Estudio de nuevas reacciones de acoplamiento c-c mediadas por paladio en complejos carbeno y alquiniloreacciones de inserción migratoria y doble stille tándem

Abstract

Los complejos de paladio son catalizadores muy eficaces en numerosas reacciones de síntesis orgánica, muchas de las cuales implican la formación de nuevos enlaces C-C. La mejora de estos procesos y el desarrollo de nuevas transformaciones mediadas por paladio, pasa por profundizar en la comprensión de los mecanismos de las reacciones en las que interviene este metal, en la adecuada combinación de reacciones elementales y por tanto en el conocimiento profundo de su química organometálica. El trabajo presentado en esta tesis doctoral tiene como objeto el estudio de nuevas reacciones de acoplamiento C-C catalizadas por paladio tanto estequiométricas como catalíticas con posibilidades sintéticas interesantes. La reacción de inserción migratoria en carbenos de paladio, lleva a la formación de un alquilo de paladio mediante formación de un enlace C-C entre un resto hidrocarbilo y un resto carbeno coordinados a paladio. La descripción de este proceso de acoplamiento C-C para este metal es relativamente reciente y se realizó por primera vez en nuestro grupo de investigación. Se estudió la reactividad y posibles vías de descomposición de carbenos de Pd estabilizados con un sólo heteroátomo y con enlaces Pd-C6F5, cuya evolución por inserción migratoria lleva a la formación de nuevos enlaces carbeno-C6F5. Este alquilo de paladio puede estabilizarse en algunos casos o sufrir una evolución posterior, generalmente para dar sales de iminio o cetonas sustituidas. La novedad de la reacción hacía necesario estudiar con más detalle sus características y posibilidades sintéticas y en el presente trabajo se amplia el estudio de la reacción de inserción migratoria a carbenos con distintos enlaces Pd-R. Junto a esto, dada la escasez de estudios sobre el mecanismo de transferencia de carbenos entre metales y la importancia de dicho proceso en la síntesis de carbenos de paladio no estabilizados, se ha realizado un estudio detallado de este proceso. La reacción de Stille es una de las más versátiles y usadas en síntesis orgánica. El mecanismo de esta reacción ha sido estudiado en profundidad en nuestro grupo aplicado a una amplia variedad de sustratos y se ha logrado un conocimiento bastante exacto de los factores que determinan la velocidad de dicha reacción. Sin embargo, ciertas combinaciones de reactivos aún no habían sido contempladas. Así, el acoplamiento de un haluro de alilo con un derivado alquinilo de estaño, en condiciones análogas a las de la reacción de Stille conduce sorprendentemente a derivados de tipo enino altamente insaturados en un sólo paso. Las posibilidades sintéticas de esta nueva reacción de acoplamiento denominada Doble Stille Tándem nos ha llevado a realizar un estudio de su alcance y a proponer un mecanismo detallado de cómo transcurre. Una de las etapas fundamentales en esta reacción de acoplamiento C-C, es la transmetalación de un grupo alquinilo de estaño a paladio. La importancia de esta etapa en reacciones de acoplamiento de alquinos tipo Sonogashira nos animó a extender este estudio de transferencia de alquinilos desde metales del grupo 11 a complejos alílicos de paladio, lo que ha desvelado un comportamiento distinto a los de estaño, del que se ha obtenido información interesante. El trabajo presentado en esta memoria se divide en seis capítulos distribuidos en dos partes claramente diferenciadas. La Primera Parte, constituida por los cuatro primeros capítulos de esta memoria, se centra en el estudio de las reacciones de trasmetalación de grupos carbeno a paladio (Capítulo segundo y tercero) y en el estudio de las reacciones de inserción migratoria de grupos acilo en los complejos sintetizados (Capítulo cuarto). La memoria comienza con un primer capítulo de Introducción General en el que se describen algunos aspectos relevantes de la química de carbenos señalando algunas de sus características principales así como los factores que influyen en su estabilidad, para posteriormente centrar nuestra atención en los complejos carbeno de paladio. La Segunda Parte engloba los dos últimos capítulos de esta memoria y se centra en el estudio de la reacción de acoplamiento C-C Doble Stille Tándem (Capítulo quinto) y de la reacción de trasmetalación de grupos alquinilo desde metales del grupo 11 a paladio (Capítulo sexto).