Asymmetric copper-catalyzed alkylations and autocatalysis

‘Handige’ reacties voor produceren chirale verbindingen

Chirale verbindingen bestaan in twee vormen die elkaars spiegelbeeld zijn, zoals een linker- en rechterhand, wat kan zorgen voor heel verschillende chemische eigenschappen. Natuurlijke chirale verbindingen, zoals suikers en aminozuren, worden in organismen gesynthetiseerd als een enkele enantiomeer (alleen een linker- of rechterhand). Organische synthese verschaft verschillende werkwijzen voor de synthese van chirale moleculen, zoals asymmetrische katalyse. Deze methode is zeer waardevol omdat ze het gebruik van dure chirale hulpstof in kleine hoeveelheid mogelijk maakt.

In haar promotieonderzoek synthetiseerde Tilde Pellegrini allereerst chirale verbindingen met twee heteroarylgroepen door additie van Grignard-reagentia aan 1,2-digesubstitueerd heteroaryl-alkenen gemedieerd door een chirale koperkatalysator. Het gebruik van een Lewis-zuur in deze reactie activeert het heteroarylalkeen waardoor deze reactie mogelijk is.

Pyridines zijn terugkerende groepen in medicinale verbindingen, maar tegelijkertijd is de activatie van deze groepen lastig. Om deze reden besteedde Pellegrini speciale aandacht aan pyridylalkenen. Zij bestudeerde asymmetrische reacties waarbij het product zijn eigen synthese kan bewerkstelligen. Dit soort mechanisme wordt autoinductie en autokatalyse genoemd en vormt een mogelijke verklaring voor de aanwezigheid van natuurlijke moleculen als slechts één enantiomeer. Auto-inductie is waargenomen in de door koper gekatalyseerde toevoeging van Grignard-reagentia aan ketonen en aldehyden, waarbij het product, eenmaal gevormd, een interactie aangaat met de katalysator wat leidt tot hogere enantioselectiviteiten. Tenslotte beschrijft Pellegrini nog het ontwerp van een enantioselectieve autokatalytische reactie geïnspireerd op Corey-Bakshi-Shibata reductie van carbonylverbindingen.

Het promotieonderzoek van Tilde Pelligrini vond plaats bij de afdeling Synthetische Organische Chemie van het Stratingh Instituut, met financiering via het NWO Zwaartekracht programma Functional Molecular Systems. Zij werkt inmiddels als docent Chemie aan de Fontys Hogeschool.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/2f6994e8-c21d-4f05-a5e3-4a4b9ae46a0a