Exploring Gas-Based and Photocatalytic Methods for Sustainable Synthesis of Pharmaceutical Relevance Compounds

Questa ricerca di dottorato esplora metodologie innovative per la sintesi sostenibile di composti di rilevanza farmaceutica, concentrandosi sull'integrazione di approcci basati su gas e fotocatalisi per migliorare le applicazioni sostenibili nella sintesi di farmaci. Il Capitolo 2 descrive lo sviluppo di un metodo di carbonilazione catalizzato da palladio per la sintesi di γ-lattami α,β-insaturi. Questo metodo opera tramite un processo di carbonilazione non ossidativa con alta regioselettività, sfruttando semplici uree propargiliche per ottenere la formazione di γ-lattami in modo efficiente, senza la necessità di leganti o agenti ossidanti. Lo studio dimostra la semplicità operativa e l'elevata selettività e resa della sintesi, rendendola un approccio promettente per la produzione di lattami biologicamente e sinteticamente significativi. A questo proposito, i composti sono stati ulteriormente testati per diverse post-funzionalizzazioni in ambito fotocatalitico tramite HAT, in ambito di coupling peptidico e come attività biologica contro HIV. Il Capitolo 3 analizza l'uso dell'anidride carbonica supercritica (scCO₂) nella sintesi peptidica. Questo capitolo esplora i vantaggi di scCO₂ come solvente ecologico, evidenziando il suo potenziale per sostituire i solventi organici tradizionali, ridurre i rifiuti e fornire percorsi di reazione efficienti in condizioni blande. I risultati supportano la fattibilità dell'uso di scCO₂ nelle reazioni di coupling peptidico, aprendo la strada verso la sua applicazione in protocolli di sintesi eco-sostenibili. Il Capitolo 4 si concentra su una nuova tecnica di cross-electrophile coupling fotocatalitico che consente l'omologazione C1 e l'alchilazione di acidi carbossilici con aldeidi. Questo metodo supera i limiti delle reazioni convenzionali catalizzate da metalli, raggiungendo una vasta tolleranza di gruppi funzionali ed una elevata complessità molecolare, presentando un'alternativa accessibile, scalabile e sostenibile per le industrie farmaceutiche e chimiche. L’applicazione di tale metodologia su sequenze peptidiche in SPPS ne ha rappresentato l’applicazione più rilevante. In sintesi, questa tesi contribuisce al campo della sintesi organica sostenibile fornendo metodologie robuste che rispondono alle crescenti esigenze di sostenibilità e riduzione del consumo di risorse. Le potenziali applicazioni dei composti sintetizzati nella ricerca farmaceutica evidenziano l'impatto più ampio di questo lavoro sullo sviluppo di farmaci rispettosi dell'ambiente.