Σύνθεση του ABCDE πολυκυκλικού σκελετού των φυσικών προϊόντων Pectenotoxins και α,β-ακόρεστων γ-λακταμών με φωτοξείδωση φουρανίων

Abstract

In the first chapter of this thesis, the chemistry of singlet oxygen is brieflydescribed. The methods for generation of singlet oxygen and its reactions arepresented, as well as, its applications in various scientific fields but especially inorganic synthesis.In the second chapter, synthesis of the CDE and ABCDE-ring fragments of thenatural products the pectenotoxins, is delineated. The synthetic plan for the C-ring,and its subsequent attachment to an appropriately substituted furan, is presented.Photooxidation of this substrate affords the complete CDE-ring section. In addition,the potential of singlet oxygen in synthesis is further investigated when a difuranprecursor is photooxidized to furnish the more complex ABCDE-ring skeleton. TheCDE and ABCDE-ring units were both synthesized in one synthetic operation, viacomplex cascade reaction sequences initiated by photooxidation of simple furans. In the third chapter, a general methodology is introduced for the one-pot transformation of furans into α,β-unsaturated γ-lactams via photooxidation, which uses methylene blue as photosensitizer. In addition, the catalytic redox properties of methylene blue invoked by this synthesis are examined and a possible mechanisticexplanation is presented. The methodology was applied to a variety of furansubstrates, affording structural motifs seen in a slew of natural products withsignificant biological activity.

Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής περιγράφεταισυνοπτικά η χημεία του διεγερμένου μοριακού οξυγόνου απλής κατάστασης.Αναφέρονται οι μέθοδοι παραγωγής του, οι αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχει και οιεφαρμογές που βρίσκουν αυτές σε διάφορα επιστημονικά πεδία, και ιδιαίτερα στοπεδίο της οργανικής σύνθεσης.Το δεύτερο κεφάλαιο πραγματεύεται την σύνθεση των σκελετών CDE καιABCDE των φυσικών προϊόντων pectenotoxins. Αρχικά παρουσιάζεται η συνθετικήπροσέγγιση του δακτυλίου C και η περαιτέρω παραγοντοποίησή του προς τονσχηματισμό μιας κατάλληλα υποκατεστημένης φουρανικής ένωσης, η οποία οδηγείστον σχηματισμό του CDE σκελετού μέσω αντίδρασης φωτοξείδωσης. Έπειταπαρουσιάζεται η σύνθεση του πολυπλοκότερου τμήματος ABCDE των φυσικώνπροϊόντων μέσω φωτοξείδωσης ενός διφουρανικού υποστρώματος. Οι δομικάπερίπλοκοι αυτοί σκελετοί συντέθηκαν σε ένα μόνο στάδιο, μετά από σύνθετουςδιαδοχικούς μετασχηματισμούς που εκκινούνται από φωτοξείδωση απλώνφουρανίων. Στο τρίτο κεφάλαιο αναπτύσσεται μια μεθοδολογία σύνθεσης α,β-ακόρεστωνγ-λακταμών σε ένα μόνο στάδιο, μέσω φωτοξείδωσης φουρανίων, χρησιμοποιώνταςmethylene blue ως φωτοευαισθητοποιητή. Παράλληλα διερευνάται ο ρόλος τουmethylene blue ως οξειδωτικός καταλύτης και προτείνεται ο μηχανισμόςσχηματισμού των α,β-ακόρεστων γ-λακταμών. Η μεθοδολογία εφαρμόστηκεεπιτυχώς σε ποικιλία φουρανικών υποστρωμάτων, οδηγώντας σε δομικά μοτίβα που περιλαμβάνονται σε σειρά φυσικών προϊόντων με αξιοσημείωτη βιολογικήδραστικότητα.