Strategies in Photocatalysis for the Synthesis of Non-Canonical Amino Acids
Tid: To 2025-12-11 kl 10.00
Plats: F3, Lindstedtvägen 26
Språk: Engelska
Ämnesområde: Kemi
Respondent: Gregory R. Alvey , Organisk kemi
Opponent: Professor David J. Procter, University of Manchester, United Kingdom
Handledare: Associate professor Markus D. Kärkäs, Organisk kemi; Professor Peter Dinér, Organisk kemi; Associate Professor Helena Lundberg, Organisk kemi; Assistant Professor Fredrik Schaufelberger, Organisk kemi
QC 2025-11-17
Embargo t.o.m. 2026-12-11 godkänt av skolchef Amelie Eriksson Karlström via e-post 2025-11-16.
Abstract
Fotokatalys med synligt ljus har revolutionerat den syntetiska kemin genom att möjliggöra genereringen av reaktiva radikalintermediärer under milda betingelser. Tillämpningen av denna strategi för stereoselektiv syntes av icke-kanoniska aminosyror är dock fortfarande begränsad, främst på grund av svårigheten att kontrollera intermediärer med oparade elektroner. Denna avhandling undersöker fotokatalys som en generell plattform för konstruktion av stereoanrikade icke-kanoniska aminosyror genom utvecklingen av nya radikalprekursorer, aktiveringsmoder och kopplingsstrategier.
Fyra kompletterande metoder har utvecklats för att erhålla α-aminosyraderivat från olika utgångsmaterial. Deoxygenerande C–O bindningsaktivering av oxalater härledda från alkoholer gav en modulär ingång till alkylradikaler, medan α-amino-C–H funktionalisering via akridiniumbaserad en-elektronöverföring eller volfram-medierad väteatomöverföring genererade α-aminoradikaler. En redox-neutral reaktionsväg etablerades för tioeteraktivering, vilket möjliggjorde bildning av α-tioalkylradikaler direkt från sulfider, och energiöverföringskatalys tillämpades på oximestrar för att framställa kvaternära α,α-disubstituerade aminosyror via radikal-radikalkoppling.
Mekanistiska studier, inklusive quenchningsförsök, cyklisk voltammetri och beräkningskemi, belyste mekanismerna för radikalbildning och efterföljande reaktioner i dessa system. Sammantaget visar resultaten att fotokatalys med synligt ljus kan förena en-elektronöverföring, proton-kopplad elektronöverföring och energiöverföringsprocesser i en sammanhängande strategi för syntes av aminosyror. De utvecklade metoderna utvidgar inte bara den syntetiska repertoaren inom radikalkemin, utan etablerar också nya mekanistiska paradigm för stereokontrollerad bildning av C–C bindningar under fotokemiska betingelser.