<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<oai_dc:dc schemaLocation="http://www.openarchives.org/OAI/2.0/oai_dc/ http://www.openarchives.org/OAI/2.0/oai_dc.xsd">
<dc:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</dc:title>
<dc:creator>Balcells Badia, David</dc:creator>
<dc:contributor>david@klingon.es</dc:contributor>
<dc:contributor>true</dc:contributor>
<dc:contributor>Maseras Cuní, Feliu</dc:contributor>
<dc:contributor>Ujaque Pérez, Gregori</dc:contributor>
<dc:contributor>Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química</dc:contributor>
<dc:subject>Computational</dc:subject>
<dc:subject>Asymmetric</dc:subject>
<dc:subject>Sulfoxides</dc:subject>
<dc:subject>Ciències Experimentals</dc:subject>
<dc:subject>54</dc:subject>
<dc:description>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</dc:description>
<dc:description>The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</dc:description>
<dc:date>2011-04-12T14:14:17Z</dc:date>
<dc:date>2006-11-21</dc:date>
<dc:date>2006-06-29</dc:date>
<dc:date>2006-11-21</dc:date>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:identifier>846900431X</dc:identifier>
<dc:identifier>http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</dc:identifier>
<dc:identifier>http://hdl.handle.net/10803/3225</dc:identifier>
<dc:identifier>B-40218-2006</dc:identifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:format>application/pdf</dc:format>
<dc:format>application/pdf</dc:format>
<dc:publisher>Universitat Autònoma de Barcelona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
</oai_dc:dc>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<dim:dim schemaLocation="http://www.dspace.org/xmlns/dspace/dim http://www.dspace.org/schema/dim.xsd">
<dim:field element="contributor" mdschema="dc">Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="author">Balcells Badia, David</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="authoremail">david@klingon.es</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="authoremailshow">true</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="director">Maseras Cuní, Feliu</dim:field>
<dim:field element="contributor" mdschema="dc" qualifier="director">Ujaque Pérez, Gregori</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="accessioned">2011-04-12T14:14:17Z</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="available">2006-11-21</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="issued">2006-06-29</dim:field>
<dim:field element="date" mdschema="dc" qualifier="submitted">2006-11-21</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc" qualifier="isbn">846900431X</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc" qualifier="uri">http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc" qualifier="uri">http://hdl.handle.net/10803/3225</dim:field>
<dim:field element="identifier" mdschema="dc" qualifier="dl">B-40218-2006</dim:field>
<dim:field element="description" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="abstract">La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</dim:field>
<dim:field element="description" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="abstract">The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</dim:field>
<dim:field element="format" mdschema="dc" qualifier="mimetype">application/pdf</dim:field>
<dim:field element="language" mdschema="dc" qualifier="iso">eng</dim:field>
<dim:field element="publisher" mdschema="dc">Universitat Autònoma de Barcelona</dim:field>
<dim:field element="rights" mdschema="dc" qualifier="license">ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dim:field>
<dim:field element="rights" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="accessLevel">info:eu-repo/semantics/openAccess</dim:field>
<dim:field element="source" mdschema="dc">TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Computational</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Asymmetric</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc">Sulfoxides</dim:field>
<dim:field element="subject" mdschema="dc" qualifier="other">Ciències Experimentals</dim:field>
<dim:field element="subject" lang="cat" mdschema="dc" qualifier="udc">54</dim:field>
<dim:field element="title" mdschema="dc">A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</dim:field>
<dim:field element="type" mdschema="dc">info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dim:field>
<dim:field element="type" mdschema="dc">info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dim:field>
<dim:field element="local" mdschema="dc" qualifier="notes">fmaseras@iciq.es, gregori@klingon.uab.es</dim:field>
</dim:dim>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<thesis schemaLocation="http://www.ndltd.org/standards/metadata/etdms/1.0/ http://www.ndltd.org/standards/metadata/etdms/1.0/etdms.xsd">
<title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</title>
<creator>Balcells Badia, David</creator>
<contributor>david@klingon.es</contributor>
<contributor>true</contributor>
<contributor>Maseras Cuní, Feliu</contributor>
<contributor>Ujaque Pérez, Gregori</contributor>
<subject>Computational</subject>
<subject>Asymmetric</subject>
<subject>Sulfoxides</subject>
<description>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</description>
<description>The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</description>
<date>2011-04-12</date>
<date>2006-11-21</date>
<date>2006-06-29</date>
<date>2006-11-21</date>
<type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</type>
<type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</type>
<identifier>846900431X</identifier>
<identifier>http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</identifier>
<identifier>http://hdl.handle.net/10803/3225</identifier>
<identifier>B-40218-2006</identifier>
<language>eng</language>
<rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</rights>
<rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</rights>
<publisher>Universitat Autònoma de Barcelona</publisher>
<source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</source>
</thesis>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<record schemaLocation="http://www.loc.gov/MARC21/slim http://www.loc.gov/standards/marcxml/schema/MARC21slim.xsd">
<leader>00925njm 22002777a 4500</leader>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="042">
<subfield code="a">dc</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="720">
<subfield code="a">Balcells Badia, David</subfield>
<subfield code="e">author</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="260">
<subfield code="c">2006-06-29</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="520">
<subfield code="a">La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="520">
<subfield code="a">The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="8" ind2=" " tag="024">
<subfield code="a">846900431X</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="8" ind2=" " tag="024">
<subfield code="a">http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="8" ind2=" " tag="024">
<subfield code="a">http://hdl.handle.net/10803/3225</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="8" ind2=" " tag="024">
<subfield code="a">B-40218-2006</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Computational</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Asymmetric</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sulfoxides</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="0" ind2="0" tag="245">
<subfield code="a">A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</subfield>
</datafield>
</record>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<record schemaLocation="http://www.loc.gov/MARC21/slim http://www.loc.gov/standards/marcxml/schema/MARC21slim.xsd">
<leader>nam a 5i 4500</leader>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Computational</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Asymmetric</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="653">
<subfield code="a">Sulfoxides</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2="0" tag="245">
<subfield code="a">A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2="1" tag="264">
<subfield code="a">[Barcelona] :</subfield>
<subfield code="b">Universitat Autònoma de Barcelona,</subfield>
<subfield code="c">2011</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="4" ind2="0" tag="856">
<subfield code="z">Accés lliure</subfield>
<subfield code="u">http://hdl.handle.net/10803/3225</subfield>
</datafield>
<controlfield tag="007">cr |||||||||||</controlfield>
<controlfield tag="008">AAMMDDs2011 sp ||||fsm||||0|| 0 eng|c</controlfield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="020">
<subfield code="a">846900431X</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2=" " tag="100">
<subfield code="a">Balcells Badia, David,</subfield>
<subfield code="e">autor</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="502">
<subfield code="g">Tesi</subfield>
<subfield code="b">Doctorat</subfield>
<subfield code="c">Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química</subfield>
<subfield code="d">2006</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="2" ind2=" " tag="710">
<subfield code="a">Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2="4" tag="655">
<subfield code="a">Tesis i dissertacions electròniques</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2=" " tag="700">
<subfield code="a">Maseras Cuní, Feliu,</subfield>
<subfield code="e">supervisor acadèmic</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="1" ind2=" " tag="700">
<subfield code="a">Ujaque Pérez, Gregori,</subfield>
<subfield code="e">supervisor acadèmic</subfield>
</datafield>
<datafield ind1="0" ind2=" " tag="730">
<subfield code="a">TDX</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="520">
<subfield code="a">La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="998">
<subfield code="a">a</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="040">
<subfield code="a">ES-BaCBU</subfield>
<subfield code="b">cat</subfield>
<subfield code="e">rda</subfield>
<subfield code="c">ES-BaCBU</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="336">
<subfield code="a">text</subfield>
<subfield code="b">txt</subfield>
<subfield code="2">rdacontent</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="337">
<subfield code="a">informàtic</subfield>
<subfield code="b">c</subfield>
<subfield code="2">rdamedia</subfield>
</datafield>
<datafield ind1=" " ind2=" " tag="338">
<subfield code="a">recurs en línia</subfield>
<subfield code="b">cr</subfield>
<subfield code="2">rdacarrier</subfield>
</datafield>
</record>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<mets ID=" DSpace_ITEM_10803-3225" OBJID=" hdl:10803/3225" PROFILE="DSpace METS SIP Profile 1.0" TYPE="DSpace ITEM" schemaLocation="http://www.loc.gov/METS/ http://www.loc.gov/standards/mets/mets.xsd">
<metsHdr CREATEDATE="2023-01-20T04:47:46Z">
<agent ROLE="CUSTODIAN" TYPE="ORGANIZATION">
<name>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</name>
</agent>
</metsHdr>
<dmdSec ID="DMD_10803_3225">
<mdWrap MDTYPE="MODS">
<xmlData schemaLocation="http://www.loc.gov/mods/v3 http://www.loc.gov/standards/mods/v3/mods-3-1.xsd">
<mods:mods schemaLocation="http://www.loc.gov/mods/v3 http://www.loc.gov/standards/mods/v3/mods-3-1.xsd">
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">author</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>Balcells Badia, David</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">authoremail</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>david@klingon.es</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">authoremailshow</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>true</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">director</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>Maseras Cuní, Feliu</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:name>
<mods:role>
<mods:roleTerm type="text">director</mods:roleTerm>
</mods:role>
<mods:namePart>Ujaque Pérez, Gregori</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:extension>
<mods:dateAccessioned encoding="iso8601">2011-04-12T14:14:17Z</mods:dateAccessioned>
</mods:extension>
<mods:extension>
<mods:dateAvailable encoding="iso8601">2006-11-21</mods:dateAvailable>
</mods:extension>
<mods:originInfo>
<mods:dateIssued encoding="iso8601">2006-06-29</mods:dateIssued>
</mods:originInfo>
<mods:identifier type="isbn">846900431X</mods:identifier>
<mods:identifier type="uri">http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032http://hdl.handle.net/10803/3225</mods:identifier>
<mods:identifier type="dl">B-40218-2006</mods:identifier>
<mods:abstract>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</mods:abstract>
<mods:language>
<mods:languageTerm authority="rfc3066">eng</mods:languageTerm>
</mods:language>
<mods:subject>
<mods:topic>Computational</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Asymmetric</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sulfoxides</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:titleInfo>
<mods:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</mods:title>
</mods:titleInfo>
<mods:genre>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:eu-repo/semantics/publishedVersion</mods:genre>
</mods:mods>
</xmlData>
</mdWrap>
</dmdSec>
<amdSec ID="FO_10803_3225_1">
<techMD ID="TECH_O_10803_3225_1">
<mdWrap MDTYPE="PREMIS">
<xmlData schemaLocation="http://www.loc.gov/standards/premis http://www.loc.gov/standards/premis/PREMIS-v1-0.xsd">
<premis:premis>
<premis:object>
<premis:objectIdentifier>
<premis:objectIdentifierType>URL</premis:objectIdentifierType>
<premis:objectIdentifierValue>https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/1/dbb1de1.pdf</premis:objectIdentifierValue>
</premis:objectIdentifier>
<premis:objectCategory>File</premis:objectCategory>
<premis:objectCharacteristics>
<premis:fixity>
<premis:messageDigestAlgorithm>MD5</premis:messageDigestAlgorithm>
<premis:messageDigest>3d839d342fea206622a125c03ff31c33</premis:messageDigest>
</premis:fixity>
<premis:size>4372662</premis:size>
<premis:format>
<premis:formatDesignation>
<premis:formatName>application/pdf</premis:formatName>
</premis:formatDesignation>
</premis:format>
</premis:objectCharacteristics>
<premis:originalName>dbb1de1.pdf</premis:originalName>
</premis:object>
</premis:premis>
</xmlData>
</mdWrap>
</techMD>
</amdSec>
<amdSec ID="FT_10803_3225_2">
<techMD ID="TECH_T_10803_3225_2">
<mdWrap MDTYPE="PREMIS">
<xmlData schemaLocation="http://www.loc.gov/standards/premis http://www.loc.gov/standards/premis/PREMIS-v1-0.xsd">
<premis:premis>
<premis:object>
<premis:objectIdentifier>
<premis:objectIdentifierType>URL</premis:objectIdentifierType>
<premis:objectIdentifierValue>https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/2/dbb1de1.pdf.txt</premis:objectIdentifierValue>
</premis:objectIdentifier>
<premis:objectCategory>File</premis:objectCategory>
<premis:objectCharacteristics>
<premis:fixity>
<premis:messageDigestAlgorithm>MD5</premis:messageDigestAlgorithm>
<premis:messageDigest>e541607d0f9d3e447dbfa70b0d20e7ab</premis:messageDigest>
</premis:fixity>
<premis:size>220101</premis:size>
<premis:format>
<premis:formatDesignation>
<premis:formatName>text/plain</premis:formatName>
</premis:formatDesignation>
</premis:format>
</premis:objectCharacteristics>
<premis:originalName>dbb1de1.pdf.txt</premis:originalName>
</premis:object>
</premis:premis>
</xmlData>
</mdWrap>
</techMD>
</amdSec>
<fileSec>
<fileGrp USE="ORIGINAL">
<file ADMID="FO_10803_3225_1" CHECKSUM="3d839d342fea206622a125c03ff31c33" CHECKSUMTYPE="MD5" GROUPID="GROUP_BITSTREAM_10803_3225_1" ID="BITSTREAM_ORIGINAL_10803_3225_1" MIMETYPE="application/pdf" SEQ="1" SIZE="4372662">
</file>
</fileGrp>
<fileGrp USE="TEXT">
<file ADMID="FT_10803_3225_2" CHECKSUM="e541607d0f9d3e447dbfa70b0d20e7ab" CHECKSUMTYPE="MD5" GROUPID="GROUP_BITSTREAM_10803_3225_2" ID="BITSTREAM_TEXT_10803_3225_2" MIMETYPE="text/plain" SEQ="2" SIZE="220101">
</file>
</fileGrp>
</fileSec>
<structMap LABEL="DSpace Object" TYPE="LOGICAL">
<div ADMID="DMD_10803_3225" TYPE="DSpace Object Contents">
<div TYPE="DSpace BITSTREAM">
</div>
</div>
</structMap>
</mets>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<mods:mods schemaLocation="http://www.loc.gov/mods/v3 http://www.loc.gov/standards/mods/v3/mods-3-1.xsd">
<mods:name>
<mods:namePart>Balcells Badia, David</mods:namePart>
</mods:name>
<mods:extension>
<mods:dateAvailable encoding="iso8601">2011-04-12T14:14:17Z</mods:dateAvailable>
</mods:extension>
<mods:extension>
<mods:dateAccessioned encoding="iso8601">2006-11-21</mods:dateAccessioned>
</mods:extension>
<mods:originInfo>
<mods:dateIssued encoding="iso8601">2006-06-29</mods:dateIssued>
</mods:originInfo>
<mods:identifier type="isbn">846900431X</mods:identifier>
<mods:identifier type="uri">http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</mods:identifier>
<mods:identifier type="uri">http://hdl.handle.net/10803/3225</mods:identifier>
<mods:identifier type="dl">B-40218-2006</mods:identifier>
<mods:abstract>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</mods:abstract>
<mods:abstract>The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</mods:abstract>
<mods:language>
<mods:languageTerm>eng</mods:languageTerm>
</mods:language>
<mods:accessCondition type="useAndReproduction">ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</mods:accessCondition>
<mods:accessCondition type="useAndReproduction">info:eu-repo/semantics/openAccess</mods:accessCondition>
<mods:subject>
<mods:topic>Computational</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Asymmetric</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:subject>
<mods:topic>Sulfoxides</mods:topic>
</mods:subject>
<mods:titleInfo>
<mods:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</mods:title>
</mods:titleInfo>
<mods:genre>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</mods:genre>
<mods:genre>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</mods:genre>
</mods:mods>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<oaire:record schemaLocation="http://namespaceopenaire.eu/schema/oaire/">
<dc:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</dc:title>
<datacite:creator>
<datacite:creatorName>Balcells Badia, David</datacite:creatorName>
</datacite:creator>
<datacite:contributor>david@klingon.es</datacite:contributor>
<datacite:contributor>true</datacite:contributor>
<datacite:contributor>Maseras Cuní, Feliu</datacite:contributor>
<datacite:contributor>Ujaque Pérez, Gregori</datacite:contributor>
<datacite:contributor>Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química</datacite:contributor>
<dc:subject>Computational</dc:subject>
<dc:subject>Asymmetric</dc:subject>
<dc:subject>Sulfoxides</dc:subject>
<dc:subject>Ciències Experimentals</dc:subject>
<dc:subject>54</dc:subject>
<dc:description>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</dc:description>
<dc:description>The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</dc:description>
<dc:date>2011-04-12T14:14:17Z</dc:date>
<dc:date>2006-11-21</dc:date>
<dc:date>2006-06-29</dc:date>
<dc:date>2006-11-21</dc:date>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<datacite:alternateIdentifier>846900431X</datacite:alternateIdentifier>
<datacite:alternateIdentifier>http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</datacite:alternateIdentifier>
<datacite:alternateIdentifier>http://hdl.handle.net/10803/3225</datacite:alternateIdentifier>
<datacite:alternateIdentifier>B-40218-2006</datacite:alternateIdentifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:format>application/pdf</dc:format>
<dc:format>application/pdf</dc:format>
<dc:publisher>Universitat Autònoma de Barcelona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
<oaire:file>https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/1/dbb1de1.pdf</oaire:file>
</oaire:record>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<atom:entry schemaLocation="http://www.w3.org/2005/Atom http://www.kbcafe.com/rss/atom.xsd.xml">
<atom:id>http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032/ore.xml</atom:id>
<atom:published>2006-11-21</atom:published>
<atom:updated>2011-04-12T14:14:17Z</atom:updated>
<atom:source>
<atom:generator>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</atom:generator>
</atom:source>
<atom:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</atom:title>
<atom:author>
<atom:name>Balcells Badia, David</atom:name>
</atom:author>
<oreatom:triples>
<rdf:Description about="http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032/ore.xml#atom">
<dcterms:modified>2011-04-12T14:14:17Z</dcterms:modified>
</rdf:Description>
<rdf:Description about="https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/1/dbb1de1.pdf">
<dcterms:description>ORIGINAL</dcterms:description>
</rdf:Description>
<rdf:Description about="https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/2/dbb1de1.pdf.txt">
<dcterms:description>TEXT</dcterms:description>
</rdf:Description>
<rdf:Description about="https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/3/dbb1de1.pdf.xml">
<dcterms:description>MEDIA_DOCUMENT</dcterms:description>
</rdf:Description>
</oreatom:triples>
</atom:entry>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<qdc:qualifieddc schemaLocation="http://purl.org/dc/elements/1.1/ http://dublincore.org/schemas/xmls/qdc/2006/01/06/dc.xsd http://purl.org/dc/terms/ http://dublincore.org/schemas/xmls/qdc/2006/01/06/dcterms.xsd http://dspace.org/qualifieddc/ http://www.ukoln.ac.uk/metadata/dcmi/xmlschema/qualifieddc.xsd">
<dc:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</dc:title>
<dc:creator>Balcells Badia, David</dc:creator>
<dc:contributor>Maseras Cuní, Feliu</dc:contributor>
<dc:contributor>Ujaque Pérez, Gregori</dc:contributor>
<dc:subject>Computational</dc:subject>
<dc:subject>Asymmetric</dc:subject>
<dc:subject>Sulfoxides</dc:subject>
<dcterms:abstract>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</dcterms:abstract>
<dcterms:abstract>The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</dcterms:abstract>
<dcterms:dateAccepted>2006-11-21</dcterms:dateAccepted>
<dcterms:available>2006-11-21</dcterms:available>
<dcterms:created>2006-11-21</dcterms:created>
<dcterms:issued>2006-06-29</dcterms:issued>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:identifier>846900431X</dc:identifier>
<dc:identifier>http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</dc:identifier>
<dc:identifier>http://hdl.handle.net/10803/3225</dc:identifier>
<dc:identifier>B-40218-2006</dc:identifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:publisher>Universitat Autònoma de Barcelona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
</qdc:qualifieddc>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<rdf:RDF schemaLocation="http://www.openarchives.org/OAI/2.0/rdf/ http://www.openarchives.org/OAI/2.0/rdf.xsd">
<ow:Publication about="oai:www.tdx.cat:10803/3225">
<dc:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</dc:title>
<dc:creator>Balcells Badia, David</dc:creator>
<dc:contributor>david@klingon.es</dc:contributor>
<dc:contributor>true</dc:contributor>
<dc:contributor>Maseras Cuní, Feliu</dc:contributor>
<dc:contributor>Ujaque Pérez, Gregori</dc:contributor>
<dc:subject>Computational</dc:subject>
<dc:subject>Asymmetric</dc:subject>
<dc:subject>Sulfoxides</dc:subject>
<dc:description>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</dc:description>
<dc:description>The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</dc:description>
<dc:date>2011-04-12T14:14:17Z</dc:date>
<dc:date>2006-11-21</dc:date>
<dc:date>2006-06-29</dc:date>
<dc:date>2006-11-21</dc:date>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:identifier>846900431X</dc:identifier>
<dc:identifier>http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</dc:identifier>
<dc:identifier>http://hdl.handle.net/10803/3225</dc:identifier>
<dc:identifier>B-40218-2006</dc:identifier>
<dc:language>eng</dc:language>
<dc:rights>ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</dc:rights>
<dc:rights>info:eu-repo/semantics/openAccess</dc:rights>
<dc:publisher>Universitat Autònoma de Barcelona</dc:publisher>
<dc:source>TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</dc:source>
</ow:Publication>
</rdf:RDF>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<uketd_dc:uketddc schemaLocation="http://naca.central.cranfield.ac.uk/ethos-oai/2.0/ http://naca.central.cranfield.ac.uk/ethos-oai/2.0/uketd_dc.xsd">
<dc:title>A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</dc:title>
<dc:creator>Balcells Badia, David</dc:creator>
<dcterms:abstract>La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</dcterms:abstract>
<dcterms:abstract>The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</dcterms:abstract>
<uketdterms:institution>Universitat Autònoma de Barcelona</uketdterms:institution>
<dcterms:issued>2006-06-29</dcterms:issued>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</dc:type>
<dc:type>info:eu-repo/semantics/publishedVersion</dc:type>
<dc:language type="dcterms:ISO639-2">eng</dc:language>
<dcterms:isReferencedBy>http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</dcterms:isReferencedBy>
<dcterms:isReferencedBy>http://hdl.handle.net/10803/3225</dcterms:isReferencedBy>
<dc:identifier type="dcterms:URI">https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/1/dbb1de1.pdf</dc:identifier>
<uketdterms:checksum type="uketdterms:MD5">3d839d342fea206622a125c03ff31c33</uketdterms:checksum>
<dcterms:hasFormat>https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/2/dbb1de1.pdf.txt</dcterms:hasFormat>
<uketdterms:checksum type="uketdterms:MD5">e541607d0f9d3e447dbfa70b0d20e7ab</uketdterms:checksum>
<dc:subject>Computational</dc:subject>
<dc:subject>Asymmetric</dc:subject>
<dc:subject>Sulfoxides</dc:subject>
<dc:subject>Ciències Experimentals</dc:subject>
<dc:identifier>846900431X</dc:identifier>
</uketd_dc:uketddc>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<metadata schemaLocation="http://www.lyncode.com/xoai http://www.lyncode.com/xsd/xoai.xsd">
<element name="dc">
<element name="contributor">
<element name="none">
<field name="value">Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química</field>
</element>
<element name="author">
<element name="none">
<field name="value">Balcells Badia, David</field>
</element>
</element>
<element name="authoremail">
<element name="none">
<field name="value">david@klingon.es</field>
</element>
</element>
<element name="authoremailshow">
<element name="none">
<field name="value">true</field>
</element>
</element>
<element name="director">
<element name="none">
<field name="value">Maseras Cuní, Feliu</field>
<field name="value">Ujaque Pérez, Gregori</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="date">
<element name="accessioned">
<element name="none">
<field name="value">2011-04-12T14:14:17Z</field>
</element>
</element>
<element name="available">
<element name="none">
<field name="value">2006-11-21</field>
</element>
</element>
<element name="issued">
<element name="none">
<field name="value">2006-06-29</field>
</element>
</element>
<element name="submitted">
<element name="none">
<field name="value">2006-11-21</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="identifier">
<element name="isbn">
<element name="none">
<field name="value">846900431X</field>
</element>
</element>
<element name="uri">
<element name="none">
<field name="value">http://www.tdx.cat/TDX-1121106-124032</field>
<field name="value">http://hdl.handle.net/10803/3225</field>
</element>
</element>
<element name="dl">
<element name="none">
<field name="value">B-40218-2006</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="description">
<element name="abstract">
<element name="cat">
<field name="value">La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat.</field>
<field name="value">The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="format">
<element name="mimetype">
<element name="none">
<field name="value">application/pdf</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="language">
<element name="iso">
<element name="none">
<field name="value">eng</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="publisher">
<element name="none">
<field name="value">Universitat Autònoma de Barcelona</field>
</element>
</element>
<element name="rights">
<element name="license">
<element name="none">
<field name="value">ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.</field>
</element>
</element>
<element name="accessLevel">
<element name="cat">
<field name="value">info:eu-repo/semantics/openAccess</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="source">
<element name="none">
<field name="value">TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</field>
</element>
</element>
<element name="subject">
<element name="none">
<field name="value">Computational</field>
<field name="value">Asymmetric</field>
<field name="value">Sulfoxides</field>
</element>
<element name="other">
<element name="none">
<field name="value">Ciències Experimentals</field>
</element>
</element>
<element name="udc">
<element name="cat">
<field name="value">54</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="title">
<element name="none">
<field name="value">A Computational Approach to the Synthesis of Chiral Sulfoxides</field>
</element>
</element>
<element name="type">
<element name="none">
<field name="value">info:eu-repo/semantics/doctoralThesis</field>
<field name="value">info:eu-repo/semantics/publishedVersion</field>
</element>
</element>
<element name="local">
<element name="notes">
<element name="none">
<field name="value">fmaseras@iciq.es, gregori@klingon.uab.es</field>
</element>
</element>
</element>
</element>
<element name="bundles">
<element name="bundle">
<field name="name">ORIGINAL</field>
<element name="bitstreams">
<element name="bitstream">
<field name="name">dbb1de1.pdf</field>
<field name="format">application/pdf</field>
<field name="size">4372662</field>
<field name="url">https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/1/dbb1de1.pdf</field>
<field name="checksum">3d839d342fea206622a125c03ff31c33</field>
<field name="checksumAlgorithm">MD5</field>
<field name="sid">1</field>
<field name="drm">open access</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="bundle">
<field name="name">TEXT</field>
<element name="bitstreams">
<element name="bitstream">
<field name="name">dbb1de1.pdf.txt</field>
<field name="originalName">dbb1de1.pdf.txt</field>
<field name="description">Extracted Text</field>
<field name="format">text/plain</field>
<field name="size">220101</field>
<field name="url">https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/2/dbb1de1.pdf.txt</field>
<field name="checksum">e541607d0f9d3e447dbfa70b0d20e7ab</field>
<field name="checksumAlgorithm">MD5</field>
<field name="sid">2</field>
<field name="drm">open access</field>
</element>
</element>
</element>
<element name="bundle">
<field name="name">MEDIA_DOCUMENT</field>
<element name="bitstreams">
<element name="bitstream">
<field name="name">dbb1de1.pdf.xml</field>
<field name="originalName">dbb1de1.pdf.xml</field>
<field name="description">Document Consulta</field>
<field name="format">text/xml</field>
<field name="size">105</field>
<field name="url">https://www.tdx.cat/bitstream/10803/3225/3/dbb1de1.pdf.xml</field>
<field name="checksum">90117e67bc622d2bf24c42ce34a2b33e</field>
<field name="checksumAlgorithm">MD5</field>
<field name="sid">3</field>
<field name="drm">open access</field>
</element>
</element>
</element>
</element>
<element name="others">
<field name="handle">10803/3225</field>
<field name="identifier">oai:www.tdx.cat:10803/3225</field>
<field name="lastModifyDate">2017-09-23 21:31:08.078</field>
<field name="drm">open access</field>
</element>
<element name="repository">
<field name="name">TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)</field>
<field name="mail">pir@csuc.cat</field>
</element>
</metadata>