Transition metal assisted alkynylation and deuteration reactions

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine einfache Methode zu entwickeln, um C-1 substituierte 1,2,3,4-Tetrahydroisochinoline, ausgehend von N-substituierten 1,2,3,4-Tetrhahydroisochinolinen, mittels direkter Funktionalisierung der C-H Bindung am C-1 herzustellen. Nach erfolgreichem Schützen der N-H Gruppe, wurde mittels Kupfer-katalysierter oxidativer C-H Aktivierung eine Alkin-Funktionalität an der C-1 Position eingeführt. Um eine einfachere Reaktionsführung, vor allem für kurzkettige Alkine, zu ermöglichen, wurden Alkinsäuren verwendet, welche nach Kupfer-katalysierter Decarboxylierung und anschließender Alkinilierung an der C-1 Position der 1,2,3,4-Tetrahydroisochinoline, die gewünschten substituierten Produkte bildeten. Weiters wurde eine Methode in Wasser und mit Luftsauerstoff als Oxidationsmittel entwickelt. Das Alkin wurde anschließend mittels Kupfer-katalysierter Click-Reaktion in ein Triazol umgewandelt. Es gelang, eine One-pot Methode zur Synthese von C-1 substituierten Triazolyl-1,2,3,4-tetrahydroisochinolinen, ausgehend von N-substituierten 1,2,3,4-Tetrahydroisochinolinen, zu entwickeln. Weiters wurden zwei Methoden zur Deuterierung von elektronenreichen und elektronenarmen N-Heteroaromaten mit t-BuOD als Deuterium-Quelle und Rutheniumcarbonyl als Katalysator entwickelt. Anhand von 3 Beispielen wurde auch die Möglichkeit der Deuterierung von sp 3;-Bindungen gezeigt.

The aim of this PhD thesis was to develop a facile protocol for the synthesis of C-1 substituted 1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines starting from N-protected 1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines via direct functionalization of the C-1 C-H bond. After protection of the N-H group, an alkyne functionality was inserted in the C-1 position of the 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline by copper-catalyzed dehydrogenative cross-coupling, using various alkyne sources. For better handling, a one-pot protocol was investigated using alkynoic acids as alkyne sources, via a copper-catalyzed decarboxylation - alkynylation sequence at the C-1 position. Additionally, an alkynylation protocol in water and under air was developed. In the second step, the alkyne functionality should be transformed into other functional groups. Therefore, triazole functionalities were generated via copper-catalyzed Click reaction. Furthermore, a one-pot protocol for the synthesis of C-1-triazolyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines was developed. Moreover, two protocols for a ruthenium-catalyzed deuteration of both electron-rich and electron-poor N-heteroarenes with t-BuOD as deuterium source were developed. The batch protocol showed also to be applicable on 3 examples for the deuteration of sp 3;-bonds.