El agua como fuente de átomo de hidrógeno en síntesis orgánica. Nuevos métodos de síntesis basados en sistemas multimetálicos

Resumen

En la presente Tesis Doctoral se han desarrollado fundamentalmente dos proyectos. En un primer apartado se han llevado a cabo estudios sobre reacciones de reducción utilizando agua como fuente de hidrógeno atómico, demostrándose así que el agua actúa como dador de átomos de hidrógeno en procesos de reducción de radicales libres, llevándose a cabo reducciones de distintos sustratos: epóxidos, grupos carbonilo y olefinas. La apertura reductora de epóxidos desarrollada ha permitido la síntesis enantioselectiva de alcoholes anti-Markovnikov a partir de alquenos proquirales. A partir de esta estrategia sintética, la combinación de métodos de epoxidación enantioselectiva de poliprenos seguida de apertura radicalaria y ciclación estereoselectiva mediada por Ti(III) a permitido llevar a cabo la primera síntesis enantioselectiva de (-)-¿-ambrinol a partir de geranilacetona comercial. El estudio sobre grupos carbonilos ha permitido desarrollar la reducción de cetonas aromáticas empleando agua como disolvente y como reactivo donador de hidrógeno. La combinación del sistema titanoceno/agua con otros metales utilizados habitualmente como catalizadores de hidrogenación, ha permitido llevar a cabo la hidrogenación de alquenos sin necesidad de utilizar hidrógeno molecular. Por otra parte, en un segundo capítulo se han desarrollado nuevas reacciones de formación de enlaces C-C mediante el uso de distintos sistemas multimetálicos, fundamentalmente titanio/paladio y titanio/níquel, utilizando carbonatos y acetatos alílicos como nucleófilos. De esta manera se han desarrollado reacciones de dimerización tipo Wurtz de carboxilatos alílicos, lo que ha permitido llevar a cabo la primera síntesis regio y diastereoselectiva de escualeno a partir de etilcarbonato de farnesilo. En presencia de grupos carbonilo, se ha demostrado que los sistemas Ti/Pd y Ti/Ni utilizados pueden promover reacciones de alilación diastereoselectivas de aldehídos y cetonas con carbonatos alílicos, utilizando cantidades subestequiométricas de ambos metales. Además, la síntesis de los distintos sustratos polifuncionalizados preparados para llevar a cabo la versión intramolecular de estas reacciones de alilación de grupos carbonilo con carbonatos alílicos, ha dado lugar al desarrollo de una nueva reacción de adición de Michael mediante catálisis con tetrametoxiborato sódico. Este estudio aplicado a sustratos polifuncionalizados, muestra además que los metales paladio y níquel pueden modular la reactividad de titanio(III) hacia la alilación de compuestos carbonílicos o de alquenos, respectivamente, lo que ha permitido además desarrollar una nueva reacción de carbociclación estereoselectiva basada en la alilación intramolecular de alquenos con carbonatos de alilo catalizada por el sistema Ti/Ni.