Universität zu Köln

Scharf, Manuel Johannes ORCID: 0000-0001-8408-2135 (2023). Catalytic Asymmetric Pictet-Spengler Reactions toward Tetrahydroisoquinolines. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The Pictet-Spengler reaction of 2-arylethylamines with aldehydes is a powerful methodology for the redox-neutral synthesis of partly hydrogenated nitrogen heterocycles. Especially tetrahydro-β-carbolines and tetrahydroisoquinolines represent valuable synthetic targets due to the prevalence of the respective molecular frameworks in naturally occurring alkaloids. The work presented within this thesis describes the development of a catalytic asymmetric Pictet-Spengler reaction toward tetrahydroisoquinolines – a product class that had been largely inaccessible via this route. Furthermore, the utilization of the available products in the biomimetic formal or total synthesis of eleven distinct natural products from diverse alkaloid classes was accomplished. Key to the development of a general methodology was the design and synthesis of bespoke imidodiphosphorimidate catalysts featuring electron-rich substituents that offered unprecedentedly high reactivity and selectivity in the system under study. The mechanistic nuances of the reaction were studied experimentally through in-depth kinetic analyses. Our investigation thus provides insights into the overall reaction mechanism as well as specific interactions offered by the optimal catalysts. Finally, further studies were directed toward the development of a catalytic asymmetric Pictet-Spengler reaction of electronically unbiased phenethylamines.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Katalytische Asymmetrische Pictet-Spengler Reaktionen für die Synthese von Tetrahydroisoquinolinen German
Translated abstract:	Abstract Language Die Pictet-Spengler Reaktion von 2-Arylethylaminen mit Aldehyden ist eine wirksame Methode zur redox-neutralen Synthese von teilweise hydrierten Stickstoff Heterozyklen. Insbesondere Tetrahydro-β-carboline und Tetrahydroisochinoline stellen aufgrund der weiten Verbreitung ihrer molekularen Strukturen in natürlich vorkommenden Alkaloiden wertvolle synthetische Zielmoleküle dar. Die hierin präsentierte Arbeit beschreibt die Entwicklung einer katalytischen, asymmetrischen Pictet-Spengler Synthese von Tetrahydroisochinolinen – eine Produktklasse welche über diese Route weitestgehend unzugänglich war. Des Weiteren wurden die erhaltenen Produkte für die formale oder Totalsynthese von elf verschiedenen Naturstoffen aus vielfältigen Klassen von Alkaloiden genutzt. Die Entwicklung einer generellen Methodik wurde ermöglicht durch das Design und die Synthese von angepassten Imidodiphosphorimidat Katalysatoren mit elektronenreichen Substituenten, welche außergewöhnlich hohe Reaktivität und Selektivität in dem untersuchten System ermöglichten. Die Mechanistischen Nuancen der Reaktion wurden durch detaillierte kinetische Analysen studiert. Unsere Untersuchungen liefern Einblicke in den übergeordneten Reaktionsmechanismus sowie spezifische Interaktionen durch den optimalen Katalysator. Abschließend wurden weitere Studien zur Entwicklung einer katalytischen asymmetrischen Pictet-Spengler Reaktion von elektronisch unaktivierten Phenethylaminen durchgeführt. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Scharf, Manuel Johannes manuel.scharf@onlinehome.de orcid.org/0000-0001-8408-2135 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-715221
Date:	2023
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 Asymmetric Brønsted Acid Organocatalysis English Pictet-Spengler Reactions English Tetrahydroisoquinolines English
Date of oral exam:	26 September 2023
Referee:	Name Academic Title List, Benjamin Prof. Dr. Dr. h.c. Kath-Schorr, Stephanie Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/71522