Harnessing visible light for the development of novel synthetic strategies

Abstract

El principal objetivo de esta tesis es el desarrollo de nuevas estrategias sintéticas que aprovechen la irradiación con luz visible. La catálisis fotoredox en combinación con catalizadores órganicos y metálicos, así como la fotoquímica de complejos pi-anión, serán los conceptos principales que permitirán explorar nuevas vías de reacción. Tras una introducción general, en esta tesis se recogen tres proyectos de investigación. El primer proyecto de investigación, incluido en el Capítulo II, muestra el desarrollo de una metodología para el acoplamiento cruzado deshidrogenativo asimétrico de aldehídos y xantenos. La característica clave de esta aproximación se encuentra en el proceso de dos pasos empleado para oxidar los xantenos a sus correspondientes carbocationes, posteriormente atrapados por una enamina formada in situ. La suavidad y selectividad que permite la catálisis fotoredox permite alcanzar altos niveles de estereocontrol, buenos rendimientos y una amplia tolerancia de grupos funcionales. El segundo proyecto, que se muestra en el Capítulo III, ilustra una nueva estrategia fotoredox para la síntesis de una amplia gama de aminas alílicas y éteres a partir de ácidos carboxílicos y alquinos. Este enfoque se basa en la activación de alquinos terminales a través de la fotoexcitación de intermedios de acetiluro de cobre formados transitoriamente. Este proceso se lleva a cabo mediante catálisis cooperativa de cobre y un catalizador orgánico fotoredox y se puede realizar de manera estereodivergente. La metodología desarrollada se ha aplicado al acoplamiento estereoselectivo de radicales alquilo primarios, secundarios y terciarios con alquinos terminales (hetero)aromáticos. Finalmente, las interacciones anión-pi se han identificado como el paso habilitador en la amidación de sistemas aromáticos promovida por la luz. La evidencia disponible indica que se produce un complejo anión-pi entre el carbonato y una ariloxi amida pobre en electrones, lo que facilita la absorción de la luz visible. Tras la irradiación, tiene lugar una transferencia de electrones intracomplejo espontánea, que conduce finalmente a la generación de radicales amidilo. Estos radicales han sido atrapados eficazmente por (hetero)arenos ricos en electrones o de forma intramolecular, proporcionando los correspondientes productos amidados.