Yu Han

Dit proefschrift richt zich op de ontwikkeling van synthetische strategieën voor chirale zwavel(VI)-gebaseerde sequentie-gedefinieerde oligomeren, sequentie-gecontroleerde polymeren en kleine moleculen. Hoofdstuk 1 introduceert de belangrijkste concepten die in dit proefschrift aan bod komen en geeft een overzicht van recente ontwikkelingen op deze gebieden. Het biedt een overzicht van de algemene synthetische strategieën om toegang te krijgen tot verschillende soorten sequentie-gedefinieerde oligomeren en introduceert de SuFEx- en SuPhenEx-reacties, die hoofdzakelijk in dit proefschrift zijn toegepast. Ook de achtergrond van het ontwerp van chirale zwavel(VI)-gebaseerde Brønsted-zuren wordt kort geïntroduceerd.

In vergelijking met andere klikreacties bezitten SuFEx en de daarvan afgeleide SuPhenEx-reactie verschillende voordelen, waaronder milde reactieomstandigheden, het ontbreken van een noodzaak voor metaalkatalysatoren en een grotere structurele diversiteit. Belangrijker nog is dat ze nauwkeurige controle over chiraliteit op de S(VI) reactieve sites mogelijk maken. In de afgelopen jaren zijn chirale SuFEx-reacties uitgebreid onderzocht in zowel kleine moleculen als polymeren. Hun toepassing in sequentie-gedefinieerde oligomeren en sequentie-gecontroleerde polymeren blijft echter onderontwikkeld. In hoofdstuk 2 wordt chirale SuFEx-chemie geïntroduceerd bij de synthese van sequentie-gedefinieerde oligomeren en sequentie-gecontroleerde polymeren. Door SuFEx- en SuPhenEx-reacties te combineren, kan de configuratie van elk zwavelcentrum onafhankelijk worden geregeld langs de oligomeerketen. Met een schakelbare 'cap' kunnen deze oligomeren verder worden getransformeerd in sequentie-gecontroleerde polymeren via staart-naar-kop-type SuPhenEx-polymerisatie, wat de overdracht van chiraliteit van het oligomeerniveau naar het polymeerniveau mogelijk maakt. Vergeleken met eerder gerapporteerde polymeren die in hoofdstuk 1 worden geïntroduceerd, bereiken deze sequentie-gecontroleerde polymeren een hoger niveau van controle over zowel sequentie als chiraliteit.

Tijdens praktisch onderzoek bleek dat bij iteratieve stapsgewijze groei op basis van SuFEx-reacties de "klik"-kenmerken van de reactie aanzienlijk verminderen naarmate de lengte van de polymeerketen toeneemt. Om dit probleem aan te pakken, werd in hoofdstuk 3 een iteratieve exponentiële groeistrategie op basis van oxidatie/SuPhenEx-reacties ontwikkeld, die een efficiëntere ketenverlenging mogelijk maakt. Met behulp van deze strategie werden sequentie-gedefinieerde oligomeren tot een 20-mer verkregen terwijl de hoge reactiviteit behouden bleef. Deze aanpak vervangt SuFEx effectief in het ketenverlengingsproces en vermijdt problemen die verband houden met de hydrolyse van S-F reactieve sites en verminderde reactiviteit bij lange ketenverlenging, wat anders zou leiden tot lagere opbrengsten.

Na het vaststellen van de constructie van S(VI)-O-gekoppelde sequentie-gedefinieerde oligomeren, verschoof de focus naar de synthese van kleine moleculen die gebruikmaken van de zuurgraad op de α-positie. In hoofdstuk 4 werd een reeks diverse chirale-bij-zwavel(VI) Brønsted-zuren gesynthetiseerd, waaronder verbindingen met een enkel S(VI) stereocentrum, twee symmetrische chirale S(VI) centra en een op BINOL gebaseerde chirale architectuur. In deze structuren zijn de zure NH-sites direct verbonden met het zwavel(VI)-centrum, wat deze chirale-bij-zwavel(VI) Brønsted-zuren geschikt kan maken voor asymmetrische katalyse.

Aan het einde van het proefschrift biedt hoofdstuk 5 een algemene discussie over de synthetische strategieën die in dit werk zijn ontwikkeld, samen met een analyse van de beperkingen van de huidige methoden en de problemen die werden aangetroffen bij vroege vastefase-benaderingen. Haalbare verbeterstrategieën en toekomstperspectieven worden dienovereenkomstig voorgesteld.