Ανάπτυξη φωτοκαταλυτικών μεθοδολογιών για τη σύνθεση βιοδραστικών ενώσεων

Abstract

Photocatalysis is a modern, rapidly developing field of catalysis. An extremely wide range of metal-based catalytic structures as well as purely organic molecules has been developed to increase the rate and sustainability of major chemical transformations. The Laboratory of Organic Chemistry of the National and Kapodistrian University of Athens, after a series of studies, has established a new general photocatocatalytic protocol, using phenylglyoxylic acid as the photocatalyst and household light bulbs for irradiation. This thesis describes the use of this methodology for the development of reactions form in useful compounds for Organic Synthesis and the Pharmaceutical Industry. More specifically, we present: • The synthesis of hydrazine imides from aldehydes and azodicarboxylic esters.• One pot synthesis of amides by photocatalytic activation of aldehydes.• One pot synthesis of hydroxamic acids by photocatalytic activation of aldehydes.• Photocatalytic C-C bond formation between aldehydes and electron-poor olefins.• The photocatalytic synthesis of γ-lactones.• Activation of C-H bond next to a heteroatom to form a C-N bond.• Activation of C-H bond next to a heteroatom to form a C-C bond.

Η Φωτοκατάλυση αποτελεί ένα σύγχρονο και ταχέως αναπτυσσόμενο τομέα κατάλυσης. Ένα εξαιρετικά ευρύ φάσμα καταλυτικών δομών, οι οποίες βασίζονται σε μέταλλα, αλλά και σε οργανικά μόρια, έχει αναπτυχθεί, με στόχο την αύξηση της ταχύτητας αλλά και της πρακτικότητας σημαντικών χημικών μετασχηματισμών. Το Εργαστήριο Οργανικής Χημείας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, ύστερα από μια σειρά μελετών, έχει καθιερώσει ένα νέο γενικό φωτοοργανοκαταλυτικό πρωτόκολλο, χρησιμοποιώντας το φαινυλογλυοξυλικό οξύ ως φωτοκαταλύτη και οικιακούς λαμπτήρες για ακτινοβόληση. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η χρήση της συγκεκριμένης μεθοδολογίας για την ανάπτυξη αντιδράσεων με σκοπό τον σχηματισμό χρήσιμων ενώσεων στην Οργανική Σύνθεση και στη Φαρμακευτική Βιομηχανία. Πιο συγκεκριμένα επετεύχθη:•H σύνθεση υδράζινο ιμιδίων από αλδεΰδες και αζοδικαρβοξυλικούς εστέρες.•H σύνθεση αμιδίων σε ένα στάδιο με φωτοκαταλυτική ενεργοποίηση αλδεϋδών.•H σύνθεση υδροξαμικών οξέων σε ένα στάδιο με φωτοκαταλυτική ενεργοποίηση αλδεϋδών.•Ο φωτοκαταλυτικός σχηματισμός δεσμού C-C μεταξύ αλδεϋδών και ηλεκτρονιακά φτωχά ολεφινών.•Η φωτοκαταλυτική σύνθεση γ-λακτονών.•Η ενεργοποίηση δεσμού C-H δίπλα σε ετεροάτομο για τον σχηματισμό δεσμού C-N.•Η ενεργοποίηση δεσμού C-H δίπλα σε ετεροάτομο για τον σχηματισμό δεσμού C-C.