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SINTESI ASIMMETRICA DI NUOVI COMPOSTI ETEROCICLICI E STUDIO DELLA LORO REATTIVITA'

Si intende intraprendere uno studio sistematico di sistemi catalitici innovativi che, attraverso reazioni domino di formazione di legami carbonio-carbonio e carbonio eteroatomo, permettano la costruzione di eterociclici non precedentemente riportati in letteratura e di potenziale interesse applicativo. Per raggiungere questo scopo il progetto di ricerca sarà articolato in diversi filoni di indagine: 1)Progettazione e sviluppo di nuovi organocatalizzatori e catalizzatori a trasferimento di fase chirale atti a massimizzare efficienza chimica, sostenibilità e stereocontrollo dei processi reattivi. In particolare si intende sintetizzare e testare l’abilità catalitica di ammonio-betaine derivanti da alcaloidi della cinchona nelle reazioni domino tra eteronucleofili (allo zolfo, all’ossigeno e all’azoto) e 2-formilbenzonitrili (e analoghi) per arrivare ad ottenere isoindolinoni, imidati ed isobenzofuranoni 3-sostituiti in forma enantiomericamente arricchita. 2)Design di nuovi elettrofili, efficienti e selettivi, potenzialmente utili per la sintesi di eterocicli di versatile utilizzo. Sulla base dei risultati ottenuti in precedenza con 2-formilbenzonitrili, si intende realizzare la sintesi di benzonitrili opportunamente sostituiti in posizione orto con diverse funzionalità elettrofile (gruppi chetonici, chetoni alfa,beta-insaturi e immine attivate) in grado di dare origine, in presenza di opportuni nucleofili, ad altri interessanti processi a cascata. 3) Attivazione dei sistemi eterociclici e loro uso come piattaforme molecolari per una sintesi orientata alla diversità di molecole complesse altamente funzionalizzate e recanti centri quaternari a stereochimica definita. In particolare, facendo seguito a ricerche precedenti che hanno visto l’uso di composti isoindolinonici opportunamente sostituiti in posizione 3 con gruppi elettron-attrattori come nucleofili nella reazione di Michael altamente enantio- e diastereo-selettiva con doppi legami attivati (aldeidialfa,beta-insature e calconi), si intende estendere la metodologia ad altre reazioni di formazione di legami c-c, come la reazione aldolica e di Mannich. 4) Uso della metodologia elettrochimica per l’attivazione non convenzionale “reagent-free” di pro-nucleofili da utilizzare in processi one-pot di sintesi di composti eterociclici. Particolare attenzione sarà rivolta alla possibilità di sfruttare sali di ammonio chirali come elettroliti di supporto e come induttori di chiralità: si potranno così ottenere trasformazioni chimiche enantioselettive in ambiente elettrochimico. 1) T. Caruso, A. Capobianco, A. Peluso, L. Palombi* “Detection of an ylide intermediate in the electrochemically-induced Stevens rearrangement of an ammonium salt by in situ UV-vis spectroelectrochemistry” Electrochimica Acta, 2013, 92, 446-451 2) L. Palombi*, A. Di Mola, A. Massa “Quick and easy access to N-Mannich bases of 1-isoindolinones by catalytic electroactivation of primary and secondary amines and tandem reaction with 2-formylbenzonitriles” New Journal of Chemistry, 2015, 39, 81-84 3) M. Tiffner, J. Novacek, A. Busillo, K. Gratzer, A. Massa,* M. Waser Design of chiral urea-quaternary ammonium salt hybrid catalysts for asymmetric reactions of glycine Schiff bases" RSC Adv., 2015, 5, 78941 4) M. Perillo, A. Di Mola, R. Filosa, L. Palombi, A. Massa* "Cascade reactions of glycine Schiff bases and chiral phase transfer catalysts in the synthesis of a-amino acids 3-substituted phthalides or isoindolinones" RSC Advances., 2014, 4, 4239-4246 5) Tiso, S.; Palombi, L.; Vignes, C.; Di Mola, A.; Massa, A* "Organocatalysts and sequential asymmetric cascade reactions in the synthesis of functionalized isoindolinones and benzoindolizidinones" RSC Adv. 2013, 3, 19380-19387 6) A. Di Mola, M. Tiffner, F. Scorzelli, L. Palombi, R. Filosa, P. De Caprariis, M. Waser, A. Massa* Bifunctional phase-transfer catalysis in the asymmetric synthesis of biologically active isoindolinones Beilstein J. Org. Chem. 2015, 11, 2591–2599