Halogen- and Hydrogen-Atom-Transfer Methodologies for Radical C-H and C-X functionalization

Abstract

Aquesta tesi doctoral explora estratègies catalitzades per fotoredox per a la funcionalització selectiva d'enllaços sigma forts mitjançant llum visible, proposant alternatives sostenibles als mètodes tèrmics convencionals. La primera part se centra en la funcionalització d'enllaços C–X mitjançant transferència d'àtoms d'halogen (XAT). Es desenvolupa una metodologia per a la difluoroalquilació d'olefines no activades mitjançant abstracció de brom, que permet accedir a bioisòsters difluorats d'interès farmacèutic. El segon projecte investiga la desoxigenació catalítica de 1,2-diols no activats seguint un mecanisme de canvi de centre d'espín (SCS), amb obtenció de cetones alpha-desoxigenades o formació en tàndem d'enllaços C–C. El darrer capítol descriu una bromació distal i selectiva de biciclo[2.1.1]hexans substituïts amb nitrogen, els quals poden actuar com a intermediaris versàtils per a la formació d'enllaços C–C o C–heteroàtom. En conjunt, aquests estudis demostren el poder de la catàlisi fotoredox per transformar enllaços inerts en processos radicals útils per a la química medicinal.

Esta tesis doctoral presenta estrategias catalizadas por fotoredox para la funcionalización selectiva de enlaces sigma fuertes mediante luz visible, ofreciendo alternativas sostenibles frente a métodos térmicos convencionales. La primera parte aborda la funcionalización de enlaces C–X mediante transferencia de átomos de halógeno (XAT). Se desarrolla un método para la difluoroalquilación de olefinas no activadas, generando radicales gem-difluoroalquilo vía abstracción de bromo, lo que permite el acceso a bioisósteros útiles en química medicinal. El segundo proyecto explora la desoxigenación catalítica de 1,2-dioles no activados mediante un mecanismo de desplazamiento del centro de espín (SCS), obteniendo cetonas α-desoxigenadas o promoviendo la formación secuencial de enlaces C–C. El capítulo final presenta una bromación distal sitio-selectiva de biciclo[2.1.1]hexanos sustituidos por nitrógeno, que actúan como plataformas versátiles para ampliar el espacio químico de moléculas bioactivas. Estos estudios ilustran el potencial de la catálisis fotoredox en la transformación de enlaces inertes mediante rutas radicalarias.

Esta tesis doctoral presenta estrategias catalizadas por fotoredox para la funcionalización selectiva de enlaces sigma fuertes mediante luz visible, ofreciendo alternativas sostenibles frente a métodos térmicos convencionales. La primera parte aborda la funcionalización de enlaces C–X mediante transferencia de átomos de halógeno (XAT). Se desarrolla un método para la difluoroalquilación de olefinas no activadas, generando radicales gem-difluoroalquilo vía abstracción de bromo, lo que permite el acceso a bioisósteros útiles en química medicinal. El segundo proyecto explora la desoxigenación catalítica de 1,2-dioles no activados mediante un mecanismo de desplazamiento del centro de espín (SCS), obteniendo cetonas α-desoxigenadas o promoviendo la formación secuencial de enlaces C–C. El capítulo final presenta una bromación distal sitio-selectiva de biciclo[2.1.1]hexanos sustituidos por nitrógeno, que actúan como plataformas versátiles para ampliar el espacio químico de moléculas bioactivas. Estos estudios ilustran el potencial de la catálisis fotoredox en la transformación de enlaces inertes mediante rutas radicalarias.