En el Capítulo I se describe la obtención de nuevas aminoguanidinas a partir de trans-ciclohexano-1,2-diaminas enantiopuras y su empleo como organocatalizadores quirates en la reacción de adición Michael enantioselectiva de aldehídos a maleimidas, para sintetizar succinimidas enantioméricamente enriquecidas, las cuales son estructuras con propiedades biológicas y precursores de otros compuestos de interés como las y-lactamas. Se confirmó experimentalmente la configuración absoluta de los aductos mediante análisis de rayos X de uno de los productos, tras su oxidación, y se llevaron a cabo cálculos DFT para justificar la enantioselección observada en el proceso. Como muestra de la utilidad sintética de las succinimidas quirales obtenidas, se llevó a cabo un proceso one-pot consistente en la secuencia de adición Michael enantioselectiva de aldehídos a maleimidas, aminación reductora del aducto y lactamización final para obtener y-lactamas. Asimismo, estos organocatalizadores fueron empleados en la reacción de adición Michael enantioselectiva de isobutiraldehído a nitroalquenos para sintetizar -y-nitroaldehídos enantioenriquecidos. Asimismo, se realizaron cálculos teóricos para justificar el mecanismo a través del cual evolucionaba este proceso enantioselectivo. En el capítulo II se muestra el uso de 1,2-diaminas quirales comercialmente asequibles como organocatalizadores en la adición conjugada enantioselectiva de aldehídos a maleimidas para sintetizar derivados de succinimidas quirales. Asimismo, se llevaron a cabo cálculos teóricos para justificar la enantioselectividad observada.

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La presente tesis doctoral describe la investigación sobre reacciones de cicloadición 1,3-dipolares, concretamente, la síntesis de moléculas que presentan pirrolidinas, pirrolizidinas δ-lactamas y dicetopiperacinas en su estructura. La preparación de estos compuestos se debe, principalmente, a las actividades biológicas que presentan dichas estructuras heterocíclicas. Además, la tesis está constituida por una introducción general y tres capítulos, los cuales describen la síntesis de compuestos N-heterocíclicos de manera diastereoselectiva. La introducción general describe las reacciones de cicloadición 1,3-dipolares, su importancia y sus características. El capítulo 1 describe la síntesis diastereoselectiva de pirrolidinas espirocíclicas catalizada por acetato de plata. El capítulo 2 se basa en el estudio de reacciones multicomponente para la preparación de pirrolizidinas. En concreto, la reacción se lleva a cabo de manera diastereoselectiva y el proceso se rige por 1,2-prototropía en una reacción 1,3-dipolar via descarboxilativa. El capítulo 3 detalla la síntesis secuencial de derivados de exo-3,5-difenil-4-nitroprolinatos de metilo sustituidos mediante una cicloadición 1,3-dipolar enantioselectiva seguido de una adición de tipo Michael diastereoselectiva. / The present work has been possible thanks to funding from the Spanish Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, Agencia Estatal de Investigación (AEI) and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER, EU) (projects CTQ2016-76782-P, CTQ2016-80375-P, CTQ2017-82935-P and PID2019-107268GB-I00), Generalitat Valenciana (APOTIP/2020/002) and the University of Alicante.

En la presente Memoria se recogen los resultados del estudio de las reacciones de adición nucleofílica de sistemas propargílicos y de nitrocompuestos a N-tercbutanosulfinil iminas, así como sus aplicaciones sintéticas, abordando la preparación de diferentes moléculas polifuncionalizadas. Es por ello que la tesis ha sido dividida en dos grandes bloques: - Propargilación diastereoselectiva y aplicaciones sintéticas. La reacción de 3-bromo-1-trimetilsililpropino con N-terc-butanosulfinil iminas en presencia de indio, THF como disolvente, bajo irradiación de ultrasonidos, dio lugar a los correspondientes productos de propargilación de manera regioselectiva, con una alta diastereoselectividad, sobre todo en el caso de las iminas derivadas de metil cetonas alifáticas. Los productos de propargilación fueron utilizados como precursores en la síntesis de derivados policíclicos de tetrahidro-1H-pirido[4,3-b]- benzofurano e indol, después de varios pasos de reacción que incluían un acoplamiento de Sonogashira con orto-yodofenol u orto-yodoanilina, respectivamente, ciclación intramolecular con formación de un anillo heteroaromático de cinco eslabones y finalmente una condensación de Pictet-Spengler. Por otro lado, la reacción de metátesis de cierre de anillo con el catalizador de Grubbs de segunda generación en diferentes derivados de homoalil amina N-terc-butanosulfinil sustituidas, que además portan en su estructura un anillo aromático orto-alquinil sustituido, condujo a la formación de los correspondientes sistemas 1,3-diénicos cíclicos, con buenos rendimientos en general. - Acoplamiento diastereoselectivo con nitroalcanos y aplicaciones sintéticas. La reacción de nitrometano y nitroetano con N-terc-butanosulfinil iminas en presencia de bicarbonato de sodio dio lugar a la formación de derivados de β-nitroamina con rendimientos y diastereoselectividades de moderados a buenos. Estos productos de reacción fueron transformados bajo condiciones de reacción tipo Nef en derivados de α-aminoácidos, en el caso del nitrometano, y de α-aminocetonas, los que se obtuvieron a partir de nitroetano. El acoplamiento entre de 4-nitrobutanoatos de metilo y etilo y Nterc-butanosulfinil iminas en presencia de una cantidad subestequiométrica de hidróxido de sodio transcurrió con rendimientos moderados y una elevada diastereoselectividad facial, siendo trasformados los productos de reacción obtenidos en piperidina-2,5-dionas sustituidas en la posición 6. Por último se intentó llevar a cabo la síntesis del producto natural (+)-desoxoprosofillina utilizando dos estrategias diferentes. El paso clave en la primera de ellas fue el acoplamiento de 1-nitrohexadecan-4-ona con la N-terc-butanosulfinil imina derivada del hidroxiacetaldehído, obteniéndose el producto de reacción esperado con rendimiento moderado y alta diastereoselectividad. En la segunda estrategia, los pasos clave fueron una alilación diastereoselectiva de la imina derivada del hidroxiacetaldehído y una reacción de metátesis cruzada entre el producto de alilación y pentadec-1-en-3-ona con el catalizador de Hoveyda-Grubbs de segunda generación. El producto de reacción obtenido tras la metátesis contenía todo el esqueleto hidrocarbonado presente en la molécula objetivo. Desafortunadamente ninguna de las dos estrategias nos permitió de momento sintetizar el producto natural (+)-desoxoprosofillina deseado, siendo esperanzadores los resultados obtenidos en el segundo de los casos.