Reactivity of Alpha-Diketones in Umpolung Catalysis and Enantioselective Sulfoxidation by Novel Titanium Complexes

Nella continua ricerca di metodologie atte alla formazione di nuovi legami carbonio-carbonio, l’organocatalisi svolge un ruolo sempre più fondamentale; in questo contesto, la catalisi di Umpolung, che prevede l’inversione di reattività di un dato substrato, rappresenta un’importante via per accedere a nuove strategie sintetiche. All’interno di quel gruppo di molecole in grado di fornire reattività di umpolung, gli α-dichetoni rappresentano senza dubbio substrati molto interessati ed innovativi. Alla luce di queste premesse, la reattività di α-dichetoni di-arilici è stata oggetto dei nostri studi. Inizialmente è stata valutata la reattività in reazioni di tipo cross-benzoinico con aldeidi, introducendo un nuovo catalizzatore di umpolung, il metil solfonil (dimsile) carbanione, con ottimi risultati in termini di efficienza di reazione e di chemoselettività. La messa a punto di questa metodologia ha inspirato lo sviluppo di un nuova strategia sintetica per l’accesso a 1,2-dichetoni asimmetrici, che ha previsto una prima reazione cross-benzoinica catalizzata dall’anione dimsile , seguita da un’ossidazione in situ con riscaldamento a microonde. Successivamente, si è passati all’impiego di α-dichetoni di-arilici in reazioni di addizione nucleofila con accettori di Michael; in questo caso è stata sviluppata una nuova reazione di doppia aroilazione catalizzata dal metil solfonil anione. E’ stato infine conferito un ulteriore valore aggiunto ai prodotti di reazione grazie ad un successivo stadio ossidativo, che ha consentito l’accesso ai corrispettivi alcheni tetrasostituiti. Inoltre, uno degli aspetti più rilevanti della nostra attività di ricerca è consistito nell’indagine meccanicistica supportata da misure di tipo NMR ed ESI-MS. In questo contesto, è stato recentemente condotto lo studio ESI-MS della reazione di ossidazione aerobica di aldeidi catalizzata, da N-eterociclo carbeni (NHC). Mediante l’utilizzo di un NHC opportunamente funzionalizzato è stato possibile individuare le diverse specie e gli equilibri coinvolti nel processo catalitico. Alla luce dell’esperienza pregressa del mio gruppo di ricerca nel campo della chimica in flusso, diversi processi di umpolung, quali reazioni di tipo benzoinico, aciloinico e di Stetter, sono stati studiati utilizzando microreattori monolitici tiazolio-funzionalizzati in regime di flusso. Infine, durante il periodo svolto presso il gruppo del Prof. Berkessel, l’attività di ricerca si è incentrata sulla sintesi e l’impiego di ligandi cis-DACH-salalen in reazioni di solfossidazione stereoselettiva catalizzate da complessi di Titanio, utilizzando H2O2 come ossidante; durante questo lavoro è stato messo a punto un solido protocollo per lo step di solfossidazione enantioselettiva della sintesi dell’esomeprazolo.