Enantioselective (4+2) Cycloaddition of ortho-Quinone Methides via Chiral Isochalcogenourea- Activated Allenoates / eingereicht von Anna Scheucher: Enantioselektive (4+2)-Cycloaddition von ortho-Chinonmethiden über chirale Isochalkogenharnstoff-aktivierte Allenoate

In general, this thesis reports the regio- and enantio- selective (4+2) cycloaddition reaction of ortho-Quinone methides (o-QMs) and Isochalcogenourea-activated (IChU) allenoates, to form enantioenriched, highly functionalized chromane derivatives. Compared to conventional Lewis based catalysts, such as phosphine- and amine- based ones, which yield either (3+2) or (E)-configured (4+2) cycloadducts, chiral IChUs catalysts promote selectively the formation of (Z)- configured (4+2) cycloaddition products.
In this work, various substituted chromane products were obtained in high yields up to 89%, with valuable diastereoselectivity and exceptional enantioselectivity in a ratio of 99:1. The versatility and robustness of this approach were reinforced and confirmed through a broad application scope. Notably, electron-donating and sterically bulky substituents enhance reaction yield and stability, preventing the decomposition of the highly reactive and relatively unstable o-QM.
As previously demonstrated by other investigations within our research group, several Michael acceptors are well tolerated, enabling this specific reaction pathway and offering a robust asymmetric method with versatile applicability in the synthesis of a broad range of chiral (benzo)-dihydropyran products. This catalytic cycloaddition approach therefore represents a powerful methodology for chiral organocatalytic synthesis, with promising applications in pharmaceutical synthesis as well. Diese Arbeit befasst sich im allgemeinen mit der regio- und enantio- selektiven (4+2)-Cycloadditionsreaktion von ortho-Chinonmethiden mit Isochalkogenharnstoff-aktivierten Allenoaten. Auf diese Weise können enantiomer angereicherte, hochfunktionalisierte Chroman Derivate erhalten werden. Im Gegensatz zu konventionellen, Lewis-basierten Katalysatoren wie Phosphin- oder Amin-Katalysatoren, welche entweder (3+2)- oder (E)-konfigurierte (4+2)-Cycloaddukte ergeben, werden durch die Verwendung chiraler Isochalkogenharnstoff-Katalysatoren selektiv (Z)-konfigurierten (4+2)-Cycloadditionsprodukten erhalten.
Im Zuge dieser Arbeit wurden verschieden substituierte Chroman Produkte mit Ausbeuten von bis zu 89 % erzielt, die sich durch eine signifikante Diastereoselektivität und eine außerordentlichen Enantioselektivität (e.r. 99:1) auszeichnen. Die Vielseitigkeit und Robustheit dieser Methode wurde durch eine breiten Anwendungsbereich verstärkt und bestätigt. Insbesondere elektronenspendende und sterisch anspruchsvolle Substituenten erhöhen die Reaktionsausbeute und Stabilität, indem sie die Zersetzung des hochreaktiven und relativ instabilen o-QM verhindern.
Wie in früheren Publikationen unserer Forschungsgruppe bereits gezeigt wurde, eignen sich verschiedene Michael-Akzeptoren gut für in diesen Reaktionstyp . Dadurch entsteht eine verlässliche Methode zur asymmetrischen Synthese verschiedenster chiraler (Benzo)-Dihydropyran basierten Produkten. Somit bietet die katalytische Cycloadditionsreaction einen äußerst vielversprechenden Ansatz in der chiralen Organokatalyse, welcher ebenfalls bedeutende Anwendung in pharmazeutischen Synthesen aufweist.