Late transition metal catalyzed chelation-assisted c-h alkynylation reactions

Abstract

Los alquinos son uno de los grupos funcionales más versátiles en síntesis orgánica, y están presentes en productos naturales, fármacos y materiales orgánicos. Por ello, el desarrollo de nuevos métodos para la síntesis de moléculas que contienen grupos acetileno es de gran interés. Para ello, uno de los métodos más relevantes es la alquinilación C–H directa de moléculas funcionalizadas, utilizando grupos funcionales como elemento director para introducir los alquinos. En esta tesis, hemos desarrollado un sistema catalítico, basado en catalizadores de rutenio y rodio, que permite convertir enlaces C(sp2)–H en enlaces C(sp2)–alquino, empleando una gran variedad de grupos funcionales: fenol, ácido carboxílico, éster, cetona, éter, amina, tioéter, sulfóxido, sulfona, éster de fenol, carbamato, aldehído, y grupo nitro. A continuación, hemos aplicado estas reacciones en la síntesis de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), como fluorantenos extendidos o dibenzopentalenos. El mecanismo de estas alquinilaciones fue estudiado experimental y computacionalmente, mostrando como la eficiencia de estos sistemas catalíticos se debe a dos pasos clave con barreras energéticas bajas: la inserción de bromo-alquinos dando lugar a ruteno- o rodaciclos, seguida de la eliminación de bromuro. En el caso de los nitrobencenos, hemos estudiado un interesante proceso de rodación C–H electrofílica. Finalmente, hemos aplicado este sistema catalítico en la alquinilación de enlaces C(sp3)–H empleando un catalizador de iridio y éteres de oxima o heterociclos nitrogenados como grupos directores.