Light-Driven Birch Reduction Catalyzed by a New Organic Photoreductant

La riduzione di Birch consente di trasformare semplici molecole aromatiche planari in strutture tridimensionali parzialmente saturate, utili per la chimica farmaceutica poiché hanno maggiore probabilità di interagire selettivamente con target proteici. Tradizionalmente, la riduzione avviene ad opera di un metallo alcalino disciolto in ammoniaca liquida - procedura non sostenibile dal punto di vista ambientale che richiede temperature criogeniche. Per superare tali problematiche sono state sviluppate metodologie alternative: le più promettenti si basano su approcci meccanochimici, elettrochimici, e fotocatalitici. Tuttavia, i metodi moderni restano limitati in efficienza e tolleranza verso gruppi funzionali. In particolare, risulta difficile l’attivazione fotocatalitica di areni elettron-ricchi, aventi energie di riduzione altamente negative (Ered<−3.0 V vs SCE). In questa tesi viene presentata una nuova metodologia fotocatalitica per effettuare la riduzione di Birch su composti elettron-ricchi in condizioni blande, con buona tolleranza di gruppi funzionali. In base ai nostri studi precedenti, che avevano portato allo sviluppo del versatile fotocatalizzatore organico riducente C1 (Ered = −3.38 V vs SCE), abbiamo progettato e ottimizzato un nuovo indolo tiolato che promuovesse la riduzione di Birch in modo efficiente e selettivo. La metodologia sviluppata è stata applicata a substrati elettron-ricchi, inclusi derivati farmaceutici, dimostrando tolleranza verso vari gruppi funzionali. Sui prodotti ridotti contenenti catene alcoliche è stata realizzata una spirociclizzazione, delineando una strategia sintetica efficace per ottenere composti spirociclici strutturalmente complessi. Per svolgere la ciclizzazione direttamente dopo la riduzione è stato sufficiente eliminare, per filtrazione, la base inorganica ed evaporare il solvente, senza purificare i composti intermedi, ottenendo cicloesadieni β,γ-insaturi funzionalizzati con anelli a cinque termini eterei o acetalici.