Enantioselective transformations using chiral Bronsted acids

Abstract

Asymmetric Brønsted acid catalysis is a powerful strategy for constructing complex chiral molecules and has become increasingly popular for the enantioselective synthesis of valuable chiral heterocycles. Among the most prominent catalysts in this field are chiral phosphoric acids derived from BINOL, which can effectively catalyze enantioselective Mannich, Mukaiyama- Mannich, Pictet-Spengler reactions, and many more. However, despite their success, these catalysts can be costly and less accessible, highlighting the ongoing need for more economical and widely available alternatives. In this context, newly developed chiral pentacarboxycyclopentadiene (PCCP) catalysts offer a promising and cost-effective approach to efficient organocatalysis. The first part of the thesis deals with an enantioselective synthesis of 1,4-benzoxazepine derivatives via intramolecular desymmetrization of 3-substituted oxetanes. The developed process was found to be efficiently catalyzed by chiral phosphoric acid derived from SPINOL, producing the final seven-membered 1,4-benzoxazepine in high yields (up to 98%) and with high enantiomeric excess (94% e.e.). Furthermore, we demonstrate the applicability of the final products to various transformations. Additionally, we showed that the desymmetrization method can be used for...

Asymetrická katalýza Brønstedovými kyselinami představuje účinnou metodu pro konstrukci složitých chirálních molekul a stává se stále více populárnější metodou pro enantioselektivní syntézu chirálních heterocyklických sloučenin. Mezi nejvýznamnější katalyzátory v této oblasti patří chirální fosforečné kyseliny odvozené od BINOLu, které efektivně katalyzují enantioselektivní Mannichovy, Mukaiyama-Mannichovy, Pictet-Spenglerovy reakce a mnoho dalších. Přestože jsou tyto katalyzátory velmi úspěšné, bývají nákladné a méně dostupné, což podtrhuje potřebu vývoje ekonomičtějších a široce dostupných alternativ. V tomto ohledu představují nově vyvinuté chirální pentakarboxycyklopentadiénové (PCCP) katalyzátory slibný a nákladově efektivní přístup k účinné organokatalýze. První část této práce se zabývá enantioselektivní syntézou derivátů 1,4-benzoxazepinu prostřednictvím intramolekulární desymetrizace substituovaných oxetanů. Bylo zjištěno, že vyvinutý proces je efektivně katalyzován chirální fosforečnou kyselinou odvozenou od SPINOLu a poskytuje finální sedmičlenné 1,4-benzoxazepiny ve vysokých výtěžcích (až 98 %) a s vysokým enantiomerním přebytkem (94 % e.e.). Dále je demonstrována použitelnost finálních produktů pro různé transformační reakce. Také bylo prokázáno, že desymetrizační metoda může být...