Development of Sustainable Catalytic Methods: Aza-Cope Rearrangement of Homoallylamines and Thiosulfonylation of Alkenes

Promovendus/a: Karthik Gadde

Promotor(en): Bert Maes, Kourosch Abbaspour Tehrani

Bij de synthese van organische verbindingen wordt vaak gebruik gemaakt van dure, niet-hernieuwbare en giftige reagentia/reactanten, katalysatoren of oplosmiddelen. De vervanging hiervan door goedkope, eenvoudig beschikbare alternatieven met een beperkte milieuimpact is dan ook een grote uitdaging. Het onderzoek van dit doctoraatsproefschrift is gericht op de ontwikkeling van nieuwe duurzame methodologieën voor de synthese van α-gesubstitueerde homoallylaminen door middel van een 2-aza-Cope omlegging en een verdere functionalisering via fotokatalyse met zichtbaar licht.

α-Gesubstitueerde homoallylaminen zijn waardevolle synthetische bouwstenen en precursoren voor de synthese van stikstofbevattende heterocyclische verbindingen, natuurproducten en farmaceutische verbindingen. In dit doctoraatsonderzoek werd een metaalvrije of onedel metaal-gekatalyseerde 2-aza-Cope omleggingsstrategie ontwikkeld voor de synthese van α-gesubstitueerde homoallylaminen door gebruik te maken van gemakkelijk toegankelijke aldehyden en 1,1-difenylhomoallylaminen.

Alkenen zijn een van de meest fundamentele functionele groepen in de organische chemie en worden vaak afgeleid van eenvoudige chemische grondstoffen. In de afgelopen decennia heeft de functionalisering van alkenen enorme aandacht getrokken, vooral strategieën om functionaliseringen op een anti-Markovnikov-manier te bereiken waren de focus van fundamenteel onderzoek. De installatie van sulfonyl (R1SO2-) en sulfenyl (R2S−)-groepen is specifiek van belang omdat ze een structurele entiteit vormen van natuurproducten, bioactieve moleculen en geneesmiddelen. Bovendien zijn sulfonyl en sulfenyl groepen aantrekkelijk in de organische synthese omdat ze gemakkelijk kunnen worden omgezet in andere functionele groepen. Directe functionaliseringsmethoden van alkenen, die het mogelijk maken om twee verschillende groepen in een enkele reactiestap te introduceren, zoals de thiosulfonylering, zijn daarom zeer gewenst. In dit proefschrift werd een metaalvrije methodologie ontwikkeld voor de vicinale thiosulfonylering van niet-geactiveerde alkenen door gebruik te maken van thiosulfonaten als reactant en het acridiniumzout 9-mesityl-10-methylacridiniumperchloraat als foto-organokatalysator met bestraling met zichtbaar licht. Om de synthetische relevantie van de ontwikkelde methode te illustreren, werd deze toegepast op homoallylaminen en alkenen in het actieve bestanddeel van geneesmiddelen. ​