dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
| Publicació: |
Bellaterra : Universitat Autònoma de Barcelona, 2007 |
| Resum: |
A la present tesi doctoral es desenvolupen nous estudis sobre agents de solvatació quiral (CSA) difuncionals. Els CSAs tenen la capacitat d'interaccionar de forma diferencial amb cada un dels enantiòmers d'una mescla d'un substrat quiral, mitjançant la formació d'enllaços no covalents, és a dir, de tipus àcid-base, ponts d'hidrògen, dipolars,. . . formant complexes d'associació diastereomèrics. Aquest reconeixement quiral produeix un diferent entorn químic i magnètic dels enantiòmers, el que per RMN es podrà observar en una anisocronia dels seus senyals, principalment de protó. Aquesta diferència dels desplaçaments químics ens permetrà determinar la composició de la mescla. Ja que l'observació dels senyals és una mitja d'un sistema dinàmic entre els elements lliures i complexats, la separació dels senyals dependrà tant de la termodinàmica de l'associació com de les característiques estructurals dels complexes. En el nostre grup d'investigació es va abordar la síntesi de CSAs difuncionals. En el primer cas que ens ocupa a la present tesi doctoral, l'?,?'-bis(trifluorometil)-9,10-antracendimetanol (ABTE) va aportar una gran capacitat enantiodiferenciadora. Els estudis per RMN ens permeteren atribuir aquests resultats en la capacitat que té el confórmer Cisoide de l'ABTE en generar complexes bidentats amb els substrats quirals, en els que la major proximitat del CSA a cada una dels enantiòmers del substrat, provoca una major diferenciació en l'entorn magnètic. A la present tesi doctoral s'abordà la síntesi estereoselectiva de l'ABTE. La reducció tipus CBS del 9,10-bis(trifluoroacetil)antracè ens permeté obtenir el CSA desitjat en un 65% de rendiment i amb una proporció estereomèrica de RR/RS/SS= 89:11:0. Aquesta ruta es va dur a escala més gran, per tal de fer la seva fabricació per a la seva comercialització (ACRÔS). Per RMN també s'estudien les associacions entre l'ABTE i l'1,2-benzendimetanol i l'1,3-benzendimetanol, per evidenciar l'existència dels complexes bidentats. S'observen les variacions dels senyals de protó del CSA, també es determinen les estequiometries dels complexos i les seves constants de formació. L'estudi es completa amb un estudi teòric per mecànica molecular. Amb tots els resultats es pot concloure que el CSA forma un complex bidentat amb l'1,2-benzendimetanol i també amb l'1,3-benzendimetanol, però amb aquest últim no de forma exclusiva sinó que també existeixen associacions monodentades. També s'estudien les diferències estructurals i d'estabilitat de la interacció entre l'ABTE i l'1-aminoindà i l'1-amino-2-indanol. L'existència de l'associació bidentada s'evidencià amb la major variació dels desplaçaments químics de cada un dels enantiòmers del substrat en relació a la que es va obtenir en la solvatació amb el CSA homòleg monofuncional. Amb el primer substrat es va poder atribuir en un augment de l'estabilitat de l'associació, degut, segurament a una disminució de l'entropia. En canvi, amb l'1-amino-2-indanol no es van apreciar diferències en l'estabilitat, amb el que podem atribuir una major variació dels desplaçaments químics a efectes estructurals de la complexació, principalment en una associació bidentada més íntima. A la segona part de la tesi es desenvolupa la síntesi estereoselectiva de l'?,?'-bis(trifluorometil)-9,10-antracendimetanamina (ABTA), que s'obté per la doble trifluorometilació de la sulfinimina quiral derivada de la condensació del 9,10-antracendimetanol amb la sulfinamida de Ellman, amb un rendiment global d'ABTA del 57% i de forma enantiopura. També es descriuen les síntesis de la 2,2,2-trifluoro-1-(9-antril)etilamina, la 1-(9-antril)etilamina i l'aproximació de l'?-trifluorometil-9-[10-(2,2,2-trifluoroetanamino)]antracenmetanol (ABTEA). Es fan diversos estudis de solvatació mitjançant RMN, del nou CSA difuncional ABTA. En ells es va observar la separació de les bandes dels protons dels enantiòmers en afegir un elevat nombre d'equivalents de CSA, fins a 15, i l'estudi termodinàmic, que també es va realitzar per RMN, ens va donar constants d'associació molt baixes. Probablement, aquests resultats es deuen a la poca basicitat del grup amino, que no afavoreix la formació de ponts d'hidrògen. |
| Resum: |
In the current thesis new studies about difunctional chiral solvating agents (CSA) are developed. CSAs have the ability to interact differentially with each of the enantiomers of a chiral substrate, through non covalent bonds, like acid-base interactions, hydrogen bonds, dipolar interactions…giving diastereomeric associative complexes. This chiral recognition produces distinct chemical and magnetic properties to each enantiomer, that will be observed, in RMN, as an anisocrony of its signals, mainly the proton signals. This chemical shift difference will allow us to determine the composition of the mixture. Since the observed chemical shifts are an average of a dynamic system where elements are free or complexate, the chemical shift variation will depend on the thermodynamic of the association and either on the structural properties. In our research group, the synthesis of difunctional CSAs has been developed. The first case which we're dealing with at the current thesis, is the ?,?'-bis(trifluoromethyl)-9,10-anthracenedimethanol (ABTE), that showed, in last studies, an excellent chiral recognition capacity. The NMR studies allowed us to conclude that this attribute is due to the capability of the Cisoid conformer of the ABTE to give bidentate complexes with the chiral substrates, where the greater proximity of the CSA to each one of the enantiomers of the substrate, induces a greater differentiation of their magnetic fields. In the current thesis, the stereoselective synthesis of ABTE has been developed. The CBS reduction of 9,10-bis(trifluoroacetyl)anthracene allowed us to obtain the desired CSA in a 65% yield with an stereomeric ratio of RR/RS/SS=89:11:0. This reaction has been scaled up for the manufacture and commercialization of the product (ACRÔS). With the NMR, we have been studied the association between ABTE and 1,2-benzenedimethanol and 1,3-benzenedimethanol, to demonstrate the existence of the bidentate complexes. We observed the chemical shift of the proton signals of the CSA, and we determined the stequiometry of the complexes and their binding constant. The study is completed with a theoretical estimation by molecular mechanics. With all the results, we could conclude that the CSA generates a bidentate complex with 1,2-benzenedimethanol and also with 1,3-benzenedimethanol, but not as an exclusive form with the last one, which would be in equilibrium with monodentate associations. There has been studied, also, the structural and thermodynamic differences of the interactions of the ABTE with 1-aminoindane and 1-amino-2-indanole. The greater difference of the chemical shifts between enantiomers of each substrate compared to the results obtained when using the comparable monofunctional CSA, gives us evidences of the existence of the bidentate association. With several NMR experiments, we could attribute the greater chiral recognition with the first substrate to a more stable association, due to probably lower entropy. On the other hand, the association with the second substrate didn't improve because of a more stable complex, but for the structural properties, mainly in a more close bidentate association. At the second part of the thesis, the stereoselective synthesis of ?,?'-bis(trifluoromethyl)-9,10-antracenedimethanamine (ABTA) is developed. It consists in a double stereoselective trifluoromethylation of the chiral sulfinimine derived from the condensation of 9,10-anthracendimethanol with the Ellman sulfinamide, with a 56% global yield of the ABTA in its enantiopure form. There are also described the synthesis of 2,2,2-trifluoro-1-(anthryl)ethylamine, 1-(9-anthryl)-ethylamine and the approach to the ?-trifluoromethyl-9-[10-(2,2,2-trifluoroethanamino)]anthracenemethanol (ABTEA). The chiral recognition capability of the new difunctional CSA, ABTA, is studied with several chiral substrates. The registered NMR experiments showed us a generally low capacity, observing the differentiation of the chemical shifts of the enantiomers after adding great amounts of CSA. The thermodynamic study could be done also with the NMR, and it gave us very low binding constants of the diastereomeric complexes. These results could come, probably, of the low basicity of the amino group, that wouldn't favour the formation of hydrogen bonds. |
| Nota: |
Consultable des del TDX |
| Nota: |
Títol obtingut de la portada digitalitzada |
| Nota: |
Tesi doctoral - Universitat Autònoma de Barcelona. Facultat de Ciències, Departament de Química, 2006 |
| Nota: |
Bibliografia |
| Drets: |
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.  |
| Llengua: |
Català |
| Document: |
Tesi doctoral |
| Matèria: |
Solvatació ;
Ressonància magnètica nuclear ;
Química ;
Quiralitat ;
Compostos complexes ;
Síntesi |
| ISBN: |
9788469067246 |
visitant ::
identificació
dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
