Aportaciones al campo de los disolventes no convencionales en reacciones mediados por metales

Abstract

En la presente Tesis Doctoral se describe el uso de diferentes disolventes no convencionales como medios de reacción óptimos para llevar a cabo reacciones de síntesis orgánica mediada por metales. Así, en el Capítulo 1 se estudia la reacción de cicloadición 1,3-dipolar de azidas con alquinos catalizada por CuI (CuAAC) y empleando glicerol o agua como medios de reacción alternativos. Además, no es necesario el empleo de ningún aditivo, ligando, base ni agente estabilizante, teniendo lugar la reacción a temperatura ambiente, sin exclusión de aire y empleando un catalizador barato y comercialmente disponible (CuI). Ambos sistemas catalíticos (CuI / glicerol y CuI / H2O) han podido ser reutilizados hasta en seis ciclos consecutivos. El disolvente juega un papel crucial en esta transformación, ya que cuando se emplea glicerol, se puede llevar a cabo la reacción empleando alquinos internos, mientras que cuando el disolvente del proceso es agua, se consigue realizar la versión tricomponente del proceso CuAAC (alquino, NaN3, bromuro de bencilo o alilo). En el Capítulo 2 se estudia la formación catalítica de furanos 2,3¿disustituidos y 2,3,5¿trisustituidos mediante la cicloisomerización de (Z)-eninoles y empleando disolventes eutécticos de bajo punto de fusión, basados en ChCl, como medios de reacción respetuosos con el medio ambiente. Para promover dichos procesos de cicloisomerización, se han empleado como catalizadores nuevos complejos de oro(I) que contienen ligandos bis(iminofosforano). De esta forma se consigue sintetizar de forma eficiente y selectiva, una variada familia de furanos mediante una metodología que transcurre con total economía atómica, a temperatura ambiente y con bajas cargas de catalizador. Nuevamente, el sistema catalítico ha podido ser reutilizado durante 10 ciclos consecutivos sin pérdida de actividad o selectividad. Además, se ha estudiado la síntesis de 7-oxanorbornadienos y exo-7-oxanorbornenos de forma ¿one-pot¿ tándem, en la que secuencialmente se forma el furano y acto seguido sufre la cicloadición [2+2] con un alquino / alqueno. En el Capítulo 3 se presenta la reacción de adición de reactivos de Grignard (RMgX) y organolitiados (RLi) a diferentes electrófilos (cetonas e iminas) empleando como disolvente para dicha reacción varias mezclas eutécticas basadas en ChCl. Estos disolventes eutécticos de bajo punto de fusión han demostrado ser los medios de reacción idóneos para llevar a cabo estos procesos de adición, pues permiten: (i) mejorar drásticamente la selectividad y eficiencia del proceso y (ii) utilizar condiciones más sostenibles y simples, ya que la reacción tiene lugar a temperatura ambiente y sin necesidad de emplear atmósfera protectora, debido a la activación cinética del reactivo organometálico (RMgX o RLi) por parte de la sal cuaternaria (ChCl) presente en la mezcla eutéctica. Finalmente, en el Capítulo 4 se recogen otros estudios que tienen como objetivo el diseño de procesos de síntesis orgánica empleando metodologías eficientes y sostenibles. Se presentan discusiones breves en cada caso, adjuntando las correspondientes separatas para su consulta en caso necesario.