Universität zu Köln

Mukherjee, Santanu (2006). Organocatalytic Routes To Enantiomerically Pure alpha- And beta-Amino Acids. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

In this work, new approaches to enantiomerically pure alpha- and beta-amino acids via resolution and asymmetric synthesis were developed. First, a wide array of azlactones derived from both natural and unnatural alpha-amino acids were ring-opened with allyl alcohol under dynamic kinetic resolution (DKR) in the presence of a newly identified (thio)urea-based bifunctional organocatalyst to obtain N-acyl alpha-amino acid esters. The results are unprecedented in the chemically catalyzed DKR of azlactones in terms of optical purity of the product and substrate scope. Kinetic and NMR studies indicate the formation of a 1:1 substrate-catalyst complex prior to alcoholysis. The same bifunctional organocatalyst was then applied to the alcoholytic ring opening of oxazinones bearing aromatic as well as aliphatic substituents under kinetic resolution (KR) to afford N-acyl beta-amino acid esters. This is the first time that oxazinones were subjected to a catalytic ring opening reaction. Besides the DKR, the catalytic asymmetric hydrocyanation of imines was also revisited using chiral oxazaborolidine and oxazaborolidinium cations as the catalysts. Here a rather broad range of imines was applied. Although the resulting alpha-amino nitriles were obtained in low to moderate enantioselectivities, the catalyst afforded products with the opposite sense of stereoinduction upon protonation. This is the first successful application of neutral and cationic oxazaborolidines for the asymmetric hydrocyanation of imines.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Organokatalytische Synthese von Enantiomerenreinen alpha- und beta-Aminosaeuren German
Translated abstract:	Abstract Language Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden neue Verfahren zur Darstellung von alpha- und beta-Aminosäuren durch Racematspaltung bzw. asymmetrische Synthese entwickelt. Eine große Anzahl von Azlactonen, abgeleitet von natürlichen und unnatürlichen alpha-Aminosäuren wurde durch alkoholytische Ringöffnung unter dynamisch kinetischer Racemattrennung in Anwesenheit eines neuartigen bifunktionalen Organokatalysators zu N-Acyl alpha-Aminosäureestern umgesetzt, wobei sowohl hinsichtlich Selektivität als auch bezüglich der Breite des Substratspektrums herausragende Ergebnisse erzielt wurden. Durch kinetische Studien und NMR-Untersuchungen konnten Hinweise auf einen 1:1 Substrat-Katalysator-Komplex erhalten werden, der sich vor der Ringöffnung ausbildet. Der gleiche bifunktionale Katalysator auf (Thio-)harnstoffbasis wurde in der alkoholytischen Ringöffnung von Oxazinonen mit aromatischen und aliphatischen Resten eingesetzt. Unter den Bedingungen einer kinetischen Racemattrennung konnten so zum ersten Mal enantiomerenreine N Acyl beta-Aminosäuren durch eine katalytische Ringöffnungsreaktion dargestellt werden. Weiterhin wurden chirale Oxazaborolidin- und Oxazaborolidinium-Katalysatoren in der katalytischen asymmetrischen Hydrocyanierung eines breiten Spektrums von Iminen eingesetzt. Obwohl die erhaltenen alpha-Aminonitrile nur mit niedrigen bis moderaten Enantioselektivitäten erhalten wurden, konnten allein durch die Protonierung des Katalysators Produkte mit inverser stereochemischer Induktion erhalten werden. Hierbei handelte es sich um die erste Anwendung neutraler und kationischer Oxazaborolidine für die asymmetrische Hydrocyanierung. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Mukherjee, Santanu santanu.mukherjee@uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-17022
Date:	2006
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Chemistry > Institute of Organic Chemistry
Subjects:	Chemistry and allied sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language bifunktionaler Organokatalysatoren , Oxazaborolidine , dynamische kinetische Racematspaltung , Azlakton , Oxazinon German bifunctional organocatalysts , oxazaborolidine , dynamic kinetic resolution , azlactone , oxazinone English
Date of oral exam:	19 February 2006
Referee:	Name Academic Title Berkessel, Albrecht Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1702