Sntesis Orgnica Catalizadas por Pd

Aspectos Modernos de Sntesis Orgnica en Reacciones Catalizadas por Pd y CuPrograma

Objetivos del Curso

En las ltimas tres dcadas la Sntesis Orgnica tuvo un crecimiento dramtico debido al empleo de metales de transicin en un gran nmero y diversidad de reacciones. Los procesos sintticos que emplean compuestos organometlicos de metales de transicin son los principales mtodos para la formacin de enlaces C-C y C-heterotomos. El Pd es uno de los metales ms ampliamente empleado como catalizador en sntesis orgnica, especialmente en reacciones de acoplamiento y C-H activacin. Estudios de las reacciones de acoplamiento catalizadas por Pd han recibido el premio Nobel de Qumica en el ao 2010, lo que demuestra su relevancia. Asimismo, en los ltimos tiempos los catalizadores de Cu han resurgido notablemente, presentndose como una nueva alternativa.

La bsqueda de procesos catalticos es un rea de intensos estudios, por implicancias econmicas y ecolgicas. Adems, uno de los mayores desafos de la sntesis orgnica es la generacin de nuevos enlaces C-C de manera regio-, quimio- y estereoselectiva, ya que es un paso clave en la construccin de molculas complejas. Conjugando ambos requerimientos, numerosos de estos procesos estn basados en reacciones con catalizadores organometlicos de metales de transicin, que presentan una qumica muy rica y variada que puede ser aplicada a la sntesis orgnica.

En este curso se dar una visin del estado de conocimiento de las principales reacciones catalizadas por Pd y Cu, los principios bsicos para llevar a cabo estas reacciones eficientemente, las distintas estrategias y las principales aplicaciones sintticas.

ContenidosTema 1: Introduccin a la Qumica Organometlica. Propiedades generales de los compuestos organometlicos. Estado de oxidacin. Regla de los 18 electrones. Clases de ligandos. Complejos organometlicos por tipo de ligandos. Enlace metal-ligando.

Tema 2: Mecanismos de las Reacciones Organometlicas. Sustitucin de Ligandos. Sustitucin asociativa y disociativa. Efecto trans. Adicin Oxidativa-Eliminacin Reductiva. Aspectos mecansticos. Insercin-(-Eliminacin. Ataques nucleoflicos en ligandos coordinados. Transmetalacin.

Tema 3: Reacciones con Compuestos Organopaladio como intermediarios. Reacciones de complejos ( con alquenos. Reaccin de Wacker. Reacciones de complejos ( con (3-alilos. Alquilacin allica. Reacciones Inter e Intramoleculares. Aplicaciones sintticas.

Tema 4: Reaccin de Heck. Mecanismo. Reacciones con auxiliares quirales. Reacciones en cascada. Reaccin de Heck y nuclefilos. Sntesis de Heterociclos. Reaccin con alenos. Secuencia Heck-Diels-Alder. Reaccin con CO.

Tema 5: Reaccin de Suzuki. Mecanismo. Sntesis de boranos. Acoplamiento cruzado. Hidroboracin de en-inos: Sntesis de dienos conjugados. Sntesis de poliarilos. Reacciones en cascada: Suzuki-Heck. Sntesis de olefinas tetrasustitudas. Aplicaciones sintticas.

Tema 6: Reaccin de Stille. Mecanismo. Sntesis de estannanos. Transferencia de grupos allicos. Halovinilos. Sntesis de productos naturales. Haloarenos y heteroarenos. Sntesis de anilinas y cetonas. Reaccin con CO. Alquenil y aril triflatos. Otros estannanos. Secuencia Heck-Stille. Reacciones de acoplamiento cruzado cataltico en estao.

Tema 7: Reaccin de Sonogashira. Mecanismo. Sistemas aromticos. Sntesis de alquinos terminales. Sistemas vinlicos. Reaccin con haloalquinos.

Tema 8: Reaccin de Buchwald-Hartwig. Definicin de est qumica. Mecanismo. Aminacin catalizada por Pd. Alcances de la reaccin. Ligandos y condiciones. Acoplamiento intramolecular. Formacin de enlaces C-O: aril teres. Aplicaciones sintticas.

Tema 9: Reaccin de C-H Activacin. Activacin de enlaces C-H sp2 y sp3. Grupos directores. Arilacin directa oxidativa con reactivos organometlicos y con arenos. Arilacin directa dehidrogenativa. Olefinacin de enlaces Csp2-H. Alquilacin de enlaces Csp2-H y Csp3-H.

Tema 10: Reacciones de acoplamiento catalizadas por Cu. Reacciones de Ullmann. Qumica post-Ullmann. Mecanismo. Formacin de enlaces C-C. Formacin de enlaces C-heterotomos (C-N, C-O y C-S). Aplicacin a la sntesis de heterociclos: reacciones intra- o intermoleculares y reacciones en cascada.

Bibliografa

Temas 1 y 2:

- L. S. Hegedus, Transition Metals in Organic Synthesis Wiley, 1997.

- R. H. Crabtree; E. P. Fajarns, Qumica Organometlica de los Metales de Transicin, Wiley, Universitat Jaime 1997.

- J. P. Collman; L. S. Hegedus, J. R. Norton; R. g. Fink, Principles and Application of Organotransition Metal Chemistry University Science Books 1987.

- A. Yamamoto, Organotransition Metal Chemistry Wiley 1986.- Trabajos de la literatura

Tema 3: Lu, Z.; Ma, S. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2008, 47, 258-297. Trost, B. M. J. Org. Chem. 2004, 69, 5813-5837. Milhau, L.; Guiry P. J. Top. Organomet. Chem. 2012, 38, 95-154. Trost, B. M.; Crawley, M. L. Top Organomet Chem 2012, 38, 321-340. Trabajos de la literaturaTema 4-7: - V. Farina, V. Krishnamurthy, W. J. Scott, The Stille Reaction, Organic Reactions Vol. 50, Paquette, L. A., Ed. 1997, p.1

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- Bedford, R. B.; Cazin, C. S.J.; Holder D. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 2283-2321.

- M. Suginome, Y. Ito, Chem. Rev. 2000, 100, 3221-3256. - R. Zimmer, C. U. Dinesh, E. Nandanan, F. A. Khan, Chem. Rev. 2000, 100, 3067-3125.- T. Kondo, T. Mitsudo, Chem. Rev. 2000, 100, 3205-3220.

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- Trabajos de la literatura.

Tema 4:- Alonso, F.; Beletskaya, I. P.; Yus, M. Tetrahedron 2005, 61, 11771-11835.- Mc Cartne, D.; Guiry, P. J. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 5122-5150.- Beletskaya, I. P.; Cheprakov, A. V. Chem. Rev. 2000, 100, 3009-3066.

Tema 5:- Martin, R.; Buchwald, S. L. Acc. Chem. Res. 2008, 38, 1461-1473.

- Alonso, F.; Beletskaya, I. P.; Yus, M. Tetrahedron 2008, 64, 3047-3101.

- Phan, N. T. S.; Van Der Sluys, M.; Jones, C. W. Adv. Synth. Catal. 2006, 348, 609-679. - Miyaura, A. Suzuki, Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483.

Tema 6:

- Espinet, P.; Echevarren, A. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 4704-4734.Tema 8: Hartwig, J. F. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1534-1544.

Surry, D. S.; Buchwald, S. L. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6338-6361. Hartwig, J. F. Synlett 2006, 1283-1294.

Hartwig, J. F. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 2046-2067. Trabajos de la literatureTema 9:

- Lyons, T. W.; Sanford, M. S. Chem. Rev., 2010, 110, 1147-1169.- Ackermann, L.; Vicente, R.; Kapdi, A. R. Angew. Chem., Int. Ed., 2009, 48, 9792-9826.-Chen, X.; Engle, K. M.; Wang, D.-H.; Yu, J.-Q. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 5094-5115.-Mei, T.-S.; Kou, L., Ma, S.; Engle, K. M.; Yu, J.-Q. Synthesis 2012, 1-14.

- Alberico, D.; Scott, M. E.; Lautens, M. Chem. Rev. 2007, 107, 174-238.

- Trabajos de la literatureTema 10:-Beletskaya, I. P.; Cheprakov, A. V. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 2337-2364.- Ley, S. V.; Thomas, A. W. Angew. Chem Int. Ed. 2003, 42, 5400-5449.

-Evano, G.; Blanchard,N.; Toumi, M. Chem. Rev. 2008, 108, 30543131-Monnier, F.; Taillefer, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3096 3099- Beletskaya, I. P.; Ananikov, V. P. Chem. Rev. 2011, 111, 15961636

-Hua Fu, T. L. Synthesis, 2012, 44, 2805-2824.

-Cachi, S.; Fabrizi, G.; Goggiamani, Org. Biomol. Chem. 2011, 9, 641-652.-Bellina, F.; Rossi, R. Adv. Synth. Catal. 2010, 352, 1223-1276. Trabajos de la literatura