Dottorato in SCIENZE CHIMICHE

Titolo della tesi: Advances in Asymmetric Synthesis: From Organocatalysis to Photocatalytic Strategies and Total Synthesis

Questo lavoro di ricerca descrive lo sviluppo di una strategia metodologica unificata per la sintesi asimmetrica, fondata sulla sinergia tra organocatalisi, fotocatalisi mediata da carbon dots e progettazione razionale di sintesi totale. L’obiettivo è stato quello di elaborare percorsi sintetici sostenibili, stereoselettivi e scalabili per la costruzione di architetture organiche complesse. Nella prima parte è stata affrontata l’attivazione organocatalitica di substrati fluorurati, una sfida di grande rilevanza sintetica a causa della forza del legame C–F e della bassa nucleofilicità del fluoruro. Attraverso un controllo preciso dell’ambiente catalitico e l’impiego di basi di Lewis organiche, è stato possibile ottenere trasformazioni ad alta selettività, dimostrando l’efficacia di approcci metal-free nel promuovere reazioni enantioselettive su sistemi chimicamente difficili. Parallelamente, è stata sviluppata una metodologia di fotocatalisi basata su carbon dots, che rappresenta un’alternativa sostenibile ed efficiente per processi redox e reazioni asimmetriche sotto luce visibile. I carbon dots, facilmente sintetizzabili e funzionalizzabili, hanno mostrato eccellenti proprietà catalitiche, consentendo di raggiungere alte rese e notevoli gradi di enantioselettività in condizioni sperimentalmente semplici e compatibili con la chimica verde. La parte conclusiva del lavoro è dedicata alla sintesi totale convergente del (–)-parthenolide, scelta come caso modello per verificare la validità e la coerenza dell’approccio proposto. La sequenza sintetica comprende passaggi chiave quali Horner–Wadsworth–Emmons, addizione di Michael e iodolattoneizzazione, reazione cruciale per la definizione della diastereochimica dell’anello lattone e per l’introduzione controllata di gruppi funzionali strategici. Gli studi di ottimizzazione hanno evidenziato un chiaro controllo tra i regimi cinetico e termodinamico, con la possibilità di modulare il rapporto diastereomerico attraverso la scelta del solvente e delle condizioni operative. Nel complesso, la ricerca dimostra come la combinazione di organocatalisi, fotocatalisi e sintesi totale asimmetrica possa costituire una strategia sintetica coerente e innovativa, capace di coniugare sostenibilità, efficienza e controllo stereochimico nella realizzazione di molecole complesse e potenzialmente bioattive.