Příprava enantiomerně čistých cyklických sloučenin za využití organokatalýzy

Abstract

Katalýza chemických reakcí malými organickými molekulami zaznamenala od roku 2000 masivní rozmach. Dnes vedle katalýzy komplexy přechodných kovů a enzymové katalýzy tvoří neodmyslitelnou část asymetrické syntézy. Organokatalyzátory nabízí díky svým aktivačním módům, jež se dají kombinovat do tzv. domino reakcí, přístup k přípravě komplexních enantiomerně čistých látek z jednoduchých achirálních prekurzorů. V této práci jsme se zabývali využitím chirálních sekundárních aminů jako katalyzátorů v asymetrické syntéze cyklických molekul. Převážnou část bádání jsme věnovali vyvinutí organokatalytické metody vedoucí k syntéze chirálních cyklopentankarbaldehydů a nitrocyklopentankarbaldehydů. Byla nalezena asymetrická domino Michaelova adice/α-substituční reakce mezi 2-(2- bromethyl)malonáty, resp. 1-brom-3-nitropropanem a různými enaly katalyzovaná chirálním aminokatalyzátorem. V prvním případě dochází k tvorbě cyklopentankarbaldehydů, u nichž jsou stereoselektivně tvořena dvě chirální centra a ve druhém případě vznikají nitrocyklopentankarbaldehydy se třemi chirálními centry. V případě použití Hayashiho katalyzátoru v přítomnosti octanu sodného dosahují výtěžky reakcí až 74 % a reakce probíhají s excelentní diastereoselektivitou a enantioselektivitou (až 19:1 d.r., až 99 % ee). Dále jsme se věnovali...

Since 2000 the organocatalytic synthesis has developed massively in a third pillar of asymmetric synthesis standing next to catalysis with metal complexes and enzymatic catalysis. Organocatalysts, due to their various activation modes which could be combined in domino reactions, offer a way for a synthesis of complex molecules from a simple starting material. This thesis deals with investigation of usage of chiral secondary amines as catalysts for asymmetric synthesis of cyclic compounds. The main part of research was devoted to development of organocatalytic method leading to synthesis of enantiomerically pure cyclopentanecarbaldehydes and nitrocyclopentanecarbaldehydes. We focused also on the organocatalytic preparation of cyclohexanecarbaldehydes. During this work we developed an asymmetric domino Michael addition/α- substitution reaction of 2-(2-bromoethyl)malonates resp. 1-bromo-3-nitropropane with various enals catalyzed by chiral secondary amine. In the first case cyclopentanecarbaldehydes were formed where two chiral centres were created. In second case nitrocyclopentanecarbaldehydes were formed where three chiral centres were created. Yields of such developed reaction protocol reach up to 74 % and the reaction proceeds with excellent diastereo- and enantioselectivity (up to 19:1 d.r. and...