NAGIOS: RODERIC FUNCIONANDO

Reacciones de Friedel-Crafts enantioselectivas de naftoles, fenoles e hidroxiindoles catalizadas por derivados de alcaloides de la Cinchona

Repositori DSpace/Manakin

Valencià Castellano

Inici
Investigació
e-prints
23 - Química
Visualitza element

IMPORTANT: Aquest repositori està en una versió antiga des del 3/12/2023. La nova instal.lació está en https://roderic.uv.es/

Reacciones de Friedel-Crafts enantioselectivas de naftoles, fenoles e hidroxiindoles catalizadas por derivados de alcaloides de la Cinchona

Mostra el registre parcial de l'element

dc.contributor.advisor	Pedro, José Ramón
dc.contributor.advisor	Fernández Picot, Isabel
dc.contributor.author	Montesinos Magraner, Marc
dc.contributor.other	Departament de Quimica Orgànica	es_ES
dc.date.accessioned	2016-04-07T10:54:51Z
dc.date.available	2016-10-05T04:45:06Z
dc.date.issued	2016	es_ES
dc.date.submitted	08-04-2016	es_ES
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10550/52252
dc.description.abstract	During the last years several methods for the enantioselective reaction of hydroxyindoles with different electrophiles have been developed, specially using bifunctional organocatalysts. Despite this, the asymmetric functionalization of hydroxyindoles has been less developed than Friedel-Crafts reaction with indoles or pyrroles. Moreover, the scope of the reaction is usually limited regarding the nucleophiles. In Chapter 2.2, a detailed description of all previous enantioselective Friedel-Crafts reaction with hydroxyarenes is described. In this context, during this thesis we describe the development of new methods for the enantioselective functionalization of hydroxyarenes (naphthols, phenols and hydroxyindoles) with different electrophiles (ketones and imines), using bifunctional organocatalysts derived from Cinchona alkaloids. In Chapter 4.3., the first enantioselective Friedel-Crafts alkylation of 1-naphthols (1) with ethyl trifluoropyruvate (4) has been described. 1-Naphthols bearing a trifluoromethylated tertiary alcohol (5) were prepared, in high yields and excellent enantioselectivities, using a quinine-derived squaramide as a bifunctional catalyst. The method was proved to be efficient with a wide range of 1-naphthols (9 examples). Electron-rich phenols (6 examples) are also good reaction partners under our reaction conditions, affording highly substituted compounds in moderate to good yield and with good enantioselectivity. In Capter 4.4., the first aza-Friedel-Crafts of naphthols with cyclic imines has been developed, using benzoxathiazine 2,2-dioxides 8 as electrophile. In this case, 2-naphthols showed better reactivity and a cupreine derivative was used as bifunctional organocatalyst. Interestingly, slow addition of one of the reactants using a syringe pump allowed decreasing the catalyst loading. So, seven differently substituted 2-naphthols (also 1-naphthol and sesamol) were subjected to the enantioselective aza-Friedel-Crafts reaction with imine (8a), obtaining the expected Betti bases 9-11 in yields up to 84% and enantioselectivities up to 96% ee. Differently substituted benzoxathiazine 2,2dioxides were also successfully reacted with 2-naphthol (2a) yielding the desired products in good yields and enantioselectivies ranging from 77% to 88% ee. The sulfamidate generated after the Friedel-Crafts reaction can be reduced using LiAlH4 to form the corresponding aminodiol 12, which was protected in situ as an N-Boc derivative 13. In Chapter 4.5., the first enantioselective aza-Friedel-Crafts of naphthols and phenols with ketimines has been developed. As electrophile, we chose isatin-derived N-Boc protected imines 21-24. For this project we used quinine-based thiourea QNT as bifunctional catalyst. So, 1-naphthol (1a) was reacted with N-Boc protected imines bearing different substituents either in the N atom (4 examples) or in the aromatic ring (8 examples), affording the desired compounds 26-29 in good to quantitative yields and very high enantioselectivities (95-99% ee). To prove de wide applicability of our methodology, we also reacted four additional 1-naphthols, six 2-naphthols and even three electron-rich phenols with differently substituted isatin-derived ketimines. N-Boc protecting group was removed smoothly by acid treatment, affording free amine 34aa in good yield. Interestingly, the opposite enantiomers are also accessible by just using the quinidine tihourea QDT as a catalyst. In capter 4.6., the first general method for the enantioselective functionalization of the carbocyclic ring on indoles without substituents in the 5-membered ring has been presented. To develop this project we have used the four regioisomeric carbocyclic-substituted hydroxyindoles as nucleophiles and quinine-derived squaramide QNE as organocatalyst. Firstly, we reacted 4-hydroxyindole (36a) with differently substituted isatins, obtaining the desired carbocyclic-alkylated indoles 37-39 in moderate to excellent yields (50-97%) and high enantioselectivities (78-90% ee). 5-Hydroxyindole, 7-hydroxyindole and 4-hydroxycarbazole are also appropriate nucleophiles under our optimized reaction conditions, affording the desired products 37, 39 in high yields in general and with excellent enantioselectivities (≥90% ee). We also reacted 6-hydroxyindole (36d) with isatine 19a. However, we observed a decrease in the reactivity. We also reacted 4-hydroxyindole (36a) with ethyl trifluoropyrivate (4a). Nevertheless, we isolated just the C-3 substituted indole in a racemic form, likely due to background reaction. The aromatic hydroxy group can be removed by catalytic hydrogenolysis of the corresponding triflate 42. We have also proved our hypothesis with isatin-derived ketimines and different hydroxyindoles. In this case, we obtained excellent results regardless of the hydroxyindole we employed. Accordingly, 4-hydroxyindole was reacted with twelve different ketimines, affording 5-aminoalkylated indoles with very high yields and superb enantioselectivies with just 1 mol% of QNE. 5-, 6- and 7-hydroxyindoles also showed excellent selectivity towards the desired products 4-, 7- and 6-alkylated indoles respectively. This methodology also yields the desired product selectively (88% yield, 89% ee) when just a 0.1 mol% of catalyst loading is used in a gram-scale reaction.	en_US
dc.description.abstract	Durante los últimos años, han sido descritos numerosos ejemplos de reacciones enantioselectivas con hidroxiarenos, especialmente usando organocatalizadores bifuncionales. A pesar de ello, la funcionalización asimétrica de hidroxiarenos ha sido menos estudiada si la comparamos con reacciones de Friedel-Crafts con indoles o pirroles. Además, el alcance de la reacción respecto del nucleófilo es limitado en muchos casos. En el capítulo 2.2, se describe una descripción detallada de todos las reacciones de Friedel-Crafts enantioselectivas con hidroxiarenos descritas en la bibliografía. En este contexto, durante la presente tesis hemos descrito el desarrollo de nuevos métodos para la funcionalización enantioselectiva de hidroxiarenos (naftoles, fenoles e hidroxiindoles) con diferentes electrófilos (cetonas e iminas), usando organocatalizadores derivados de alcaloides de la Cinchona. En el capítulo 4.3. se describe la primera reacción enantioselectiva de Friedel-Crafts de 1-naftoles (1) con trifluoropiruvato de etilo (4). Los 1-naftoles sustituidos con un grupo alcohol terciario trifluorometilado (5) fueron preparados con altos rendimientos y excelentes enantioselectivas, usando una escuaramida derivada de quinina como catalizador bifuncional. El método es eficiente con un amplio rango de 1-naftoles (9 ejemplos). Fenoles con elevada densidad electrónica (6 ejemplos) también son bueno productos de partida bajo nuestras condiciones de reacción, permitiendo obtener los productos deseados con rendimientos entre moderados y buenos y con buena enantioselectividad. En el capítulo 4.4 se describe la primera reacción de aza-Friedel-Crafts enantioselectiva entre naftoles e iminas cíclicas, utilizando 2,2-dioxobenzoxatiazinas como electrófilos. En este caso, 2-naftoles presentaron mejor reactividad y el mejor catalizador fue un derivado de cupreína. Interesantemente, la adición lenta de uno de los reactantes usando una bomba de adición permitió reducir la carga catalítica. Así, siete 2-naftoles con diferentes sustituyentes (también 1-naftol y sesamol) se sometieron a las condiciones de reacción optimizadas con la imina 8a, obteniendo las bases de Betti 9-11 en rendimientos de hasta el 84% y enantioselectivas que llegan al 96% ee. 2,2-dioxobenzoxatiazinas con diferentemente sustituidas se hicieron reaccionar con 2-naftol, obteniendo los productos deseados con buenos rendimientos y enantioselectivas en el rango 77-88% ee. El sufamidato que se genera tras la reacción de Friedel-Crafts puede ser reducido usando LiAlH4 para formar el aminodio 12, el cual se protegió in situ con un grupo Boc. En el capítulo 4.5. se describe la primera reacción aza-Friedel-Crafts enantioselectiva de naftoles y fenoles con iminas derivadas de cetona. Como electrófilo se eligió iminas derivadas de isatina con un grupo protector Boc. Para este proyecto se utilizó una tiourea derivada de quinina como catalizador bifuncional. De esta forma, el 1- naftol (1a) se hizo reaccionar con las iminas 21-24 con diferentes grupos protectores en el átomo de nitrógeno o con diferentes sustituyentes en el anillo aromático, obteniendo los compuestos deseados 26-29 con rendiminetos entre buenos y cuantitativos y con enantioselectividades elevadas (95-99% ee). Para probar la amplia aplicabilidad de nuestro método, también hicimos reaccionar 4 fenoles adicionales, así como seis 2-naftoles y tres fenoles con elevada densidad electrónica con iminas con diferentes grupos en el anillo aromático. El grupo protector N-Boc pudo ser eliminado por tratamiento con ácido, dando lugar a la amina libre 34aa con un buen rendimiento. Interesantemente, el enantiómero opuesto es accesible al utilizar la tiourea derivada de quinidina como catalizador. En el capítulo 4.6. se presenta el primero método general para la funcionalización enantioselectiva del anillo carbocíclico de indoles sin sustituyentes en el anillo pentacíclico. Hemos usado los 4 hidroxiindoles regioisoméricos sustituidos en el anillo de 6 miembros como nucleófilos y una escuaramida derivada de quinina como organocatalizador. En primer lugar hicimos reaccionar 4-hidroxiindol (36a) con isatinas diferentemente sustituidas, obteniendo los indoles sustituidos 37-39 con rendimientos entre moderados y excelentes (50-97%) y elevadas enantioselectividades (78-90%). El 5-hidroxiindole, 7-hidroxiindole y 4-hidroxicarbazol son también nucleófilos apropiados para nuestras condiciones de reacción, dando lugar a los compuestos deseados con buenos rendimientos y excelentes enantioselectividades en todos los casos. También hicimos reaccionar 6-hidroxiindole con isatina 19a. Sin embargo, observamos un descenso de la reactividad. También hicimos reaccionar el 4-hidroxiindol con trifluoropiruvato de etilo. Sin embargo, sólo pudimos aislar el compuesto fruto de una reacción de alquilación en la posición C-3, además de forma racémica. El grupo hidroxilo aromático puede ser eliminado mediante hidrogenolisis catalizada por Pd del correspondiente triflato 42. También hemos probado nuestra hipótesis con cetiminas derivadas de isatina y diferentes hidroxiindoles. En este caso, obtuvimos excelentes resultados independientemente del hidroxiindol empleado. Así, el 4-hidroxiindol se hizo reaccionar con 12 cetiminas diferentes, proporcionando los indoles aminoalquilados en la posición C-5 con elevados rendimientos y excelentes enantioselectividades, utilizando tan sólo un 1% mol de catalizador. El 5-, 6- o 7-hidroxiindol también pueden ser utilizados con excelentes resultados dando lugar a los indoles sustituidos en las posiciones C4, C7 o C6, respectivamente. Este método también es útil en realizando la reacción en una escala de gramo con una carga catalítica del 0.1% mol.	es_ES
dc.format.extent	228 p.	es_ES
dc.language.iso	es	es_ES
dc.subject	química orgànica	es_ES
dc.subject	reacció de Friedel-Crafts	es_ES
dc.subject	organocatàlisi	es_ES
dc.subject	hidroxiarens	es_ES
dc.title	Reacciones de Friedel-Crafts enantioselectivas de naftoles, fenoles e hidroxiindoles catalizadas por derivados de alcaloides de la Cinchona	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::QUÍMICA	es_ES
dc.embargo.terms	6 months	es_ES