Zinc-Catalyzed Alkyne functinalization involving Carbene generation or Dual O-H / N-H Bond activation

Abstract

En los últimos años se han producido numerosos avances en el desarrollo de metodologías sintéticas basadas en el empleo de metales accesibles y económicos como alternativa al, aún muy extendido, uso de metales preciosos. En este contexto, el zinc es altamente atractivo debido a su abundancia, bajo precio y elevada biocompatibilidad. El presente estudio se centra precisamente en el desarrollo de nuevas aplicaciones sintéticas basadas en el empleo de sales de zinc sencillas como catalizadores. En el primer capítulo, haciendo uso de la capacidad de sales de zinc para activar alquinos, se identifican eninonas como precursores convenientes para la generación catalítica de intermedios carbeno de zinc. Estudios computacionales sugieren que la estructura de los mismos difiere de la comúnmente aceptada para carbenoides clásicos Simmons-Smith. De esta manera, se han podido desarrollar nuevos patrones de reactividad de los intermedios postulados que contrastan con la descrita en los carbenoides de zinc clásicos (fundamentalmente limitada a la ciclopropanación estequiométrica de alquenos). Así, los carbenoides de zinc generados a partir de eninonas han demostrado ser activos no solo en la ciclopropanación catalítica de una gran variedad de alquenos (Capítulo 1, Parte A), sino también en otros procesos muy infrecuentes o, incluso, novedosos en la química de los carbenoides de zinc como la funcionalización del enlace Si-H de silanos (Capítulo 1, Parte B) o el acoplamiento cruzado con diazocompuestos (Capítulo 1, Parte C) que representa una aproximación eficiente a la síntesis de vinilfuranos. En el capítulo 2 de la Tesis se describe la síntesis de furanos funcionalizados y derivados de triarilmetano por reacción de eninonas con alcoholes (o azoles). La formación de estos productos implica una secuencia ciclación/formación del enlace C-O (o C-N). catalizada por cloruro de zinc. En contraste con los resultados del primer capítulo, estudios computacionales descartan la participación de carbenos de zinc en este proceso y sugieren un mecanismo que supone la activación dual del alcohol (o el azol) correspondiente por el zinc. Este mecanismo estaría muy relacionado con el que tiene lugar con algunas metaloenzimas en procesos biológicos importantes. En la parte final de este capítulo se describe la síntesis de nuevos derivados de triarilmetano mediante una secuencia ciclación/formación del enlace C-C.