Efectos de confinamiento del soporte en reacciones de ciclopropanación asimétricas. Diseño, síntesis y aplicación de ligandos bisoxazolina c1-simétricos

Resumo

Trabajos previos realizados en nuestro grupo de investigación en reacciones de ciclopropanación catalizadas por complejos bisoxazolina-Cu han mostrado un importante efecto del soporte sobre la estereoselectividad de esta reacción, cuando dichos complejos son soportados sobre laponita [1]. Estos resultados se han intentado explicar mediante un modelo de interacción de los estados de transición con el soporte [2]. Basándonos en este modelo, se han diseñado nuevos ligandos quirales que intentan aprovechar la interacción con el soporte para obtener mejores estereoselectividades o incluso estereoselectividades distintas a las obtenidas en disolución. Estos ligandos sintetizados son bisoxazolinas asimétricas que poseen un anillo de oxazolina con un centro estereogénico y otro anillo sin sustituir para maximizar la interacción catalizador-soporte. El trabajo se divide en dos partes fundamentales: Síntesis de ligandos bisoxazolinas y Aplicación catalítica en la reacción de ciclopropanación. I. Síntesis de ligandos bisoxazolinas: La primera parte del trabajo se ha centrado en la optimización de la síntesis de ligandos bisoxazolina con simetría C2 y la puesta a punto de la síntesis de ligandos asimétricos tipo bisoxazolina. La mayor parte de las síntesis de estos compuestos se realiza mediante la activación de la bishidroxiamida derivada del cloruro del ácido 2,2-dimetilmalónico, con cloruro de mesilo o tosilo o, más frecuentemente, con SOCl2, método usado habitualmente en nuestro grupo de investigación. De esta experiencia en la síntesis de Box mediante este método, se sabe que los rendimientos obtenidos son moderados y varían bastante en función de los sustituyentes presentes en los anillos de oxazolina. Además, presenta otros inconvenientes derivados del propio método sintético, como el ser un procedimiento que consta de 3 pasos, que requiere unas condiciones fuertemente ácidas, un gran número de reactivos, disolventes y reactivos clorados, así como la necesidad de purificación cromatográfica. Por todo ello, y dado el gran interés de este tipo de ligandos, decidimos dedicar una parte de nuestra investigación a poner a punto otro método sintético general, mediante la condensación de dimetilmalonitrilo con aminoalcol usando Zn(OTf)2 como catalizador: El segundo objetivo de la síntesis, consistió en la obtención de isopropilidenbisoxazolinas C1-simétricas: - con sustitución en uno sólo de los anillos de oxazolina (A) - con distinta sustitución en ambos anillos de oxazolina (B) Basándonos en la optimización y resultados de la síntesis de box simétricas, se decidió seguir una ruta sintética similar a partir de dimetil malonodinitrilo. Ésta consistiría en la síntesis de cada anillo de oxazolina por separado. El primer paso sería la formación de uno de los anillos de oxazolina por condensación de dimetilmalonodinitrilo con el correspondiente aminoalcohol, permaneciendo uno de los dos grupos nitrilo sin reaccionar, para, posteriormente, hacerlo reaccionar con el segundo aminoalcohol. II. Aplicación catalítica en la reacción de ciclopropanación Los ligandos sintetizados se han aplicado como ligandos quirales en la ciclopropanación de alquenos con diazocompuestos catalizado por complejos Box-Cu. En una primera parte se han ensayado en fase homogénea y obtenido datos que nos pueden dar información sobre el mecanismo de la reacción. Posteriormente, se han inmovilizado en un soporte por interacciones electrostáticas y llevado a cabo la reacción en fase heterogénea, y así intentar racionalizar el papel de la superficie de la arcilla en el curso estereoquímico de la reacción de ciclopropanación, catalizada por complejos Box-Cu inmovilizados, comparando los resultados obtenidos usando ligandos Box de simetría C2 y C1. Referencias [1] Fernández, A. I., Fraile, J. M.., García, J. I., Herrerías, C. I. Mayoral, J. A., Salvatella L. Catal. Commun., 2, 165-170 (2001). [2] Cornejo, A. Fraile, J. M. García, J. I. Gil, M. J. Herrerías, C. I. Legarreta, G. Martínez-Merino, V. Mayoral, J. A. J. Mol. Catal. A, 196, 101-108 (2003); Fraile, J.M., García, J.I., Herrerías, C.I., Mayoral, J.A., Harper, M. J. Catal., 221, 532-540 (2004).