Universität zu Köln

Debie, Luc Maxime ORCID: 0009-0007-0097-8016 (2026). Catalytic Asymmetric Alkylation of Olefins with Alcohol Derivatives. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

For over a century, chemists have sought to replicate nature's efficient synthesis of complex hydrocarbon terpenes, which are valued for their bioactivity. In nature, enzymes catalyze this process through selective alkylation reactions between olefins and alcohol derivatives. Despite significant advances in synthetic methodology over the past decades, biomimetic versions of this reactivity remain underrepresented in the literature. This thesis aims to describe our efforts toward the development of a catalytic asymmetric alkylation of olefins with alcohol derivatives. The developed methodology uses a range of benzylic- and allylic acetates as alkylating agents in nucleophilic reactions of olefins. A scope of each of these components was established, demonstrating remarkable substrate generality of the reaction with a single fluorinated imidodiphosphorimidate catalyst. X-ray crystallographic analysis revealed the critical role of the fluorinated catalyst motif in achieving high enantioselectivity. Further mechanistic studies elucidated the complex cationic nature of the discovered reaction, which proceeds via an SN1 pathway, and exhibits characteristics of a dynamic kinetic resolution. Finally, attempts at derivatization of the obtained products were carried out, yielding several prospective pathways toward useful bioactive compounds.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Seit über einem Jahrhundert versuchen Chemiker, die effiziente Synthese komplexer Kohlenwasserstoffterpene, die wegen ihrer Bioaktivität geschätzt werden, nachzubilden. In der Natur katalysieren Enzyme diesen Prozess durch selektive Alkylierungsreaktionen zwischen Olefinen und Alkoholderivaten. Trotz bedeutender Fortschritte in der Synthesemethodik in den letzten Jahrzehnten sind biomimetische Versionen dieser Reaktivität in der Literatur nach wie vor unterrepräsentiert. Diese Arbeit beschreibt unsere Bemühungen zur Entwicklung einer katalytischen asymmetrischen Alkylierung von Olefinen mit Alkoholderivaten. Die entwickelte Methodik verwendet eine Reihe von Benzyl- und Allylacetaten als Alkylierungsmittel in nukleophilen Reaktionen von Olefinen. Der Anwendungsbereich jeder dieser Komponenten wurde ermittelt, wodurch die bemerkenswerte Substratgeneralität der Reaktion mit einem einzigen fluorierten Imidodiphosphorimidat-Katalysator nachgewiesen wurde. Durch Röntgenkristallographische Analyse wurde die entscheidende Rolle des fluorierten Katalysatormotivs für das Erzielen einer hohen Enantioselektivität aufgezeigt. Weitere mechanistische Untersuchungen klärten die komplexe kationische Beschaffenheit der entdeckten Reaktion auf, die über einen SN1-Weg abläuft und Merkmale einer dynamischen kinetischen Auflösung aufweist. Schließlich wurden Versuche zur Derivatisierung der erhaltenen Produkte durchgeführt, die mehrere vielversprechende Wege zu nützlichen bioaktiven Verbindungen ergaben. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Debie, Luc Maxime debie@kofo.mpg.de https://orcid.org/0009-0007-0097-8016 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-805133
Date:	2026
Publisher:	Kölner Universitätspublikationsserver
Place of Publication:	Köln
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 Chemistry and allied sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Organocatalysis English Organic Chemistry English Olefins English Alcohols English
Date of oral exam:	27 January 2026
Referee:	Name Academic Title List, Benjamin Prof. Dr. Dr. h.c. Dr. h. c. Dumele, Oliver Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/80513