Processi di dissimetrizzazione in alcheni policiclici

La sintesi asimmetrica permette di creare nuovi centri stereogenici in modo stereocontrollato, ma anche di variare lo stato di simmetria di un oggetto chimico simmetrico, rendendolo dissimmetrico, attraverso i processi di dissimmetrizzazione: l'operazione sintetica di alterare la simmetria di un opportuno substrato di partenza può essere realizzata differenziando due gruppi funzionali tra loro in relazione enantiotopica, attraverso l'uso di un reagente o di un catalizzatore chirale. Quando si parla di reazioni di dissimmetrizzazione, un istintivo collegamento logico e concettuale ci porta a pensare a composti di tipo meso, in considerazione, soprattutto, dei numerosissimi esempi che la letteratura ci offre a questo proposito. Su queste basi, in questa Tesi di dottorato, è stato sviluppato uno studio sintetico su nuovi processi di dissimmetrizzazione applicati ad alcheni policiclici meso, caratterizzati da una struttura a ponte e funzionalizzati, sulle posizioni 1,2 del doppio legame reagente, con gruppi fenilsolfonilici (PhSO2-) (tale funzionalità, oltre ad esercitare un effetto -M, -I sul doppio legame, può essere rimossa al termine del processo asimmetrico o, eventualmente, promuovere una ulteriore funzionalizzazione del substrato): la ridotta densità elettronica sul doppio legame rende i due Csp2, tra loro enantiotopici, ottimi accettori di Michael, quindi di reagenti chirali a carattere nucleofilo, impiegati in quantità stechiometrica, allo scopo di poter determinare, in modo più puntuale, i meccanismi chimici e stereochimici coinvolti. Tuttavia, poiché qualunque oggetto chimico simmetrico può, in linea di principio, essere dissimmetrizzato, ad esempio derivati simmetrici non meso o miscele racemiche di reagenti, sono stati studiati anche processi di dissimmetrizzazione di miscele racemiche di alcheni policiclici (risoluzione cinetica realizzata attraverso un meccanismo di discriminazione enantiotopica), operanti in processi di ciclotrimerizzazione, realizzati in presenza di metalli di transizione: in pratica si sono realizzati, in assenza di agenti asimmetrizzanti esterni, processi di autocatalisi asimmetrica, nei quali lo stereocontrollo è operato dagli stessi reagenti e intermedi che partecipano al processo. Parallelamente ai risultati sintetici, sono stati presentati i risultati di uno studio comparato sulla risolvibilità di composti policiclici otticamente attivi su fasi stazionarie chirali (CSPs) polisaccaridiche e a base di politrifenilmetacrilato, mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC), ponendo particolare attenzione alla possibilità di razionalizzare, attraverso uno studio puramente cromatografico, le interazioni selettore/selettando, responsabili della risoluzione enantiomerica. Inoltre, a conclusione del lavoro svolto, sono stati discussi i risultati di studi preliminari relativi a nuove procedure sintetiche che saranno sviluppate successivamente alla Tesi di dottorato, ma che in essa hanno trovato presupposti teorici e sperimentali. Asymmetric synthesis represents the most powerful tool for the stereocontrolled generation of stereogenic centres and, in the meantime, it offers the possibility to modify the symmetry of a symmetric chemical object making it dissymmetric through desymmetrization processes. The methodology usually requires the possibility to differentiate two enantiotopic functional groups by means of a proper chiral reagent or catalyst. Due to several literature reports, the connection to substrates of meso structure seems to be either logic and istinctive. Starting from these considerations, during this thesis synthetic studies for the desymmetrization of 1,2-bis(phenylsulfonyl) substituted polycyclic alkenes of peculiar bridgehead structures were developed. The phenylsulfonyl group exerts an electronic effect (-/, -M), it could promote, if desired, successive functionalizations and could be eventually removed at the end of the asymmetric synthetic sequence. A peculiar effect is exerted onto the C-C double bond, making the alkenylic function a good Michael acceptor: the enantiotopic Csp2 reacts with chiral nucleophiles, which are used in stoichiometric amount in order to define the chemical and stereochemical pathway as well as the involved reaction mechanism. Nevertheless, because, in principle, every symmetric object, can be desymmetrized, symmetric non-meso compounds as well as racemic mixtures of polycyclic alkenes has been considered. In the present thesis we have developed desymmetrization processes (kinetic resolution through an enantiotopic discrimination mechanism) operating during the transition-metal promoted cyclotrimerisation of racemic mixtures of polycyclic alkenes, occurring under total stereoelectronic control. Rare example of autocatalytic asymmetric processes has, also, been realized without the intermediancy of external chiral agents in which the stereocontrol is only due to the nature of the in situ formed chiral intermediate. The results of comparative studies concerning the resolution of a series of functionalised optically active polycyclic compounds performed by high performance liquid chromatography (HPLC) on chiral stationary phases (CSPs) are also presented, focusing on the rationalisation of those selector/selectand interactions that are responsible for the enantiomeric separation. The results of the preliminary studies about new synthetic procedures which, despite will be developed in the next future are also reported and find its foundament in the knowledge here obtained.