Addizioni di Michael enantioselettive catalizzate da gel di alginati

Asymmetric synthesis based on metal- and organo-catalysts typically exploits low-molecular-weight chiral compounds as enantioinducing elements. However, evoking enzymatic catalysis, examples of enantioselective catalysis using natural ( ds-DNA) and synthetic ( chiral organic frameworks) chiral species are emerging. In this thesis, I have studied the possibility to use metal alginate gel beads as heterogeneous catalysts for the addition of dicarbonyl compounds to nitroalkenes. The products, precursors of important γ-amino acids, are obtained in moderate to good yields and with promising enantioselectivities (up to 50%). This work extends previous results within the research group, where alginates have been used in a mechanistically distinct reaction. It further demonstrates the potential of alginates, biopolymers derived from brown algae, in catalysis, thanks to their versatility and tendency to form stable gels in the presence of divalent metal ions. La catalisi asimmetrica con metalli e l’organocatalisi si basano generalmente su composti chirali a basso peso molecolare come specie responsabili dell’enantioinduzione. Tuttavia, stanno emergendo esempi di macromolecole intrinsecamente chirali come catalizzatori enantioselettivi, sia di origine naturale (ds-DNA), che sintetica (framework organici chirali). In questo contesto, questa tesi ha studiato l'utilizzo di sfere di gel di alginato metallico come catalizzatori eterogenei per l'addizione di composti dicarbonilici a nitroalcheni, ottenendo rese da moderate a buone ed enantioselettività promettenti (fino al 50%). In questa reazione, l'induzione enantiomerica è data dall’alginato, ed è resa possibile dalla versatilità di questi polisaccaridi, una famiglia di biopolimeri derivati dalle alghe brune. In presenza di metalli divalenti, tra cui bario, calcio e stronzio, gli alginati formano gel con proprietà interessanti per la catalisi eterogenea, come un'ampia superficie specifica e stabilità in diversi mezzi.