Σύνθεση Ν-ετεροκυκλικών καρβενίων και εφαρμογές τους σε οργανοκαταλυτικές αντιδράσεις

Στα πλαίσια της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής συντέθηκαν πρόδρομα μόρια Ν-ετεροκυκλικών καρβενίων (N-Heterocyclic Carbene-NHC precursors), τα οποία μπορούν να καταταχθούν σε τέσσερις γενικές κατηγορίες: α) χλωρίδια ιμιδαζολίων καιιμιδαζολινών, β) «CO2-προστατευμένα ιμιδαζόλια και ιμιδαζολίνες, γ) «C6ΗF5-προστατευμένες» ιμιδαζολίνες και δ) χλωρίδια ιμιδαζολίων βασισμένα στους δακτυλίους πυριδίνης και κινολίνης. Για τη δημιουργία του καρβενίου στις κατηγορίες α και δ, απαιτείται χρήση κατάλληλης βάσης στο μείγμα της αντίδρασης, η οποία θα αποσπάσει το όξινο πρωτόνιο. Για τις κατηγορίες β και γ, η «προστατευτική ομάδα» αποσπάται με υπό θέρμανση. Σε όλες τις περιπτώσεις, το ενεργό καρβένιο σχηματίζεται in situ στο μείγμα της αντίδρασης. Τα πρόδρομα NHCs μελετήθηκαν ως προς την ικανότητά τους να δρουν σε οργανοκαταλυτικούς μετασχηματισμούς αλδεϋδών. Τελικό αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός νέου δεσμού άνθρακα-άνθρακα. Αναπτύχθηκαν νέα καταλυτικά πρωτόκολλα που χρησιμοποιούν μικροκυματική ακτινοβολία ως πηγή θέρμανσης. Ξεκινώντας από αρωματικές και αλειφατικές αλδεΰδες ως υποστρώματα, επιτεύχθηκε η σύνθεση υδροξυμεθυλοκετονών, προϊόντων αυτοσυμπύκνωσης, αλλά και γ-λακτονών, χρησιμοποιώντας ως καταλύτη NHC. Οι μετασχηματισμοί αυτοί αποτελούν χρήσιμα συνθετικά εργαλεία, ενώ τα προϊόντα που προκύπτουν μπορούν να είναι ενδιάμεσες ενώσεις για την παρασκευή βιολογικά δραστικών ενώσεων.Ο συνδυασμός της αποδοτικότερης θέρμανσης μέσω της μικροκυματικής ακτινοβολίας, η χρήση καταλύτη για την επίτευξη της αντίδρασης, η οικονομία ατόμων στα νέα πρωτόκολλα σύνθεσης και η χρήση μικρής ποσότητας διαλύτη, οδηγούν στη ανάπτυξη περισσότερο πράσινων συνθετικών οδών.