Síntesis y reactividad de iminas y diiminas ciclopaladadas. Una aproximación a los metalaciclos hidrosolubles

Resumo

La tesis doctoral se divide en cuatro partes: a) Síntesis de complejos ciclopaladados endocíclicos de cinco eslabones derivados de la (E)-N-benciliden-2-(2',6'-diclorofenil)etanamina, de fórmula [(Pd{C6H4CH=N(CH2)2(2,6-Cl2C6H3)-?C,?N}(?-X))2] (X = OAc, Cl) y [Pd{C6H4CH=N(CH2)2(2,6-Cl2C6H3)-?C,?N}L(X)] (X = OAc, Cl; L = py-d5, PPh3). Se ha ensayado la reactividad de los correspondientes complejos puente cloruro frente a una gran variedad de bases de Lewis [N,N] y [P,P] rígidas y flexibles {tales como 2,2'-(etilendioxi)bis(etilamina); 1,3-diaminopropan-2-ol; etilendiamina; trans-1,2-bis(difenilfosfino)etileno; 1,2-bis(difenilfosfino)etano; y 4,4'-bipiridina}. b) Preparación de complejos ciclopaladados puente acetato a partir de la doble activación ?(Csp2?H) intramolecular de las diiminas de fórmula (RC6H4CH=NZ)2 [Z = CH2, R = p-Cl, p-MeO, p-NO2, o-Cl; Z = (CH2)2OCH2, R = p-Cl, p-MeO, p-NO2, o-Cl]. Las condiciones de la reacción de ciclopaladación se optimizaron para el sustrato con Z = CH2 y R = p-Cl. La preparación in situ de los derivados dimetalados [{Pd(O2CMe)(py-d5)(RC6H3CH=NZ-?C,?N)}2] reveló la existencia de sistemas menores que se asignan a los complejos iónicos [{Pd(py-d5)(RC6H3CH=NZ-?C,?N)}2(?-O2CMe)](OAc) (para Z = CH2), [(py-d5)2Pd(?-L)Pd(OAc)(py-d5)](OAc) {para Z = CH2 y (CH2)2OCH2}, y al correspondiente complejo diciclopaladado bis(tridentado) {para Z = (CH2)2OCH2}. Se constata que la proporción molar de las distintas especies es dependiente de la concentración de la muestra. También se describe la síntesis de los complejos [({Pd(?-Cl)(RC6H3CH=NZ-?C,?N)}2)n] y [{PdCl(PPh3)(RC6H3CH=NZ-?C,?N)}2]. Adicionalmente, se ensaya la reactividad de algunos derivados diciclometalados puente cloruro frente a bases de Lewis [N,N] y [P,P], que actúan como ligandos bis(monodentados) en la síntesis de metalomacrociclos de fórmula [{(Pd(Cl){4-ClC6H3CH=N(CH2)2OCH2-?C,?N})2(?-L?L)}n] {L?L = NH2(CH2)2O(CH2)2O(CH2)2NH2, Ph2PCH=CHPPh2}. Con objeto de elucidar la nuclearidad de las especies en solución, se realizan simulaciones de dinámica molecular y cálculos DFT de los sistemas [({Pd(Cl){4-ClC6H3CH=N(CH2)2OCH2-?C,?N}}2{?-NH2(CH2)2O(CH2)2O(CH2)2NH2-?N:?N'})n] (donde n = 1 y 2). c) Síntesis de nuevos complejos orto-ciclopaladados endo hidrosolubles a partir de la activación directa intramolecular de enlaces C?H de N-bencilidenanilinas con sustituyentes polares o grupos ionizables [de fórmula RPhCH=N(C6H4-4-COOR') (R = H, Cl, p-NMe2, p-NO2; R' = H, Me)]. Se ailaron los derivados monometalados de fórmula [(Pd(?-O2CMe){RC6H3CH=N(C6H4-4-COOH)-?C,?N})2], que mostraron cierta solubilidad en solución acuosa a pH 10. La adición de un exceso de py-d5 a una suspensión de estos complejos en D2O condujo a los complejos mononucleares zwitteriónicos [Pd(py-d5)2{RC6H3CH=N(C6H4-4-COO)-?C,?N}], solubles en agua. Por otro lado, se prepararon complejos ciclopaladados quelato puente [C,N,O] de fórmula [(Pd(L){?-RC6H3CH=N(C6H4-4-COO)-?C,?N:?O})2] (L = py, PPh3). El inusual modo de coordinación del ligando metalado tras la desprotonación del grupo carboxilo es responsable de su insolubilidad en agua. También se han preparado complejos ciclopaladados endo de cinco eslabones de fórmula [(Pd{C6H4CH=N(C6H4-4-COOMe)-?C,?N}(?-X))2] (X = OAc, Cl) y sus derivados [Pd(C?N)L(X)] (X =OAc, Cl; L = py, PPh3). La caracterización de los compuestos [Pd(C?N)(py)X] (X = OAc, Cl) revelaron una mezcla de los estereoisómeros trans-N,N y cis-N,N, cuya relación molar varía en función del disolvente. Sorpresivamente, los complejos [Pd(C?N)(py)X] (X = OAc, Cl) se disuelven en D2O al añadir un exceso de piridina-d5 debido a la formación del compuesto cis-[Pd(C?N)(py-d5)2]X (X = OAc, Cl). Adicionalmente, se incluye un estudio teórico de la estereoquímica de la reacción de escisión de los complejos dinucleares ciclopaladados puente. Los cálculos DFT se plantearon para un sistema modelo de fórmula [Pd(CH=CH?CH=NH)X(L)] (X = OAc, Cl, Br, I; L = py, NH3, PH3, PMe3) con el fin de establecer unas tendencias sobre la estabilidad relativa de ambos isómeros. d) Preparación de heterociclos dibenzo[b,d]-fusionados mediante arilación catalítica directa. La síntesis de los diferentes carbazoles se realizó en dos etapas, tras una aminación Buchwald-Hartwig catalítica para obtener las correspondientes diarilaminas halosustituidas, seguida de una activación C–H catalizada por complejos de paladio.