Learning Centre

Substrate Controlled Synthesis of 1,2-Amino Alcohols

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Koskinen, Ari, Prof., Aalto University, Department of Chemistry, Finland
dc.contributor.author Karjalainen, Oskari
dc.date.accessioned 2013-11-07T10:01:18Z
dc.date.available 2013-11-07T10:01:18Z
dc.date.issued 2013
dc.identifier.isbn 978-952-60-5370-7 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-5369-1 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/11280
dc.description.abstract 1,2-Amino alcohols are a very common structural motif in a range of natural products. These 1,2-amino alcohol containing compounds range from important physiological constituents of human body, like the hormone epinephrine and the amino acid serine, to peculiar secondary metabolites, like amaminol and calyculin, encountered in deep sea creatures. Consequently these molecules display a range of interesting biological responses. This fact has spawned plethora of pharmaceuticals sporting the said moiety intended for treating conditions from asthma to HIV. Given the importance of the 1,2-amino alcohol motif the synthetic methods to access them are well developed. This thesis aims to give an overview of possible synthetic strategies in the context of substrate controlled, eg. diastereoselective, synthesis with the emphasis on amino acid derived starting materials. In substrate controlled synthesis the fate of the forming stereocenters is controlled by the existing stereocenters in the molecule as opposed to enantioselective synthesis where chiral information is brought to achiral substrate by the action of an external source of chirality such as chiral catalyst. These strategies include additions to reagents to amino acid derived aldehydes, additions to amino acid derived ketones and oxidation of allyl amine. The total syntheses of 1-deoxyaltronojirimycin and trans-3- hydroxypipecolic acid described here demonstrate the first strategy. It is also important to open up hitherto inaccessible portions of chemical space, that is develop new synthetic methods to hard-to-prepare compounds. Described herein is the synthesis of pentasubstituted 3-oxo-pyrrolidines via a palladium catalyzed diastereoselective allylative formal 5-endo-trig heterocyclization of in situ generated enones. The pyrrolidinones could also be further reduced in situ to the corresponding 1,2-amino alcohols or reacted with organometallic reagents to obtain pyrrolidinols with two consecutive quaternary stereocenters. These demonstrate the second strategy. The cyclization mechanism was shown to be complex and not to conform to any known reaction mechanism. The cursory mechanistic studies in this thesis suggest an interrupted Nazarov reaction to be the most likely reaction mode. Amine additives were shown to affect the reaction mechanism in peculiar way and a plausible mechanistic proposal to account for their effect is given. en
dc.description.abstract 1,2-Aminoalkoholit ovat erittäin yleinen rakenneosa, joka löytyy monenlaisista luonnonaineista aina ihmisen elintoiminnoille tärkeistä yhdisteisä kuten hormoni epinefriini tai aminohappo seriini, erikoisiin syvänmeren eliöissä esiintyviin aineenvaihduntatuotteisiin kuten amaminoli tai calyculiini. Täten ei ole ihme, että tämän yhdisteluokan molekyyleilla esiintyy monenlaisia biologisia vasteita, joita on hyödynnetty monissa lääkeaineissa aina astman hoidosta HI-virusta vastaan taisteluun. 1,2-Aminoalkoholiosasen tärkeydestä johtuen synteesitekniikat sen valmistamiseksi ovat pitkälle kehittyneitä. Yhtenä tämän väitöskirjan tavoitteista on antaa yleiskuva 1,2- aminoalkoholien synteesistrategioista diastereoselektiivisen synteesin puitteissa keskittyen erityisesti aminohapoista johdettuihin lähtöaineisiin. Diastereoselektiivisessa eli substraattikontrolloidussa synteesissä molekyylissa jo olevia stereokeskuksia käytetään ohjaamaan syntyvien stereokeskuksien stereokemiaa. Enantioselektiivisessa synteesissä taas kiraalinen informaatio tuodaan jostain erillisestä lähteestä kuten katalyytista akiraaliseen substraattiin. Väitöskirjassa käsitellyt strategiat ovat additiot aminohapoista johdettuihin aldehydeihin, additiot aminohapoista johdettuihin ketoneihin sekä allyyliamiinien hapetus. Näistä ensimmäistä strategiaa edustavat väitöskirjassa esitetyt 1-deoksialtronojirimysiinin ja 3-hydroksipipekolihapon kokonaissynteesit. Tässä väitöskirjassa esitetään in situ muodostettujen enonien palladiumkatalysoitu diastereoselektiivinen allyloiva 5-endo-trig hetorosyklisointi joka johtaa pentasubstituoituihin 3-okso-pyrrolidiineihin. Pyrrolidinonit voitiin edelleen pelkistää in situ vastaaviksi 1,2- aminoalkoholeiksi tai antaa reagoida organometallireagenssien kanssa, jolloin syntyi kaksi peräkkäistä stereokeskusta omaavia pyrrolidinoleja. Tämä menetelmä edustaa toista väitöskirjassa käsiteltyä synteesistrategiaa. Syklisointimekanismin näytettiin olevan monimutkainen ja ennennäkemätön. Alustavien mekanististen tutkimusten perusteella eräänlainen keskeytetty Nazarov-reaktio vastaa parhaiten kokeellista dataa. Amiinilisäaineiden osoitettiin vaikuttavan reaktiomekanismiin erikoisella tavalla ja mahdollinen reaktiomekanismi, joka selittää tämän vaikutuksen on esitetty. fi
dc.format.extent 83 + app. 77
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 159/2013
dc.relation.haspart [Publication 1]: Karjalainen, O. K.; Koskinen, A. M. P. Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 4321-4326.
dc.relation.haspart [Publication 2]: Karjalainen, O. K.; Koskinen, A. M. P. Org. Biomol. Chem. 2011, 9, 1231-1236.
dc.relation.haspart [Publication 3]: Karjalainen, O. K.; Koskinen, A. M. P. Synlett 2013, Submitted manuscript.
dc.relation.haspart [Publication 4]: Karjalainen, O. K.; Nieger, M.; Koskinen, A. M. P. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2551-2554.
dc.subject.other Chemistry en
dc.title Substrate Controlled Synthesis of 1,2-Amino Alcohols en
dc.title Substraattiohjattu 1,2-aminoalkoholien synteesi fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Chemical Technology en
dc.contributor.department Kemian laitos fi
dc.contributor.department Department of Chemistry en
dc.subject.keyword amino alcohols en
dc.subject.keyword amino acids en
dc.subject.keyword palladium catalysis en
dc.subject.keyword diastereoselective synthesis en
dc.subject.keyword total synthesis en
dc.subject.keyword aminoalkoholit fi
dc.subject.keyword aminohapot fi
dc.subject.keyword palladiumkatalyysi fi
dc.subject.keyword diastereoselektiivinen syntheesi fi
dc.subject.keyword kokonaissynteesi fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-5370-7
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Koskinen, Ari, Prof., Aalto University, Department of Chemistry, Finland
dc.opn Christmann, Mathias, Prof., Freie Universität Berlin, Institute of Chemistry and Biochemistry, Germany
dc.contributor.lab Koskinen Research Group en
dc.rev Tius, Marcus A., Prof., University of Hawaii at Manoa, Department of Chemistry, United States
dc.rev Somfai, Peter, Prof., Lund University, Sweden
dc.date.defence 2013-11-16


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse