Preparació i estudi de nous derivats antracènics de reconeixement quiral. Aplicació a les cicloaddicions i a la Ressonància Magnètica Nuclear

Abstract

La present tesi doctoral es situa a l'àmbit de la recerca de nous mètodes per a la síntesi enantioselectiva i la determinació de la puresa enantiomérica.<br/>En un primer apartat s'han sintetitzat dos nous receptors quirals tipus pinça i s'ha realitzat el seu estudi estructural i conformacional mitjançant RMN i mecànica molecular. S'ha assajat la seva capacitat enantiodiferenciadora utilitzant-los com a agents de solvatació quiral (CSA) en RMN en front de diversos soluts, amb resultats força satisfactoris. S'ha estudiat alguns dels complexos formats amb la conclusió que l'augment en l'enantiodiferencació respecte a CSA similars sense cavitat quiral no es deu a un augment significatiu de la constant d'equilibri sinó a factors geomètrics. Canvis a l'espectre de protó del CSA permeten deduir que la complexació indueix canvis conformacionals del receptor, per tant sembla que aquest compost tipus pinça molecular tingui capacitat d'adaptació al guest. <br/>En un segon apartat s'ha sintetitzat un dienòfil quiral derivat de l'alcohol de Pirkle i s'ha assajat l'enantioselectivitat obtinguda a la reacció de Diels-Alder amb diferents diens. S'ha realitzat l'estudi estructural del dienòfil i els aductes obtinguts, i s'ha deduït que la inducció quiral en presència de EtAlCl2 com a catalitzador es deu la formació d'un complex entre el catalitzador i una conformació preferent del dienòfil que afavoreix l'atac per una cara del doble enllaç. S'ha estudiat l'efecte de diversos factors com la temperatura, el dissolvent, el catalitzar, etc. sobre l'excés enatiomèric obtingut i s'han optimitzat les condicions de reacció perquè el procés global impliqui el mínim nombre de passos possible. <br/>Finalment, en el tercer apartat de la tesi, s'ha desenvolupat nou mètode que permet mesurar l'excés enantiomèric de diversos alcohols utilitzant RMN de deuteri en cristalls liquids quirals. L'alcohol es deutera mitjançant simple intercanvi en un solvent pròtic deuterat i s'enregistra l'espectre en fase anisòtropa quiral a baixa temperatura. Aquest intercanvi es pot realitzar al mateix tub de RMN, però cal encara optimitzar les condicions d'aquest procés.

This thesis deals with the development of new methods in asymmetric synthesis and determination of the enantiomerical purity. <br/>In the first part of the thesis, two molecular tweezers were synthesized by simple esterification from fumaryl chloride and enantiopure ?,?'-bis(trifluorometil)-9,10-antracendimethanol. The capacity of enantiodiscrimination of these tweezers was determined for different chiral solutes, achieving very satisfactory results. The binding constant with 1-phenyl-1,2-ethandiol was determined by the equimolar method and diffusion experiments, but no important differences between the values of both diastereomeric complexes were found. This shows that the enantiomeric discrimination results from a different geometry, rather than from a different stability of the complexes. The stoichiometry of the complexes, studied by Job's method, is 1:1.<br/>In the second part of the thesis, a chiral dienophile was synthesized from commercial compounds, fumaryl chloride and chiral CSA 1-(9-antril)-2,2,2-trifluoroethanol, and characterized by NMR. Cicloadditions with different diens were realized, obtaining high diastereomeric excesses. Hydrolysis of the resulting adduct produces the enantiomerically enriched 1,2-dicarboxilic acids, esters or alcohols, depending on the reaction conditions. The global process was optimized for the dienes ciclopentadiene and isoprene. The chiral auxiliary was recuperated in 90 % yield and the final diacids were obtained after 3 steps from commercial products, in 90 % yield and 80 and >95 e.e. respectively. <br/>In reference to the third part of this thesis, different deuterated alcohols were obtained by exchange in D2O. The enantiomercal purity of these alcohols was determined quantitatively by NMR in liquid crystal phase, using a mixture of the polipeptid PBLG and dichloromethane. In a second step, the deuteration process was realized directly in the NMR tub, obtaining also very satisfactory results.