Studio di una reazione a quattro componenti con doppia attivazione fotochimica

Abstract

La tesi è stata realizzata in seguito all’elaborazione dei dati sperimentali raccolti nei laboratori del gruppo di ricerca “BioOrganic chemistry at Genova” (BOG), situati all’interno del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale (DCCI) dell’Università degli Studi di Genova. Tra i vari campi di interesse del gruppo si annovera la sintesi asimmetrica di molecole biologicamente attive. In questo contesto, per includere rapidamente nuove molecole nelle librerie dei composti organici, il BOG si è recentemente dedicato allo sviluppo di nuove reazioni multicomponente (MCRs: MultiComponent Reactions) e al perfezionamento dell’attivazione fotochimica. La coesione tra questi due campi di ricerca ha permesso di tracciare un nuovo percorso verso l’argomento di studio in cui si colloca l’obiettivo della mia tesi. Il progetto si basa sull’ottimizzazione di un metodo di sintesi innovativo riguardante una MCR Passerini-like promossa da una doppia attivazione fotochimica. La reazione porta alla formazione di ossetani funzionalizzati: molecole note per la loro attività biologica. Il primo obiettivo della tesi si focalizza sulla determinazione della struttura tridimensionale degli ossetani ottenuta attraverso l’incrocio di informazioni stereochimiche deducibili da metodi di analisi quali spettrometria NMR e diffrattometria a raggi X. Un ulteriore scopo del progetto è rappresentato dallo studio del comportamento di diversi substrati per valutare più accuratamente la versatilità ed il meccanismo della reazione. Questa analisi, condotta articolando il processo globale in due distinti step, ha rivelato sia la possibilità di ottenere, tramite la semplice sostituzione di un unico reagente, dei prodotti ciclici con una struttura differente da quella ossetanica che di trarre delle informazioni sul meccanismo della fotoeccitazione.

The thesis was carried out following the elaboration of experimental data collected in the laboratories of the research group "BioOrganic chemistry at Genova" (BOG), located within the Department of Chemistry and Chemical Industry (DCCI) at the University of Genoa. Among the various fields of interest of the group there is the asymmetric synthesis of biologically active molecules. In this context, to quickly include new molecules in organic compound libraries, BOG has focused on the development of new multicomponent reactions (MCRs: MultiComponent Reactions) and the exploiting photochemical activation. The cohesion between these two research fields led to a new approach to this topic which is the focus point of my thesis. The following project is based on the optimization of an innovative synthesis method for a Passerini-like multicomponent reaction promoted by a double photochemical activation. The reaction leads to the formation of functionalized oxetanes: molecules known for their biological activity. The first thesis objective focuses on studying the selectivity of the reaction by discussing the results from experimental analyses and comparing them with information’s available in the scientific literature. The specific aim is to determine the three-dimensional structure of the oxetanes obtained through the intersection of stereochemical information deduced from analysis methods such as NMR spectroscopy and X-ray diffraction. Another goal of the project is to study the behavior of different substrates to assess the versatility and mechanism of the reaction more accurately. This analysis, carried out by articulating the overall process into two distinct steps, has revealed both the possibility of obtaining cyclic products with a different structure from the oxetanic one by simply substituting a single reagent, and drawing information on the photoexcitation mechanism.