Desarrollo de nuevos procesos catalíticossustitución nucleofílica directa de alcoholes y cicloisomerización de (o-alquinil)estirenos

Résumé

Esta Tesis Doctoral se ha centrado en el estudio de nuevos procesos catalíticos. En el primero de ellos, englobado en el ámbito de la organocatálisis, se describe la reacción de sustitución nucleofílica directa alcoholes catalizada por ácidos orgánicos simples. La reacción es general para aquellos alcoholes capaces de generar intermedios carbocatiónicos estabilizados, tales como alcoholes propargílicos, alílicos o bencílicos. El proceso conduce a la formación de nuevos enlaces C-heteroátomo y C-C por reacción con nucleófilos tanto heteroatómicos, tales como alcoholes, tioles o sulfonamidas, como carbonados, tales como silanos, compuestos aromáticos o derivados 1,3-dicarbonílicos. Como catalizadores del proceso se utilizaron distintos ácidos de Brønsted comerciales como, por ejemplo, el ácido p-toluensulfónico (PTSA). Todas las reacciones se llevaron a cabo sin necesidad de atmósfera inerte ni de disolventes secos, generándose agua como único subproducto. Esta metodología libre de metales supone una alternativa a estrategias en las que se empleaban especies metálicas como catalizadores. Por otro lado se han descrito los primeros ejemplos de sustitución nucleofílica enantioselectiva de alcoholes propargílicos catalizada por ácidos de Brønsted, como son los ácidos fosfóricos quirales derivados del binaftol. Este proceso resulta muy interesante ya que la preparación de moléculas ópticamente activas supone un importante desafío en Síntesis Orgánica. En la segunda parte de este trabajo se ha puesto a punto una nueva metodología catalizada por complejos catiónicos de oro (I) para la síntesis de 1H-indenos, por cicloisomerización 5-endo de (o-alquinil)estirenos. Éste es el primer ejemplo descrito de una ciclación 5-endo de (o-alquinil)estirenos llevada a cabo de una manera totalmente selectiva. Además, la adición al medio de reacción de agua y de distintos alcoholes dio lugar a la formación de hidroxi- y alcoxiindenos. Cabe resaltar que también se pudo llevar a cabo la reacción de cicloisomerización de estos sustratos de manera enantioselectiva, sintetizándose los correspondientes 1H-indenos funcionalizados con elevados excesos enantioméricos, empleando complejos bimetálicos quirales de oro (I) como catalizadores. Éste es el primer ejemplo descrito sobre una reacción enantioselectiva de cicloisomerización de 1,5-eninos o especies relacionadas catalizado por complejos catiónicos de oro (I) quirales. Por otra parte se han descrito unos resultados preliminares sobre la reacción de halociclación de estos mismos estirenos con distintas fuentes electrofílicas de halógenos, tales como la N-yodosuccinimida, N-bromosuccinimida o I2, sintetizándose regioselectivamente 3-haloindenos. Éstos son los primeros ejemplos conocidos de una reacción de halociclación de sustratos en los cuales el nucleófilo interno es un grupo olefínico.