC-FID obtained with the PONA system. The proposed technique of 1H NMR was shown to be an appropriate method for this sample type.

Tuning the activity of alternative Ru-based initiators for ring-opening metathesis polymerization of norbornene and norbornadiene by the substituent in 4-CH2R-piperidine

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Entwicklung von neuen Olefin-Polymerisationskatalysatoren für die automatisierte Evaluierung

Zusammenfassung Im Rahmen dieser Arbeit konnten vier neue Ligandsysteme fürPolymerisationskatalysatoren entwickelt werden, dieisoelektronisch zu Cp-Liganden (L2X-Ligand) oder Ligandenvon ansa-Metallocenen (L4X2-Ligand) sind. Dazu zählensubstituierte Azacyclopentadiene, 2-(Amionomethyl)thiophene,donorfunktionalisierte Amidine und1,4-Dithiabutan-verbrückte Bis(phenole).Alle Liganden wurden erfolgreich komplexiert. Bis auf diePyrrolkomplexe zeigten alle Komplexe zum Teil sehr hohePolymerisationsaktivitäten. Die Bis(phenolato)-Katalysatorenpolymerisieren Styrol isotaktisch und bieten Anwendungen fürverschiedene Copolymerisationsexperimente.Die neu entwickelten Katalysatoren haben sich trotz ihrerCp-isoelektronischen Ligandsysteme höchst unterschiedlichbezüglich ihrer Eignung als Polymerisations-Katalysatorengezeigt. Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass nebenden elektronischen Gegebenheiten ebenso sterische wiegeometrische Einflüsse von Bedeutung sind. Für die Zukunftwird das Aufklären der Struktur-Wirkungs-Beziehung einewichtige Herausforderung bleiben. Ferner konnten meisten Syntheseschritte so ausgearbeitetwerden, dass High Throughput Experimente im Automatenmöglich sind.

Nanosized polymer carriers for metallocene catalysts in heterogeneous olefin polymerization

Das Ziel der vorgelegten Arbeit war die Synthese von definierten, sphärischen Polystyrolpartikeln im Größenbreichen von Nanometern, die als Träger für die Immobilisierung von Metallocenkatalysatoren verwendet werden sollten. Ein wichtiger Anspruch an das System war dabei die Möglichkeit einer homogene Verteilung des Metallocenes auf dem Träger and eine homogene Fragmentierung des geträgerten Katalysators während der Polymerisation im Polymerprodukt. Für diese Zielsetzung wurden unterschiedliche Polystyrolnanopartikel hergestellt. Die Polystyrolnanopartikel waren mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen wie Polyethylenoxid- und Polypropylenoxidketten oder Hydroxygruppen auf der Oberfläche versehen, um den Metallocenkatalysator und den Cokatalysator MAO immobilisieren zu können. In verschiedenen Experimenten wurde der Einfluss dieser Polystyrolnanopartikel als Träger auf die Katalysatoreigenschaften wie Aktivität oder Produktivität und die Eigenschaften des produzierten Polyolefins wie z.B. Molekulargewicht und Morphologie untersucht. Im Vergleich zu den PS- Nanopartikeln wurden außerdem PS-Mikropartikel, Silica und Dendrimere als Träger in der heterogenen Olefinpolymerisation eingesetzt. Von all diesen Trägersystemen wurde das Fragmentierungsverhalten durch konfocale Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Aus den erhaltenen Ergebnissen kann geschlossen werden, dass die hergestellten Polystyrolnanopartikel neuartige und leistungsfähige Träger für heterogene Polymerisationsprozesse darstellen. Die hergestellten Polystyrolnanopartikel besaßen eine wohldefinierte sphärische Struktur, die eine homogene Verteilung des immobilisierten Metallocenkatalysators und somit auch eine vollständige Fragmentierung des geträgerten Katalysators im hergestellten Polyolefin ermöglichte. Die Katalysatorsysteme, die aus den PS- Nanopartikeln und dem Metallocenkatalysator zusammengesetzt waren, wurden in verschiedenen Polymerisationen wie der Ethylen- oder Propylenhomopolymersation und der Copolymerisation von Ethen mit α- Olefinen getestet. Die Oberflächen- funktionalisierten PS Nanopartikel immobilisierten den Metallocenkatalysator ausreichend gut, so dass kein „Leachen“ (Ablösen) des Katalysators von der Trägeroberfläche festgestellt werden konnte und deshalb Polymer von sehr guter Morphologie erhalten wurde. Um die Fragmentierung des Katalysators und den inneren Aufbau des Polymers näher untersuchen zu können, wurde die konfocale Fluoreszenzmikroskopie für das PS- Nanopartikelträgersystem angewendet. Durch farbstoffmarkierte Trägerpartikel konnte die Verteilung des fragmentierten Katalysators innerhalb des Polymers sichtbar gemacht und analysiert werden. Dabei wurde festgestellt, dass sich PS- Nanopartikel und auch Dendrimere als Träger ähnlich verhalten wie Ziegler- Natta- Katalysatoren, die auf MgCl2 immobilisiert für die heterogene Olefinpolymerisation verwendet werden. Das Fragmentierungsverhalten der Silica oder PS- Mirkopartikel geträgerten Systeme entsprach dagegen dem schichtweisen Fragmentierungsverhalten wie es bereits von Fink und Mitarbeitern beschrieben wurde.

Oxodiperoxomolybdenum catalyzed olefin epoxidation: the role of Ionic Liquids

Ionic Liquids (ILs) constituted by organic cations and inorganic anions are particular salts with a melting point below 100°C. Their physical properties such as melting point and solubility can be tuned by altering the combination of their anions and cations. In the last years the interest in ILs has been centered mostly on their possible use as “green” alternatives to the traditional volatile organic solvents (VOCs) thanks to their low vapour pressure and the efficient ability in catalyst immobilization. In this regard, the subject of the present thesis is the study of the oxodiperoxomolybdenum catalyzed epoxidation of olefins in ILs media with hydrogen peroxide as the oxidant. In particular N-functionalized imidazolium salts, such as 1-(2-t-Butoxycarbonylamino-ethyl)-3-methylimidazolium (1), were synthesized with different counterions [I]-, [PF6]-, [NO3]-, [NTf2]- and [ClO4]– and tested as reaction solvents. The counterion exchange with [Cl]-, [NTf2]- and [NO3]- was also performed in unfuctionalized imidazolium salts such as 3-butyl-1-methylimidazol-3-ium (3). All the prepared ILs were tested in catalytic epoxidation of olefins exploiting oxodiperoxomolybdenum complexes [MoO(O2)2(C4H6N2)2] (4) and [MoO(O2)2(C5H8N2)2] (5) as catalysts. The IL 3[NTf2] and the catalysts 5 give rise to the best results leading to the selective formation of the epoxide of cis-cyclooctene avoiding hydrolysis side reaction. A preliminary study on the synthesis of novel NHC oxodiperoxomolybdenum complexes starting from imidazolium salts was also developed.

Saccharide based nanocapsules - From monomer building blocks to improved capsules properties

In dieser Arbeit wurde der vielfältige Nutzen von Kohlenhydraten in Nanokapsel Systemen untersucht. Drei verschiedene Nanokapsel-Typen wurden durch Reaktion an der Grenzfläche von inversen Miniemulsionen hergestellt. Es wurde gezeigt, dass die Kohlenhydrate nach Modifizierung als Monomer an der Kapselbildung teilnehmen können, oder zur Erhöhung der Sensitivität eines verkapselten Kontrastmittels beitragen können. Im Folgenden werden die Ergebnisse der einzelnen Projekte zusammengefasst. Eine neuartige Grenzflächen-Synthese zur Herstellung von Nanokapseln wurde entwickelt und untersucht. Bei der Reaktion handelt es sich um eine Ruthenium katalysierte Olefin-Kreuzmetathese, welche für die Reaktion an der Grenzfläche angepasst wurde. Als wasserlösliches Macromonomer wurde Dextranacrylat synthetisiert. Der Reaktionspartner war ein öl-löslichen Phosphoester (Phenyldi(undec-10-en-1-yl)phosphat). Anhand von NMR-Spektren wurde gezeigt, dass die Kapselbildung auf Olefin Kreuzmetathese beruht. Im Vergleich zu konventionellen Estern haben Phosphorester eine weitere Möglichkeit zur chemischen Funktionalisierung. Dies wurde exemplarisch durch die Verwendung von fluoreszenzmarkierten Phosphoestern gezeigt. Die Markierung wurde verwendet, um die pH-induzierte Abbaubarkeit der Nanokapseln mittels Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie zu beobachten. Ziel des zweiten Projekts war es, Nanostrukturen zu entwickeln, um Infektionen mit Antibiotika-resistenten Bakterien lokal zu behandeln. Dazu wurden mit Dextranmethacrylat vernetzte Poly(acrylamid) basierte Nanogele synthetisiert und Zinknitrat zugesetzt. Die Synthese der Nanogele wurde erweitert, um durch Vernetzung freier Alkoholgruppen mit Toluoldiisocyanat eine Kapselschale zu erhalten. Die Schalenbildung spiegelte sich in einer geringeren Quellbarkeit der Gel- Schale-Hybride wieder. Die erhaltenen Gel-Schale-Hybride waren in der Lage das Wachstum von zwei Methicillin-resistenten Bakterienstämmen (S. aureus) zu unterdrücken und verzögern. Die synthetisierten Hybridstrukturen könnten in der Beschichtung von Wundauflagen Verwendung finden, um bakterielle Infektionen lokal und direkt nach Ausbruch zu behandeln. Ziel des dritten Projektes war es, die wichtigen Parameter in der Herstellung von Nanokapseln mit hoher Kontrastmittel Sensitivität zu identifizieren. Relaxivität/Signalsensitivität des Kontrastmittels ist von großer Bedeutung für die Bildgebung mittels MRI, dies kann durch die Begrenzung der Mobilität des Kontrastmittels erreicht werden. Aufgrund seiner hohen Komplexstabilität und seiner klinischen Bedeutung wurde das Kontrastmittel Gadobutrol für die Verkapselung verwendet. Das Kontrastmittel wurde in Polyharnstoff-Kapseln eingeschlossen, die durch einen inversen Miniemulsion-Prozess hergestellt wurden. Um die Viskosität im Inneren der Nanokapsel zu erhöhen, wurden zusätzlich Saccharose, Dextran und Polyacrylsäure verkapselt. In Gegenwart von Saccharose konnte die Relaxivität verdoppelt werden. Dies gründet sich vermutlich auf einem Second-sphere Effekt der Saccharose, einer auf Wasserstoffbrückenbindungen beruhende Interaktion von Kontrastmittel und Saccharose.

Hydroxycyclopentanone derivatives from D-Mannose via ring closing metathesis: An improved synthesis of a key intermediate of Tricyclo-DNA

A large scale, 10 step synthesis of cyclopentanone 1 , starting from the chiral pool compound D-mannose, is described. The synthesis proceeds via a ring closing metathesis reaction as the key step in an overall yield of 23%. Cyclopentanone 1 is a central intermediate for the synthesis of tricyclo-DNA

Spectroscopic, calorimetric, and catalytic evidences of hydrophobicity on Ti-MCM-41 silylated materials for olefin epoxidations

Hydrophobic Ti-MCM-41 samples prepared by post-synthesis silylation treatment demonstrate to be highly active and selective catalysts in olefins epoxidation by using organic hydroperoxides as oxidizing agents in liquid phase reaction systems. Epoxide yields show important enhancements with increased silylation degrees of the Ti-mesoporous samples. Catalytic studies are combined and correlated with spectroscopic techniques (e.g. XRD, XANES, UV-Visible, 29Si MAS-NMR) and calorimetric measurements to better understand the changes in the surface chemistry of Ti-MCM-41 samples due to the post-synthesis silylation treatment and to ascertain the role of these trimethylsilyl groups incorporated in olefin epoxidation. In such manner, the effect of the organic moieties on solids, and both water and glycol molecules contents on the catalytic activity and selectivity are analyzed in detail. Results show that the hydrophobicity level of the samples is responsible for the decrease in water adsorption and, consequently, the negligible formation of the non-desired glycol during the catalytic process. Thus, catalyst deactivation by glycol poisoning of Ti active sites is greatly diminished, this increasing catalyst stability and leading to practically quantitative production of the corresponding epoxide. The extended use of these hydrophobic Ti-MCM-41 catalysts together with organic hydroperoxides for the highly efficient and selective epoxidation of natural terpenes is also exemplified.