Otrzymywanie i wykorzystanie fosforamiditowych pochodnych D-furanozydów w enancjoselektywnej syntezie organicznej

Celem pracy była synteza nowej rodziny pochodnych amidofosforynowych zawierających podstawnik D-furanozy oraz wykorzystanie tych związków jako chiralnych ligandów dla atomu metalu przejściowego w wybranych reakcjach asymetrycznych. W pierwszej części moich badań dokonałem kilkuetapowej syntezy odpowiednich II- i III-rzędowych pochodnych amidofosforynowych, dla których materiałem wyjściowym była tania i łatwo dostępna D-ksyloza. Drugą i zasadniczą część mojej rozprawy poświęciłem wykorzystaniu otrzymanych pochodnych D-pentoz jako chiralnych ligandów w dwóch bardzo ważnych reakcjach asymetrycznych: katalizowanej miedzią addycji sprzężonej dietylocynku do α,β-nienasyconych ketonów, oraz katalizowanej palladem reakcji podstawienia allilowego. Głównym założeniem podczas badań nad indukcją asymetryczną było określenie wpływu struktury stosowanych ligandów na indukcję asymetryczną i wydajność chemiczną prowadzonych procesów asymetrycznych. Najwyższe wartości nadmiarów enancjomerycznych (>99% ee) otrzymałem dla substratów zatłoczonych sterycznie tak w reakcjach asymetrycznego podstawienia jak i addycji sprzężonej. Zakończeniem mojej pracy badawczej są dwie wieloetapowe syntezy Boc-γ- oraz Boc-β-aminokwasów o potencjalnej czynności biologicznej. Wyjściowym substratem w obu tych syntezach był bardzo tani i handlowo dostępny trans-chalkon. Kluczowym etapem obu syntez była reakcja alkilowania allilowego, w której wykorzystałem uprzednio otrzymany ligand, otrzymując zaplanowany produkt o wysokiej czystości optycznej.

The aim of this work was the synthesis of a new family of phosphoramidite derivatives bearing a D-furanose unit and the application of these compounds as chiral ligands for transition metal-catalyzed asymmetric reactions. The first part of my Thesis was devoted to the multi-step syntheses of appropriate primary and secondary derivative of phosphoramidites for which the starting material was inexpensive and readily available D-xylose. In the second and main part of my dissertation I used thus obtained derivatives of D-pentose as chiral ligands in two very important asymmetric reactions, such as: copper-catalyzed conjugate addition of diethylzinc to α,β-unsaturated ketones as well as a palladium-catalyzed allylic substitution reaction. My research was concentrated on the influence of the structure of the chiral ligands on the enantioselectivity and chemical yield of the conducted asymmetric reactions. I achieved the highest enantiomeric excess values (>99% ee) for sterically demanding substrates for both asymmetric substitution reaction and conjugate addition. The final part of my research deals with two multi-step syntheses of Boc-γ- and Boc-β-amino acids with potential biological activity. As a starting material I choose very cheap and commercially available trans-chalcone. The key step for both syntheses was the asymmetric allylic alkylation reaction performed in the presence of one of previously obtained ligands leading to the desired product of high optical purity.