Synthesis and Reactivity of Donor-Acceptor Substituted Aminocyclopropanes and Aminocyclobutanes

این پایان نامه یک رویکرد کلی برای دسترسی به هتروسیکل های جایگزین نیتروژن و کربوسیکلت ها ارائه می دهد. به طور خلاصه، واکنش‌های انولاسیون توسعه‌یافته در پایان‌نامه، دسترسی به حلقه‌های چهار، پنج و شش عضوی جایگزین‌شده با نیتروژن را ممکن می‌سازد، همه بلوک‌های ساختمانی ضروری برای سنتز مولکول‌های فعال زیستی. بسیاری از محصولات طبیعی یک هسته چند حلقه ای اشباع را نشان می دهند که امکان آرایش کاملاً مشخصی از گروه های عملکردی در فضا را فراهم می کند. به این ترتیب، آنها می توانند با اهداف بیولوژیکی با درجه بالایی از میل ترکیبی و انتخابی تعامل داشته باشند و از بسیاری از داروهای مصنوعی پیشی بگیرند. با این وجود، سنتز کارآمد چنین سیستم های حلقه پیچیده ای برای شیمی آلی چالشی ایجاد می کند. از طریق تنظیم دقیق خواص الکترونیکی یک گروه اهداکننده نیتروژن و یک گروه گیرنده دی استر، اولین واکنش ابطال [3+2] بین آمینو سیکلوپروپان ها و انول اترها یا ترکیبات کربونیل اکنون امکان پذیر است. واکنش تحت شرایط کاتالیزوری ملایم انجام شد و بلوک های ساختمانی به دست آمده را می توان در هسته آلکالوئیدهای فعال زیستی، داروهایی مانند رامیپریل و بیومولکول هایی مانند DNA و RNA یافت. به لطف انحلال نامتقارن جنبشی دینامیک آمینو سیکلوپروپان ها با انول اترها و آلدئیدها، دسترسی به ترکیبات غنی شده انانتیو هم اکنون امکان پذیر است. در نهایت، سنتز آمینوسیکلوبوتان های گیرنده دهنده از طریق سیکلودافزودن [2+2] با استفاده از یک کاتالیزور آهن ارزان ایجاد شد، که به آنها اجازه می دهد تا در [4+2] ابطال برای دسترسی به سیکلوهگزیلامین ها استفاده شوند.

This thesis presents a general approach to accessing nitrogen-substituted hetero- and carbocycles. In short, the annulation reactions developed in the thesis make it possible to access nitrogen-substituted four-, five- and six-membered rings, all essential building blocks for the synthesis of bioactive molecules. Many natural products display a saturated polycyclic core allowing a well-defined arrangement of functional groups in space. As such, they can interact with biological targets with a high degree of affinity and selectivity, surpassing many synthetic drugs. Nevertheless, the efficient synthesis of such complex ring systems poses a challenge for organic chemistry. Through careful tuning of the electronic properties of a nitrogen donor group and a diester acceptor group, the first [3+2] annulation reaction between aminocyclopropanes and enol ethers or carbonyl compounds is now possible. The reaction proceeded under mild catalytic conditions, and the building blocks obtained can be found at the core of bioactive alkaloids, drugs such as Ramipril and biomolecules such as DNA and RNA. Thanks to the dynamic kinetic asymmetric annulation of aminocyclopropanes with enol ethers and aldehydes, access to enantioenriched compounds is also now possible. Lastly, a synthesis of donor-acceptor aminocyclobutanes via [2+2] cycloaddition using a cheap iron catalyst was developed, allowing them to be used in [4+2] annulations to access cyclohexylamines.