Reazione ene asimmetrica del 3,3,3-trifluoropiruvato con olefine catalizzata da complessi di rodio e iridio

In recent years, the demand for chiral synthetic products in different industries such as agrochemicals, fragrances or the pharmaceutical industry have increased exponentially and, for this reason the completion of preparing reactions of these compounds has very important practical after-effects. Confirming this, the work of Sharpless (enantioselective oxidation of allylic alcohols), Noyori (enantioselective synthesis anti-inflammatory agent (S)-Naproxen) and Knowles (production of (S)-Dopa, fundamental medicament for the treatment of Parkinson’s disease), got the Nobel Prize for Chemistry in 2001, for their decisive contribution to the understanding of catalytic processes and their application in the synthesis of chiral molecules. In the last decades, their contributions, along with those of other pioneers in this field, have led to an extraordinary development of asymmetric catalysis in the preparation of compounds enantio-enriched, making it a very important area within chemistry. In this thesis we are dedicated to study the enantioselective ene reaction of 3,3,3-trifluoropyruvate with olefins catalyzed by complexes of stoichiometry [(η5-C5Me5)M(R-Profos)(H2O)][SbF6]2 (M= Rh, Ir). Initially we made the synthesis and characterization of rhodium and iridium catalysts. Next, we carried out a study of the reactivity of the catalytic system, initially in the reaction between α-methylstyrene and ethyl-3,3,3-trifluoropyruvate, optimizing the reaction conditions, then extending the reaction to most substrates. We concentrated also on verifying whether the catalyst behaves as a Lewis acid catalyst, resulting coordination of ethyl 3,3,3-trifluoropyruvate to the metal or as a catalyst LBA, the Brønsted acid catalyst supported by a Lewis acid, with interaction between the ethyl 3,3,3-trifluoropyruvate and the coordinated water molecule.

Durante gli ultimi anni, la domanda di prodotti chirali sintetici in diverse industrie come quella agrochimica, quella degli aromi o quella farmaceutica, è cresciuta in maniera esponenziale, pertanto il perfezionamento delle reazioni di preparazione di questi composti ha una ripercussione pratica molto importante. A conferma di ciò, ai lavori di Sharpless (ossidazione enantioselettiva di alcoli allilici), Noyori (sintesi enantioselettiva dell’agente antinfiammatorio (S)-Naproxen) e Knowles (produzione della (S)-Dopa, medicamento fondamentale per il trattamento del Parkinson), è andato il premio Nobel per la Chimica nel 2001, per il contribuito decisivo fornito alla comprensione dei processi catalitici e alla loro applicazione nella sintesi di molecole chirali. I loro contributi, assieme a quelli di altri pionieri di questo campo, hanno portato, negli ultimi decenni, ad uno straordinario sviluppo della catalisi asimmetrica nella preparazione di composti enantioarricchiti, facendola diventare un’area di notevole importanza all’interno della chimica. In questo lavoro di tesi ci si è dedicati allo studio della reazione ene enantioselettiva del 3,3,3-trifluoropiruvato con olefine catalizzata da complessi di stechiometria [(η5-C5Me5)M(R-Profos)(H2O)][SbF6]2 (M= Rh, Ir). In un primo momento abbiamo realizzato la sintesi e la caratterizzazione dei catalizzatori di Rodio e d’Iridio. In seguito, ci siamo occupati dello studio della reattività del sistema catalitico, inizialmente nella reazione tra α-metilstirene e etil-3,3,3-trifluoropiruvato, ottimizzando le condizioni di reazione, per poi estenderlo a più substrati. Ci siamo preoccupati inoltre, di verificare se il catalizzatore si comporta come catalizzatore acido di Lewis, con conseguente coordinazione dell’etil 3,3,3-trifluoropiruvato al metallo, o come catalizzatore LBA, catalizzatore acido di Brønsted supportato da un acido di Lewis, con interazione tra l’etil 3,3,3-trifluoropiruvato e la molecola d’acqua coordinata.