Universität zu Köln

Mandrelli, Francesca ORCID: 0000-0001-7960-8868 (2019). Asymmetric Organocatalysis with bis-Silyl Ketene Acetals. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Enantiomerically pure α-stereogenic carboxylic acids are encountered in a variety of natural products and pharmaceuticals and are useful substrates for various transformations. The direct synthesis of such motifs via catalytic asymmetric α-functionalization remains challenging in both metal- and organocatalysis. A general approach toward α-functionalization can be envisioned via formation of bis-silyl ketene acetal intermediates followed by functionalization with an electrophilic counterpart. This thesis focuses on the development of enantioselective transformations with bis-silyl ketene acetals, exploring the generality of this strategy within Brønsted and Lewis acid catalysis for a variety of enantioselective C–H and C–C bond forming reactions, using simple and unactivated substrates. This strategy was successfully applied to the deracemization of α-branched aryl carboxylic acids via catalytic asymmetric protonation of bis-silyl ketene acetals with water or methanol as a proton source, delivering valuable products with high enantiomeric purity and high yields, including non-steroidal anti-inflammatory arylpropionic acids, such as Ibuprofen. Furthermore, this strategy showed great potential under Lewis acidic conditions for a direct aminomethylation, allowing the first asymmetric organocatalytic synthesis of β2-amino acids from aliphatic and aromatic unactivated substrates, in very good enantioselectivities and excellent yields. This work opens the field of catalytic asymmetric transformations with bis-silyl ketene acetals for the direct access of enantioenriched α-branched carboxylic acids.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Enantiomerenreine α-stereogene Carbonsäuren kommen in einer Vielzahl von Naturstoffen und Pharmazeutika vor und sind nützliche Substrate für verschiedene Transformationen. Die direkte Synthese solcher Motive durch katalytische asymmetrische α-Funktionalisierung der entsprechenden Carbonsäuren ist sowohl in der Metall- als auch in der Organokatalyse eine Herausforderung. Ein möglicher allgemeiner Ansatz zur α-Funktionalisierung kann über die Bildung von bis-Silylketenacetal-Intermediaten und anschließende Funktionalisierung mit einem Elektrophil erfolgen. Diese Dissertation befasst sich mit der Entwicklung enantioselektiver Transformationen mit bis-Silylketenacetalen und untersucht die Allgemeingültigkeit dieser Strategie unter Brønsted- und Lewis-sauren-Bedingungen in einer Vielzahl enantioselektiver C–H- und C–C-Bindungsbildungsreaktionen unter Verwendung einfacher und nicht aktivierter Substrate. Diese Strategie wurde erfolgreich auf die Deracemisierung von α-verzweigten Arylcarbonsäuren durch katalytische asymmetrische Protonierung von bis-Silylketenacetalen mit Wasser oder Methanol als Protonenquelle angewendet, wobei wertvolle Produkte mit hoher Enantiomerenreinheit und hohen Ausbeuten, einschließlich nichtsteroidaler entzündungshemmender Arylpropionsäuren wie beispielsweise Ibuprofen, erhalten wurden. Darüber hinaus ermöglichte diese Strategie, unter Lewis-sauren-Bedingungen, die erste asymmetrische organokatalytische Synthese von β2-Aminosäuren durch direkte Aminomethylierung aliphatischer und aromatischer Substrate in guten Enantioselektivitäten und ausgezeichneten Ausbeuten. Zusammenfassend eröffnet diese Arbeit das Gebiet der katalytischen asymmetrischen Transformationen mit bis-Silylketenacetalen für den direkten Zugang zu enantiomerenangereicherten α-verzweigten Carbonsäuren. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Mandrelli, Francesca francesca.mandrelli@gmail.com orcid.org/0000-0001-7960-8868 UNSPECIFIED
Corporate Creators:	Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-103788
Date:	26 September 2019
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Chemistry > Institute of Organic Chemistry
Subjects:	Natural sciences and mathematics
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language bis-silyl ketene acetal English organocatalysis English asymmetric protonation English UNSPECIFIED English
Date of oral exam:	29 November 2019
Referee:	Name Academic Title List, Benjamin Prof. Dr. Schmalz, Hans-Günther Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/10378