Light-driven Metal-catalyzed Asymmetric Transformations

dc.contributor
Universitat Rovira i Virgili. Departament de Química Analítica i Química Orgànica
dc.contributor.author
Gandolfo, Eugenio
dc.date.accessioned
2021-09-21T10:35:26Z
dc.date.available
2022-03-08T02:00:09Z
dc.date.issued
2021-09-09
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/672439
dc.description.abstract
Resum Una molècula en el seu estat excitat ofereix una reactivitat completament diferent de la del seu estat fonamental. Pot comportar-se tant com a millor oxidant com a millor reductor, permetent així noves transformacions a causa de la capacitat de generar radicals intermedis en condicions suaus. El principal objectiu científic d'aquesta tesi doctoral va ser investigar l'excitació directa de substrats i intermedis de reacció per desbloquejar noves vies de reacció, permetent transformacions asimètriques catalitzades per metalls les quals serien inviables sota el domini tèrmic. Amb aquesta finalitat, vaig investigar la química de les 4-alquil-1,4-dihidropiridines (4-alquil-DHP) com a font d'electrons i precursors de radicals tant en el seu estat excitat com en el seu estat fonamental. En el primer projecte, vaig aprofitar les propietats dels 4-alquil-DHP en el seu estat excitat, actuant com forts fotorreductors i font de radicals, per permetre l'acoblament creuat asimètric d'acil catalitzat amb níquel i així, accedir a cetones α, α- disubstituïdes altament enantioenriquides. En el segon projecte, vaig estudiar com, mitjançant l'excitació de la llum, era possible desviar la reactivitat establerta en l'estat fonamental d'un complex quiral d’organoiridi, permetent processos mecanístics originals inabastables en el domini tèrmic. En particular, vam provar un complex particular de η3-aliliridio (III) quiral per al qual estimem un potencial d'oxidació de ̴ +1.24 V en l'estat excitat. Aquesta nova funció catalítica adquirida després de l'excitació a través de la llum es va aprofitar per desenvolupar un acoblament enantioselectiu creuat alquil-alquil entre alcohols benzil al·lílics i radicals α-amino, derivats de 4-alquil-DHP que serveixen com a fonts de radicals en estat fonamental.
en_US
dc.description.abstract
Resumen Una molécula en su estado excitado ofrece una reactividad completamente diferente a la de su estado fundamental. Puede comportarse tanto como mejor oxidante como mejor reductor, lo que permite nuevas transformaciones debido a la capacidad de generar radicales intermedios en condiciones suaves. El principal objetivo científico de esta tesis doctoral fue investigar la excitación directa de sustratos e intermedios de reacción para desbloquear nuevas formas de reacción, permitiendo transformaciones asimétricas catalizadas por metales las cuales serían inviables bajo el dominio térmico. Con este fin, investigué la química de las 4-alquil-1,4-dihidropiridinas (4-alquil-DHP) como fuente de electrones y precursores de radicales tanto en su estado excitado como en su estado fundamental. En el primer proyecto, aproveché las propiedades de los 4-alquil-DHP en su estado excitado, actuando como fuertes fotorreductores y fuente de radicales, para permitir el acoplamiento cruzado asimétrico de acilo catalizado con níquel y así, acceder a cetonas α, α-disustituidas altamente enantioenriquecidas. En el segundo proyecto, estudié cómo, mediante la excitación de la luz, era posible desviar la reactividad establecida en el estado fundamental de un complejo quiral de organoiridio, permitiendo procesos mecanísticos originales inalcanzables en el dominio térmico. En particular, probamos un complejo particular de η3-aliliridio (III) quiral para el cual estimamos un potencial de oxidación de ̴ +1.24 V en el estado excitado. Esta nueva función catalítica adquirida tras su excitación con la luz se aprovechó para desarrollar un acoplamiento cruzado enantioselectivo alquil-alquilo entre alcoholes bencil alílicos y radicales α-amino, derivados de 4-alquil-DHP que sirven como fuentes de radicales en estado fundamental.
en_US
dc.description.abstract
Abstract An excited-state molecule offers a completely different reactivity than in its ground state. It can be both a better oxidant and a better reductant, thus enabling novel transformations due to the ability to generate radical intermediates under mild conditions. The main scientific objective of this doctoral thesis was to investigate the direct excitation of substrates and intermediates to unlock novel reactivity manifolds, enabling asymmetric metal-catalyzed transformations unfeasible under the thermal domain. To this end, I exploited the chemistry of 4-alkyl-1,4-dihydropyridines (4-alkyl-DHPs) in either their excited- and ground-state as sources of electrons and radical precursors. In the first project, I exploited the excited-state properties of 4-alkyl-DHPs, serving as strong photoreductant and radicals source, to enable an asymmetric nickel-catalyzed acyl cross-coupling to access highly enantioenriched α,α-disubstituted ketones. In the second project, I studied how, by means of light-excitation, it was possible to divert the established ground-state reactivity of an organoiridium chiral complex, enabling mechanistically original processes unattainable in the thermal domain. In particular, we probed a particular chiral η3-allyliridium(III) complex for which we estimated an oxidation potential of ̴ +1.24 V in the excited state. This novel catalytic function acquired upon light excitation was exploited to develop an enantioselective alkyl-alkyl cross-coupling between benzyl allylic alcohols and α-amino radicals, derived from 4-alkyl-DHPs serving as ground-state radical sources.
en_US
dc.format.extent
183 p.
en_US
dc.format.mimetype
application/pdf
dc.language.iso
eng
en_US
dc.publisher
Universitat Rovira i Virgili
dc.rights.license
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Fotoquímica
en_US
dc.subject
Química Orgànica
en_US
dc.subject
Catàlisi
en_US
dc.subject
Catálisis
en_US
dc.subject
Photochemistry
en_US
dc.subject
Organic Chemistry
en_US
dc.subject
Catalysis
en_US
dc.subject.other
Ciències
en_US
dc.title
Light-driven Metal-catalyzed Asymmetric Transformations
en_US
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.subject.udc
54
en_US
dc.subject.udc
542
en_US
dc.subject.udc
544
en_US
dc.subject.udc
547
en_US
dc.contributor.director
Melchiorre, Paolo
dc.embargo.terms
6 mesos
en_US
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/openAccess


Documents

TESI Eugenio Gandolfo.pdf

17.76Mb PDF

Aquest element apareix en la col·lecció o col·leccions següent(s)