Tesis doctoral de Jorge Escorihuela Fuentes
La presente tesis doctoral describe la síntesis y la aplicación catalítica de diferentes familias de ligandos quirales derivados de aminoácidos naturales que poseen la capacidad de coordinarse a metales de transición. Estos complejos metálicos pueden actuar como catalizadores en reacciones enantioselectivas de formación de enlaces c-c, en concreto, se ha elegido como reacción modelo la reacción de adición de reactivos de dialquilzinc a aldehídos. el trabajo realizado se describe a lo largo de la tesis en seis capítulos: un capítulo de introducción, un capítulo de antecedentes y cuatro grandes bloques. Cada bloque consta de una pequeña sección introductoria, una descripción de los objetivos que se persiguen, los resultados obtenidos y la discusión de los mismos, un apartado donde se recogen las conclusiones pertinentes y finalmente una descripción de los procedimientos experimentales, detallando los materiales y métodos empleados, así como la caracterización de cada uno de los productos sintetizados. en el primer capítulo, se presenta una introducción general sobre la quiralidad y la importancia de la misma en la vida. Asimismo, se plantean las diversas rutas sintéticas para la obtención de compuestos enantioméricamente puros y las diferentes técnicas para la determinación la configuración de los enantiómeros. en el segundo capítulo se presenta una panorámica histórica de distintos ligandos utilizados en las reacciones enantioselectivas de alquilación de aldehídos, clasificados en función de sus grupos funcionales. Por otra parte, también se plantea el mecanismo de la adición enantioselectiva de dialquilzinc a aldehídos, así como algunos de los estudios teóricos más significativos sobre la adición de dialquilzinc a aldehídos. Finalmente, se comentan brevemente los efectos no lineales en el campo de la catálisis asimétrica. en el tercer capítulo se describe la síntesis y aplicación de distintos ligandos nitrogenados de tipo amino amida derivados de aminoácidos. Estos nuevos ligandos permiten la obtención, con buenos rendimientos, de complejos metálicos con diversos metales de transición. Los complejos de ni (ii) se emplearon como ligandos quirales en la adición enantioselectiva de reactivos de dialquilzinc a distintos aldehídos. Sorprendentemente su uso mostró una gran eficacia cuando se utilizaban aldehídos aromáticos y alifáticos. Sin embargo, el resultado más significativo fue la posibilidad de ejercer un estereocontrol dual sobre la enantioselectividad del producto de adición en función de la estequiometría del complejo de ni (ii) empleado en el proceso catalítico. Finalmente, se ha estudiado la actividad catalítica de los complejos de ni (ii) en la reacción de adición enantioselectivad de reactivos de dialquilzinc a chalconas. Las condiciones optimizadas de reacción implican la adición de un 10% molar de amino amida, un 5% molar de ni(acac)2, 1.2 equivalentes et2zn (1.1 m en tolueno) a 0º. El orden de adición de los reactivos ha sido crucial para el éxito de la reacción, debiéndose añadir la disolución de et2zn tras la adición de la chalcona al sistema catalítico. En estas condiciones se han obtenidos los alcoholes resultantes con una configuración absoluta s. el cuarto capítulo se centra en la síntesis de nuevos ligandos quirales soportados derivados de aminoácidos con estructura de amino amida sobre resinas de tipo merrifield. Las resinas funcionalizadas han sido caracterizadas por las técnicas habituales en fase heterogénea: análisis elemental, espectroscopia ft-ir y ft-raman, técnicas de análisis térmico (dcs y tg-atd) y espectroscopia rmn de 13c en fase gel. En la reacción de adición enantioselectiva de compuestos de dialquilzinc a aldehídos, las resinas funcionalizadas forman complejos metálicos de zn (ii) que actúan como excelentes catalizadores favoreciendo la formación de los correspondientes alcoholes de configuración absoluta s. Por el contrario que su análogo en disolución se muestra inactivo para esta reacción. Este es sin duda, uno de los efectos positivos más importantes encontrados para la inmovilización de un sistema homogéneo sobre una resina de ps-dvb. Por otra parte, los complejos metálicos de ni (ii) también han mostrado actividad como catalizadores quirales en reacciones de adición. La estereoquímica del producto de adición puede controlarse en función de la estructura del catalizador, es decir, variando la estequiometría del mismo, de forma que los complejos con estequiometría 1:1 conducen al enantiómero s, mientras que los complejos con estequiometría 2:1 conducen al enantiómero de configuración opuesta, es decir, el r. en el capítulo quinto se describe la síntesis y aplicación de distintos ligandos pseudopeptídicos con estructura de bis(amino amida) derivados de aminoácidos con el objetivo estudiar su aplicación en reacciones de formación de enlaces c-c. Los complejos de zn (ii) han mostrado una eficiente actividad catalítica en las adiciones de dialquilzinc a aldehídos aromáticos. Así, se ha podido obtener mayoritariamente el enantiómero s del producto de adición con buenas conversiones y enantioselectividades, no observándose una influencia significativa de la longitud del espaciador alifático. Sin embargo, cuando el metal utilizado es ni (ii), se observa un cambio de topicidad en la configuración del enantiómero obtenido en la adición de et2zn a benzaldehído, en función de la longitud del puente bisamídico de los complejos de ni (ii). Así, para los puentes de dos, tres, cuatro y cinco átomos de carbonos de longitud se ha obtenido mayoritariamente el enantiómero r, mientras que para los compuestos con seis y ocho carbonos el enantiómero mayoritario es el s. Ello nos permite alcanzar un estereocontrol dual a partir de un único enantiómero del componente quiral de partida. Este comportamiento observado en los complejos de ni (ii) parece ser debido a una diferencia en el entorno quiral del átomo de ni (ii), como se ha podido observar mediante la técnica de dicroismo circular. el sexto capítulo se centra en el estudio teórico de las reacciones de adición de reactivos de dialquilzinc a aldehídos mediante el uso de los cálculos computacionales a nivel dft (b3lyp). Los estudios computaciones se han llevado a cabo sobre los distintos complejos de ni (ii) derivados de amino amida y sobre los complejos de zn (ii) y ni (ii) de bis(amino amidas). éstos han permitido demostrar el origen de la enantioselectividad observada a nivel experimental mediante el análisis de las estructuras de los correspondientes estados de transició
Datos académicos de la tesis doctoral «Catalizadores enantioselectivos soportados y homogéneos derivados de aminoácidos«
- Título de la tesis: Catalizadores enantioselectivos soportados y homogéneos derivados de aminoácidos
- Autor: Jorge Escorihuela Fuentes
- Universidad: Jaume i de castellón
- Fecha de lectura de la tesis: 25/06/2009
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Santiago Vicente Luis Lafuente
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Miguel ángel Yus astiz
- María José Sabater picot (vocal)
- José ramón Pedro llinares (vocal)
- belén Altava benito (vocal)