Sử Dụng Ketoxime Ester Làm Nguyên Liệu Để Tổng Hợp β-Ketosulfone và Furocoumarin

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật hóa học utilization of ketoxime esters as building blocks for the sythesis of b, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Tô Anh Tường
• Người hướng dẫn: GS. TS. Phan Thanh Sơn Nam
• Trường học: Bach Khoa University
• Chuyên ngành: Chemical Engineering
• Đề tài: Sử Dụng Ketoxime Ester Trong Tổng Hợp β-Ketosulfone Và Furocoumarin
• Loại tài liệu: master thesis
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Tóm tắt

I. Tổng Quan Khám Phá Tiềm Năng Của Ketoxime Ester 55 ký tự

Ketoxime ester, một dẫn xuất oxime, đã thu hút sự chú ý đáng kể trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ hiện đại. Chúng đóng vai trò là các nguyên liệu xây dựng linh hoạt nhờ khả năng tham gia vào nhiều loại phản ứng hóa học, đặc biệt là dưới sự xúc tác của các kim loại chuyển tiếp như đồng (Cu). Ứng dụng ban đầu của oxime có từ thế kỷ 19, nổi tiếng với các phản ứng như Beckmann rearrangement và Semmler–Wolff reaction. Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, ketoxime ester đã mở ra những chân trời mới, đặc biệt trong việc tạo ra các dị vòng chứa nitơ. Điểm mấu chốt nằm ở sự hình thành các gốc imino hoạt tính cao thông qua quá trình oxy hóa đơn điện tử, mở đường cho các phản ứng đa dạng. Sự linh hoạt của ketoxime ester xuất phát từ liên kết N-O yếu của chúng, với năng lượng thấp hơn đáng kể so với các liên kết σC–X khác. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt liên kết N-O, khởi đầu cho nhiều biến đổi hóa học. Tài liệu nghiên cứu cho thấy hiệu quả cao trong điều kiện phản ứng nhẹ nhàng và khả năng tương thích với nhiều nhóm chức.

1.1. Lịch Sử Phát Triển và Ứng Dụng của Ketoxime

Oxime, đặc biệt là O-acyl oxime (Ketoxime ester), đã trở nên phổ biến và được áp dụng rộng rãi như là các khối xây dựng linh hoạt dưới nhiều loại xúc tác kim loại chuyển tiếp (Pd, Cu, Rh, Ru,...). Chúng đặc biệt quan trọng trong việc xây dựng các dị vòng chứa nitơ cũng như các nhóm chức chứa nitơ. Từ đó, thúc đẩy sự phát triển của hóa học hữu cơ.

1.2. Cơ Chế Phản Ứng và Hoạt Hóa Liên Kết N O của Ketoxime Ester

Trong cơ chế phản ứng, các gốc imino hoạt tính cao được tạo ra thông qua quá trình oxy hóa đơn điện tử của một kim loại chuyển tiếp với liên kết N-O σ. Sự cộng oxy hóa của một kim loại hóa trị thấp với liên kết N-O σ tạo ra các phức imino-kim loại cũng là một con đường được đề xuất để hoạt hóa ketoxime ester. Các chất trung gian phản ứng này có thể được sử dụng thêm để tổng hợp nhiều sản phẩm có giá trị.

II. Thách Thức và Giải Pháp Sử Dụng Ketoxime Ester Hiệu Quả 59 ký tự

Mặc dù có tiềm năng lớn, việc sử dụng ketoxime ester trong tổng hợp hữu cơ cũng đặt ra những thách thức nhất định. Các phản ứng C–H trực tiếp đòi hỏi chất xúc tác kim loại chuyển tiếp đắt tiền và độc hại, cũng như lượng chất oxy hóa tương đương. Giải pháp là thay thế các chất oxy hóa này bằng các chất oxy hóa thân thiện với môi trường như O2 hoặc chất oxy hóa nội tại. Hơn nữa, việc tối ưu hóa hiệu suất phản ứng và tính chọn lọc là rất quan trọng để đảm bảo các sản phẩm mong muốn được tạo ra với số lượng lớn và độ tinh khiết cao. Nghiên cứu gần đây tập trung vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường, sử dụng chất xúc tác có sẵn và điều kiện phản ứng nhẹ nhàng.

2.1. Vấn Đề về Chất Xúc Tác và Chất Oxy Hóa Truyền Thống

Chất xúc tác kim loại chuyển tiếp đắt tiền và độc hại, cũng như số lượng chất oxy hóa cần thiết theo tỷ lệ đo lường, đang là một thách thức lớn. Việc thay thế chúng bằng các chất oxy hóa thân thiện với môi trường (O2) hoặc chất oxy hóa nội tại đang được nghiên cứu để khắc phục những hạn chế này. Việc sử dụng oxime có thể vừa là chất phản ứng vừa là chất oxy hóa.

2.2. Tối Ưu Hóa Hiệu Suất Phản Ứng và Tính Chọn Lọc trong Tổng Hợp

Một vấn đề quan trọng khác là tối ưu hóa hiệu suất phản ứng và tính chọn lọc để đảm bảo các sản phẩm mong muốn được tạo ra với số lượng lớn và độ tinh khiết cao. Cần phát triển các phương pháp tổng hợp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Điều này liên quan đến việc điều chỉnh các điều kiện phản ứng và sử dụng các chất xúc tác có sẵn để đạt được kết quả tối ưu.

III. Phương Pháp Mới Tổng Hợp β Ketosulfone Từ Ketoxime Ester 59 ký tự

Một lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn là tổng hợp β-ketosulfone từ ketoxime ester. Các β-ketosulfone là các phân tử hữu cơ quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong hóa học và dược phẩm. Phương pháp truyền thống thường đòi hỏi nhiều bước và điều kiện khắc nghiệt. Tuy nhiên, việc sử dụng ketoxime ester làm nguyên liệu ban đầu mở ra con đường tổng hợp hiệu quả hơn. Các nhà nghiên cứu đã phát triển các giao thức mới dựa trên phản ứng ghép đôi oxy hóa của ketoxime ester với sulfinate, tiếp theo là thủy phân để thu được β-ketosulfone. Các chất xúc tác như MOF Cu2(OBA)2BPY đã cho thấy hoạt tính xúc tác cao và khả năng tái sử dụng nhiều lần, mang lại một lựa chọn bền vững và kinh tế. Nghiên cứu nhấn mạnh tiềm năng của ketoxime ester trong việc tạo ra các β-ketosulfone phức tạp một cách hiệu quả và có tính chọn lọc cao.

3.1. Phản Ứng Ghép Đôi Oxy Hóa và Thủy Phân

Các nhà nghiên cứu đã phát triển các giao thức mới dựa trên phản ứng ghép đôi oxy hóa của ketoxime ester với sulfinate, tiếp theo là thủy phân để thu được β-ketosulfone. Các giao thức này cung cấp một phương pháp hiệu quả và có tính chọn lọc cao để tạo ra các phân tử hữu cơ quan trọng này.

3.2. Vai Trò của Chất Xúc Tác MOF Cu2 OBA 2BPY

Các chất xúc tác như MOF Cu2(OBA)2BPY đã cho thấy hoạt tính xúc tác cao và khả năng tái sử dụng nhiều lần, mang lại một lựa chọn bền vững và kinh tế. MOF Cu2(OBA)2BPY là một metal-organic framework có cấu trúc đặc biệt, mang lại hiệu quả xúc tác cao.

IV. Tiếp Cận Mới Tổng Hợp Furocoumarin Từ Ketoxime Ester 58 ký tự

Một ứng dụng khác đầy hứa hẹn của ketoxime ester là trong tổng hợp furocoumarin. Furocoumarin là một lớp các hợp chất dị vòng tự nhiên quan trọng với nhiều hoạt tính sinh học. Các phương pháp tổng hợp truyền thống thường gặp khó khăn do các bước phản ứng phức tạp và hiệu suất thấp. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây đã khám phá ra một con đường mới sử dụng ketoxime ester và chất xúc tác đồng để tạo thành liên kết Cα-O trực tiếp, tiếp theo là phản ứng đóng vòng để thu được furocoumarin. Phương pháp này mang lại nhiều lợi thế, bao gồm việc sử dụng các vật liệu có sẵn và chất xúc tác CuBr2 rẻ tiền, đồng thời giải quyết các vấn đề của các phương pháp trước đây. Giao thức mới cho phép tổng hợp một loạt các khung bicyclic với hiệu suất tốt, mở ra các cơ hội mới cho việc phát triển các ứng dụng dược phẩm.

4.1. Lợi Ích Của Phản Ứng Tạo Liên Kết Cα O Trực Tiếp

Con đường mới sử dụng ketoxime ester và chất xúc tác đồng để tạo thành liên kết Cα-O trực tiếp, tiếp theo là phản ứng đóng vòng để thu được furocoumarin. Cách tiếp cận này mang lại nhiều lợi thế so với các phương pháp truyền thống.

4.2. Ưu Điểm của Chất Xúc Tác CuBr2 Giá Rẻ

Phương pháp mới sử dụng các vật liệu có sẵn và chất xúc tác CuBr2 rẻ tiền, đồng thời giải quyết các vấn đề của các phương pháp trước đây. Điều này làm cho quá trình tổng hợp trở nên kinh tế và dễ tiếp cận hơn.

V. Nghiên Cứu Điển Hình Xúc Tác MOF Cho Tổng Hợp β Ketosulfone 57 ký tự

Trong nghiên cứu cụ thể này, MOF Cu2(OBA)2BPY đã được tổng hợp thành công và sử dụng làm chất xúc tác dị thể hiệu quả cho phản ứng ghép đôi oxy hóa của ketoxime ester để tạo thành β-sulfonylvinylamine, sau đó được thủy phân để thu được β-ketosulfone. MOF Cu2(OBA)2BPY cho thấy hoạt tính xúc tác cao và có thể được tái sử dụng nhiều lần mà không bị suy giảm đáng kể hiệu suất xúc tác. Nghiên cứu này cung cấp một ví dụ điển hình về sự kết hợp đầy hứa hẹn giữa MOF dựa trên đồng làm chất xúc tác dị thể và ketoxime ester hoạt tính. Phân tích FT-IR và XRD xác nhận tính toàn vẹn cấu trúc của chất xúc tác sau khi sử dụng lại.

5.1. Kết Quả và Đánh Giá Hoạt Tính Xúc Tác của Cu2 OBA 2BPY

Cu2(OBA)2BPY MOF đã được tổng hợp thành công và được sử dụng làm chất xúc tác dị thể hiệu quả cho quá trình ghép cặp oxy hóa ketoxime ester để tạo thành β-sulfonylvinylamine, sau đó được thủy phân để thu được β-ketosulfone. Quan trọng nhất là MOF Cu2(OBA)2BPY cho thấy hoạt tính xúc tác cao và có thể được tái sử dụng nhiều lần mà không bị suy giảm đáng kể hiệu suất xúc tác.

5.2. Kiểm Tra Rò Rỉ và Tái Sử Dụng Chất Xúc Tác

Nghiên cứu này cung cấp một ví dụ điển hình về sự kết hợp đầy hứa hẹn giữa MOF dựa trên đồng làm chất xúc tác dị thể và ketoxime ester hoạt tính. Kiểm tra rò rỉ cho thấy Cu2(OBA)2BPY ổn định trong các điều kiện phản ứng và cho thấy có thể tái sử dụng một cách bền vững.

VI. Triển Vọng Tương Lai Ketoxime Ester và Hóa Học Xanh 53 ký tự

Việc sử dụng ketoxime ester trong tổng hợp hữu cơ đại diện cho một bước tiến quan trọng trong hóa học xanh. Khả năng sử dụng các nguyên liệu ban đầu dễ kiếm, giảm thiểu việc sử dụng các chất xúc tác và dung môi độc hại, đồng thời tăng cường hiệu suất phản ứng và tính chọn lọc làm cho ketoxime ester trở thành một công cụ mạnh mẽ cho các nhà hóa học. Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc khám phá các ứng dụng mới của ketoxime ester trong tổng hợp các hợp chất phức tạp khác, chẳng hạn như các phân tử tự nhiên và dược phẩm. Ngoài ra, việc phát triển các chất xúc tác và phương pháp phản ứng sáng tạo có thể mở rộng phạm vi và hiệu quả của các phản ứng dựa trên ketoxime ester. Điều này hứa hẹn một tương lai bền vững và hiệu quả hơn cho tổng hợp hữu cơ.

6.1. Tiềm Năng trong Tổng Hợp Các Hợp Chất Dị Vòng Phức Tạp

Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc khám phá các ứng dụng mới của ketoxime ester trong tổng hợp các hợp chất phức tạp khác, chẳng hạn như các phân tử tự nhiên và dược phẩm. Điều này cho phép sử dụng tiềm năng của chúng trong các ngành công nghiệp đa dạng.

6.2. Phát Triển Chất Xúc Tác và Phương Pháp Phản Ứng Sáng Tạo

Việc phát triển các chất xúc tác và phương pháp phản ứng sáng tạo có thể mở rộng phạm vi và hiệu quả của các phản ứng dựa trên ketoxime ester. Điều này sẽ nâng cao hơn nữa giá trị của ketoxime ester trong hóa học hữu cơ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY BACH KHOA UNIVERSITY --------------- TO ANH TUONG UTILIZATION OF KETOXIME ESTERS AS BUILDING BLOCKS FOR THE SYNTHESIS OF β-KETOSULFONES AND FUROCOUMARINS Major: Chemical Engineering Number: 60.75 MASTER THESIS HO CHI MINH CITY, AUGUST 2018 ` CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: GS. TS Phan Thanh Sơn Nam Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS. Trần Ngọc Quyển Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS. Nguyễn Thị Phương Phong Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.

HCM ngày 04 tháng 08 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. Chủ tịch: PGS. Phạm Thành Quân 2. Phản biện 1: PGS.

Trần Ngọc Quyển 3. Phản biện 2: PGS. Nguyễn Thị Phương Phong 4. Ủy viên: PGS.

Nguyễn Đình Thành 5. Lê Vũ Hà Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KTHH ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Tô Anh Tường MSHV: 1770013 Ngày sinh: 02/07/1994 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 60. Tên đề tài Utilization of ketoxime esters as building blocks for the synthesis of β-ketosulfones and furocoumarins (Sử dụng ketoxime ester làm nguyên liệu để tổng hợp các dẫn xuất β- ketosulfone và furocoumarin) Nhiệm vụ và nội dung: 1.

Khảo sát hoạt tính xúc tác của MOF Cu2(OBA)2BPY cho phản ứng tổng hợp các dẫn xuất β –ketosulfone từ các ketoxime ester. Phát triển phương pháp mới sử dụng ketoxime ester để tổng hợp khung furo[3,2,c]coumarin II. Ngày giao nhiệm vụ: 15/01/2018 III. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/06/2018 IV.

Cán bộ hướng dẫn: GS. Phan Thanh Sơn Nam TP.HCM, ngày 16 tháng 06 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC iii ACKNOWLEDMENTS I would like to thank: Advisor Prof. Phan Thanh Son Nam Co-workers Vo Hoang Yen Nguyen Thai Anh Nguyen Thi Hong Ngoc Nguyen Huynh Thanh Hai Lab members Ha Quang Hiep Duong Ngoc Tan Xuan Nguyen Dang Hieu Le Van Thanh And my family. iv ABSTRACT In this master thesis, I would like to present two new protocols that exploited the potential of reactive ketoxime esters in organic synthesis.

Our studies also overcame some of the remaining limitations of this research field. In the first work, Cu2(OBA)2BPY MOF was successfully synthesized and employed to be an efficient heterogeneous catalyst for the oxidative coupling of ketoxime esters to form β-sulfonylvinylamines, which were then hydrolyzed to obtain β-ketosulfones. The Cu2(OBA)2BPY showed high catalytic activity and could be reused many times without a significant deterioration in the catalytic performance. This work provided a typical example for the promising combination of copper-based MOFs as heterogeneous catalysts and reactive ketoxime esters.

In the second study, a novel copper-catalyzed direct Cα-O bond formation of ketoxime esters followed by cyclization to obtain furo[3,2,c]coumarins was explored. The new approach featured a facile synthesis of wide range of these bicyclic skeletons in good yields form readily available materials and cheap CuBr2 catalyst, addressing the issues of previous methods. v TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDMENTS .v TABLE OF CONTENTS .vi LIST OF ABBREVIATIONS. viii LIST OF SCHEMES .x LIST OF FIGURES.

xiii LIST OF TABLES .xv LIST OF PUBLICATIONS .xvi Chapter 1 - Ketoxime esters as versatile building blocks in organic synthesis. Ketoxime esters under copper catalysis .2 Annulations of oxime esters under copper catalysis .3 α-functionalization of ketoxime esters under copper catalysis .11 Chapter 2 - An efficient access to β-ketosulfones via ketoxime esters .13 Our approach and objectives. 29 Materials and instrumentations .29 Preparation and characterization of Cu2(OBA)2BPY. Results and discussion.

33 Preparation and characterization of Cu2(OBA)2BPY .52 Chapter 3 - A novel pathway to furo[3,2,c]coumarins via ketoxime esters .54 Our approach and objectives. 67 Materials and instrumentation. Results and discussion. 69 Screening reaction conditions.70 Proposing the reaction mechanism .75 Expansion of the substrate scope .91 vii LIST OF ABBREVIATIONS Ac Acetyl Ar Aryl BET Brunauer–Emmett–Teller BPDC Biphenyl-4,4′-dicarboxylate BPY 4,4’-Bipyridine Bu Butyl CAN Cerium (IV) ammonium nitrate COF Covalent organic framework CPO Coordination polymer of Oslo Cy Cyclohexyl DABCO 1,4-Diazabicyclo[2.2]octane DBU 1,8-Diazabicyclo[5.0]undec-7-ene DCB 1,2-Dichlorobenzene DCM Dichloromethane DEC Diethyl carbonate DMAP 4-(N,N-dimethylamino)pyridine DMF N,N-dimethylformamide DMSO Dimethylsulfoxide dppf Bis(diphenylphosphino)ferrocene Et Ethyl EWG Electron withdrawing group FID Flame ionization detector FT-IR Fourier-transform infrared spectroscopy GC Gas chromatography GC-MS Gas chromatography coupled with mass spectrometry HKUST (Hong-Kong University of Science and Technology m-CPBA meta-Chloroperoxybenzoic acid Me Methyl mesoMOF Mesoporous metal organic framework viii MIL Mate´riauxs de l’Institut Lavoisier MOCN Metal-organic coordination network MOF Metal-organic framwork MPF Metal peptide framework MW Microwave NMR Nuclear magnetic resonance OBA 4,4’-oxybis(benzoate) PhCl Chlorobenzene Piv Pivaloyl Pr Propyl RPF Rare-earth polymeric framework SBU Secondary building unit SC-XRD Single crystal X-ray diffraction SEM Scaning electron microscope TEM Transmission electron microscope TEMPO 2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-oxyl TGA Thermogravimetric analysis TMS Trimethylsilyl Ts Tosyl XRD X-ray diffraction ZIF Zeolitic imidazolate framework ZMOF Zeolite-like metal organic framework ix LIST OF SCHEMES Scheme 1.

General pathways for N-O bond activation of oxime esters under transition- metal catalysis. Annulation of ketoxime esters and aldehydes to pyridines. Modular pyridine synthesis from oximes and enals. Three-component approach to poly-substituted pyridines.

Three-component approach to 2-aminopyridines. Pathway from ketoxime esters to pyrazolines. Three-component synthesis of pyrazoles. Synthesis of benzo-fused pyrazoles from o-bromophenyl oxime esters and amines.

Pyrazolo[1,5-a]indoles synthesis from ketoxime esters. Homo-coupling of ketoxime esters to symmetrical pyrroles. Synthesis of asymmetrically substituted pyrroles from ketoximes. Synthesis of 2-aminothiazoles from ketoxime esters.

Synthesis of 2-alkoxythiazoles from ketoxime esters. A straightforward way from pyridines to imidazo[1,2-a]pyridines. Cyclization of o-haloaryloxime acetates to construct nitrogen-containing heterocycles. Novel pathway to β-ketosulfones through ketoxime esters under copper catalysis.

Synthesis of β-ketophosphonates through α-functionalization of ketoxime esters under copper catalysis. Synthesis of enaminones via C-C cross-coupling α-functionalization of ketoxime esters. β-ketosulfones as vital intermediates in organic transformation. The summary of common pathways to prepare β-ketosulfones.

α-acylation of alkylsulfones. Sulfonylation of silyl enol ethers. Sulfonylation of α-haloketones by sodium arene sulfinates via nucleophilic substitution reaction. Oxidation of β-ketosulfides.

The oxidative coupling of alkynes and sulfinic acids. The oxidative coupling of alkynes and sulfinates in aqueous media. The oxidative coupling of alkenes and sulfinates in aqueous media. The oxidative coupling of alkenes and sulfinic acids.

The oxidative coupling of arylketones and sulfinic sodium sulfinates to prepare β-ketosulfones. The addition of arylboronics acids to (arylsulfonyl)acetonitriles followed by the hydrolysis to prepare β-ketosulfones. The two-step synthesis of (arylsulfonyl)acetonitriles. The sulfonylation of oxime acetate followed by the hydrolysis to prepare β-ketosulfones.

The preparation of oxime acetates. The general strategy of the solvothermal synthesis. Synthetic pathway to ketoxime esters. Reaction to synthesize sodium sulfinates.

The model reaction for optimization. The optimal reaction conditions. Proposed reaction mechanism. Expansion of the substrate scope.

A possible synthetic pathway of 4-hydroxycoumarins from available compounds. Conventional synthesis of furo[3,2-c]coumarins from 4-hydroxycoumarins and α-haloketones. Synthesis of α-tosyloxyketones from hypervalent iodine followed by cyclization of 4-hydroxycoumarins. Aldehydes as C-3 sources for construction of furo[3,2-c]coumarins.

Isocyanides as ring-closure partners. Furo[3,2-c]coumarin synthesis via phosphine zwitterions. Unexpected exploration from dicoumarol synthesis. One-pot pseudo three-component synthesis of furo[3,2-c]coumarins.

One-pot synthesis of furo[3,2-c]coumarins under CuBr2/O2 catalytic system. Cyclization of 4-hydroxycoumarins and nitroallylic acetates with the presence of base. Cyclization of 4-hydroxycoumarins and β-nitrostyrenes under microwave irradiation. Selective synthesis of furo[3,2-c]coumarins by reaction of 4- hydroxycoumarins and nitroallylic alcohols.

Four-component reaction producing furo[3,2-c]coumarins. Oxidative addition of 4-hydroxycoumarins to electron-rich alkenes promoted by metal oxidants. Aerobic oxidative cyclization of 4-hydroxycoumarins and alkenes. Cyclization of 3-diazo-4-hydroxycoumarins and terminal alkynes catalyzed by rhodium (II).

Two-step synthesis of furo[3,2-c]coumarins catalyzed by palladium. Sequential Pd/Cu-catalyzed alkynylation and intramolecular hydroalkoxylation. Visible-light-promoted iridium-catalyzed alkyne insertion with 3-bromo- 4-hydroxycoumarins followed by annulation. Aerobic oxidative annulation of un-activated 4-hydroxycoumarins and terminal alkynes catalyzed by FeCl3/ZnI2.

The observation from our previous study. Synthetic pathway to ketoxime esters. Model reaction and starting conditions. The optimal reaction conditions.

Plausible reaction mechanism. Expansion of the substrate scope. 77 xii LIST OF FIGURES Figure 2. (a) The components of MOF-5: the Zn4O(−CO2)6 SBU as an octahedron, the ditopic terephthalate linker as a rod and their assembly into the crystalline net.

The most commonly used methods for MOF preparation. Development of MOF catalysts in comparison to the MOF in the recent years. Link between Cu(II) ions and ligands in MOF Cu2(OBA)2BPY. The coordination modes of OBA2- anions with metal: (I) bis(chelating bidentate), (II) bis(bridging-bidentate), (III) both bis(chelating bidentate) and bis(bridging-bidentate).

The eight-membered ring chain. Structure 2D helical layers. The 3D pillared-layer structure of MOF Cu2(OBA)2BPY. (a) The 3D network with helical channels by BPY bridges in Cu2(OBA)2BPY viewed along the c-axis, all OBA2- anions are omitted for clarity.

(b) Spacefilling diagram of the helical chains in the 2D helical layer. (c) The 3D network of Cu2(OBA)2BPY viewed along the c-axis. Reaction of benzothiazole with iodobenzene using Cu2(OBA)2BPY catalyst. Our approach to β-ketosulfones synthesis.

Synthesis of Cu2(OBA)2BPY. Powder X-ray diffraction patterns of Cu2(OBA)2BPY a) The activated Cu2(OBA)2BPY; b) The simulated Cu2(OBA)2BPY .14 Effect of temperatures on the reaction yield. Effect of reactant molar ratio on the reaction yield. Effect of different solvents on the reaction yield.

Effect of reactant concentrations on the reaction yield. Effect of catalyst amount on the reaction yield. Effect of reaction times on the reaction yield. Comparison of catalytic activity of Cu2(OBA)2BPY to other copper-based MOFs.

Comparison of catalytic activity of Cu2(OBA)2BPY to other copper-based homogeneous catalysts. Leaching test results compared to optimal condition. The reutilization of the catalyst. FT-IR analyses of the new (a) and recovered (b) catalyst.

XRD determination of the new (a) and recovered (b) catalyst. Structures of some synthetic furanocoumarins. Effect of catalysts on the reaction yield. Effect of solvents on the reaction yield.

Effect of reaction molar ratios on the reaction yield. Effect of temperatures on the reaction yield. Effect of catalyst amounts on the reaction yield .74 xiv LIST OF TABLES Table 2. Synthesis of β-ketosulfones via Cu2(OBA)2BPY-catalyzed direct C-S coupling reaction followed by hydrolysis step.

Synthesis of substituted furo[3,2,c]coumarins via copper-catalyzed 4- hydroxycoumarins with ketoximes.77 xv LIST OF PUBLICATIONS Related publications: 1. Phan and Nam T. An efficient access to β- ketosulfones via β-sulfonylvinylamines: metal–organic framework catalysis for the direct C–S coupling of sodium sulfinates with oxime acetates. Phan, Thanh Truong and Nam T.

A new route to substituted furocoumarins via copper-catalyzed cyclization between 4-hydroxycoumarins and ketoximes, Organic and Biomolecular Chemistry, 2018,16, 5086-5089. Phan and Nam T. Synthesis of quinazolinones and benzazoles utilizing recyclable sulfated metal-organic framework-808 catalyst in glycerol as green solvent, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2018, 64, 107-115. Direct oxidative CH amination of quinoxalinones under copper- organic framework catalysis, Catalysis Communications, 2017, 101, 20-25.

Iron-catalyzed one-pot sequential transformations: Synthesis of quinazolinones via oxidative Csp3-H bond activation using a new metal-organic framework as catalyst, submitting. xvi Chapter 1 - Ketoxime esters as versatile building blocks in organic synthesis 1. Introduction The early application of oximes started 19th century, which are well-known for the Beckmann rearrangement, the Semmler–Wolff reaction as well as for reagents in organic synthesis and applications in industry [1, 2].