CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

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UNIVERSIDAD DE ALMERÍA Escuela Politécnica Superior y Facultad de Ciencias Experimentales Área de Química Orgánica Departamento de Química y Física CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS Memoria Trabajo Fin de Grado MIREYA GARCÍA MARTÍNEZ Junio 2013

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UNIVERSIDAD DE ALMERIacuteA

Escuela Politeacutecnica Superior y

Facultad de Ciencias Experimentales

Aacuterea de Quiacutemica Orgaacutenica

Departamento de Quiacutemica y Fiacutesica

CARACTERIZACIOacuteN Y REACTIVIDAD

DE COMPUESTOS ORGAacuteNICOS

Memoria Trabajo Fin de Grado

MIREYA GARCIacuteA MARTIacuteNEZ

Junio 2013

Caracterizacioacuten y reactividad de compuestos orgaacutenicos

Memoria del Trabajo Fin de Grado presentada por el Mireya Garciacutea Martiacutenez

Almeriacutea 8 de Julio de 2013

Fdo Mireya Garciacutea Martiacutenez

Directora del Trabajo Fin de Grado

Dra Miacuteriam Aacutelvarez Corral

Prof Titular de Quiacutemica Orgaacutenica de la Universidad de Almeriacutea

Con motivo de la presentacioacuten del Trabajo de Fin de Grado quiero expresar mi maacutes sincero agradecimiento a todas aquellas personas que han contribuido de una u otra manera a que este trabajo haya sido posible

En primer lugar a la Dra Miacuteriam Aacutelvarez Corral por el apoyo y confianza que ha depositado en miacute desde el principio por darme la oportunidad de entrar por primera vez en un laboratorio de investigacioacuten guiarme y ensentildearme con tanto carintildeo y dedicacioacuten

Tambieacuten me gustariacutea dar las gracias a los Dres Ignacio Rodriacuteguez Garciacutea y Manuel Muntildeoz Dorado por la cercaniacutea con la que me han tratado y por ayudarme durante el tiempo que he estado trabajando con ellos

A todos los compantildeeros de laboratorio Ana Beleacuten Cristoacutebal Ahmet Juanfer Juanma Mariacutea y Roberta

Gracias sobre todo a Carmen por estar siempre pendiente de miacute por resolverme todas las dudas que teniacutea y por la paciencia que ha tenido al ensentildearme a desenvolverme en el laboratorio porque sin tu ayuda no hubiese podido aprender lo mismo muchiacutesimas gracias

A mis compantildeeros de carrera por todos los momentos vividos en especial a Ana I por ser la mejor amiga que jamaacutes hubiese imaginado por interesarse preocuparse y animarme en cada momento y por ser mi mayor apoyo durante estos uacuteltimos cuatro antildeos espero que sigas sieacutendolo durante muchos antildeos maacutes

Mil gracias a mi familia por estar a mi lado en los buenos y malos momentos gracias por confiar siempre en miacute y por hacer siempre todo lo que estaacute en vuestra mano para que siga adelante cumpliendo mis suentildeos

IacuteNDICE

1

IacuteNDICE

I OBJETIVOS 4

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS 8

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN 16

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten 18

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico 18

3 Siacutentesis del primer precursor 19

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) 19 32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 20 33 Introduccioacuten del epoacutexido 20

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16 21 41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno 21 42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno 22

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8 23 44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno 24 y agua deuterada

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido 25 deuterado

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del 26 precursor

51 Siacutentesis del precursor 21 26

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) 26

512 Introduccioacuten del epoacutexido 26

52 Siacutentesis del precursor 24 27

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22) 27

2

522 Introduccioacuten del epoacutexido 23 27

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno 28

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con 28 fenildimetilvinilsilano (26)

IV EXPERIMENTAL 30

TEacuteCNICAS EXPERIMENTALES 32

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA 34

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 34

3 Introduccioacuten del epoacutexido 35

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno 35

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno 36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8 37

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno 37 y agua deuterada

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y 38 procesadacon aacutecido aceacutetico deuterado

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA 38

10 Introduccioacuten del epoacutexido 39

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo (22) con MCPBA 39

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23 40

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno 40

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y 41 fenildimetilvinilsilano (26)

V CONCLUSIONES 42

VI ESPECTROS 46

OBJETIVOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

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La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

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III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

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en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

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60

00

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5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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06

09

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7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

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43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 2: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

Caracterizacioacuten y reactividad de compuestos orgaacutenicos

Memoria del Trabajo Fin de Grado presentada por el Mireya Garciacutea Martiacutenez

Almeriacutea 8 de Julio de 2013

Fdo Mireya Garciacutea Martiacutenez

Directora del Trabajo Fin de Grado

Dra Miacuteriam Aacutelvarez Corral

Prof Titular de Quiacutemica Orgaacutenica de la Universidad de Almeriacutea

Con motivo de la presentacioacuten del Trabajo de Fin de Grado quiero expresar mi maacutes sincero agradecimiento a todas aquellas personas que han contribuido de una u otra manera a que este trabajo haya sido posible

En primer lugar a la Dra Miacuteriam Aacutelvarez Corral por el apoyo y confianza que ha depositado en miacute desde el principio por darme la oportunidad de entrar por primera vez en un laboratorio de investigacioacuten guiarme y ensentildearme con tanto carintildeo y dedicacioacuten

Tambieacuten me gustariacutea dar las gracias a los Dres Ignacio Rodriacuteguez Garciacutea y Manuel Muntildeoz Dorado por la cercaniacutea con la que me han tratado y por ayudarme durante el tiempo que he estado trabajando con ellos

A todos los compantildeeros de laboratorio Ana Beleacuten Cristoacutebal Ahmet Juanfer Juanma Mariacutea y Roberta

Gracias sobre todo a Carmen por estar siempre pendiente de miacute por resolverme todas las dudas que teniacutea y por la paciencia que ha tenido al ensentildearme a desenvolverme en el laboratorio porque sin tu ayuda no hubiese podido aprender lo mismo muchiacutesimas gracias

A mis compantildeeros de carrera por todos los momentos vividos en especial a Ana I por ser la mejor amiga que jamaacutes hubiese imaginado por interesarse preocuparse y animarme en cada momento y por ser mi mayor apoyo durante estos uacuteltimos cuatro antildeos espero que sigas sieacutendolo durante muchos antildeos maacutes

Mil gracias a mi familia por estar a mi lado en los buenos y malos momentos gracias por confiar siempre en miacute y por hacer siempre todo lo que estaacute en vuestra mano para que siga adelante cumpliendo mis suentildeos

IacuteNDICE

1

IacuteNDICE

I OBJETIVOS 4

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS 8

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN 16

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten 18

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico 18

3 Siacutentesis del primer precursor 19

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) 19 32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 20 33 Introduccioacuten del epoacutexido 20

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16 21 41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno 21 42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno 22

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8 23 44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno 24 y agua deuterada

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido 25 deuterado

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del 26 precursor

51 Siacutentesis del precursor 21 26

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) 26

512 Introduccioacuten del epoacutexido 26

52 Siacutentesis del precursor 24 27

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22) 27

2

522 Introduccioacuten del epoacutexido 23 27

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno 28

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con 28 fenildimetilvinilsilano (26)

IV EXPERIMENTAL 30

TEacuteCNICAS EXPERIMENTALES 32

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA 34

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 34

3 Introduccioacuten del epoacutexido 35

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno 35

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno 36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8 37

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno 37 y agua deuterada

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y 38 procesadacon aacutecido aceacutetico deuterado

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA 38

10 Introduccioacuten del epoacutexido 39

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo (22) con MCPBA 39

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23 40

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno 40

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y 41 fenildimetilvinilsilano (26)

V CONCLUSIONES 42

VI ESPECTROS 46

OBJETIVOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

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II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

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25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

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36

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33

35

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26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

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25

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43

3

58

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45

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34

41

99

84

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23

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04

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30

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22

22

53

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24

20

22

33

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22

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46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

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00

0

10

11

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15

9

10

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4

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1

60

34

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96

5

10

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2

90

23

2

Inte

gr

al

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38

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63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

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1

15

71

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26

1

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91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

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5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

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50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

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73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

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70

89

87

14

10

16

1

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18

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51

26

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50

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25

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( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

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567

D

20

24

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24

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EtO2C

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OCH2CH3

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SiMe3

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0

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0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

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EtO2C

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OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

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( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 3: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

Con motivo de la presentacioacuten del Trabajo de Fin de Grado quiero expresar mi maacutes sincero agradecimiento a todas aquellas personas que han contribuido de una u otra manera a que este trabajo haya sido posible

En primer lugar a la Dra Miacuteriam Aacutelvarez Corral por el apoyo y confianza que ha depositado en miacute desde el principio por darme la oportunidad de entrar por primera vez en un laboratorio de investigacioacuten guiarme y ensentildearme con tanto carintildeo y dedicacioacuten

Tambieacuten me gustariacutea dar las gracias a los Dres Ignacio Rodriacuteguez Garciacutea y Manuel Muntildeoz Dorado por la cercaniacutea con la que me han tratado y por ayudarme durante el tiempo que he estado trabajando con ellos

A todos los compantildeeros de laboratorio Ana Beleacuten Cristoacutebal Ahmet Juanfer Juanma Mariacutea y Roberta

Gracias sobre todo a Carmen por estar siempre pendiente de miacute por resolverme todas las dudas que teniacutea y por la paciencia que ha tenido al ensentildearme a desenvolverme en el laboratorio porque sin tu ayuda no hubiese podido aprender lo mismo muchiacutesimas gracias

A mis compantildeeros de carrera por todos los momentos vividos en especial a Ana I por ser la mejor amiga que jamaacutes hubiese imaginado por interesarse preocuparse y animarme en cada momento y por ser mi mayor apoyo durante estos uacuteltimos cuatro antildeos espero que sigas sieacutendolo durante muchos antildeos maacutes

Mil gracias a mi familia por estar a mi lado en los buenos y malos momentos gracias por confiar siempre en miacute y por hacer siempre todo lo que estaacute en vuestra mano para que siga adelante cumpliendo mis suentildeos

IacuteNDICE

1

IacuteNDICE

I OBJETIVOS 4

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS 8

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN 16

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten 18

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico 18

3 Siacutentesis del primer precursor 19

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) 19 32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 20 33 Introduccioacuten del epoacutexido 20

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16 21 41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno 21 42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno 22

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8 23 44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno 24 y agua deuterada

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido 25 deuterado

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del 26 precursor

51 Siacutentesis del precursor 21 26

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) 26

512 Introduccioacuten del epoacutexido 26

52 Siacutentesis del precursor 24 27

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22) 27

2

522 Introduccioacuten del epoacutexido 23 27

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno 28

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con 28 fenildimetilvinilsilano (26)

IV EXPERIMENTAL 30

TEacuteCNICAS EXPERIMENTALES 32

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA 34

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 34

3 Introduccioacuten del epoacutexido 35

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno 35

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno 36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8 37

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno 37 y agua deuterada

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y 38 procesadacon aacutecido aceacutetico deuterado

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA 38

10 Introduccioacuten del epoacutexido 39

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo (22) con MCPBA 39

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23 40

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno 40

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y 41 fenildimetilvinilsilano (26)

V CONCLUSIONES 42

VI ESPECTROS 46

OBJETIVOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

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52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

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95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

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50

94

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38

21

61

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54

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21

38

66

36

38

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25

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25

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13

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51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

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71

81

12

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1

89

85

5

Inte

gr

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42

13

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26

42

08

04

18

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84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

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58

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79

77

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54

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26

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9

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75

32

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0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

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OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

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05

7

63

20

0

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06

34

20

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79

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14

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47

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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7

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1

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90

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4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 4: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

IacuteNDICE

1

IacuteNDICE

I OBJETIVOS 4

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS 8

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN 16

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten 18

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico 18

3 Siacutentesis del primer precursor 19

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) 19 32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 20 33 Introduccioacuten del epoacutexido 20

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16 21 41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno 21 42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno 22

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8 23 44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno 24 y agua deuterada

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido 25 deuterado

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del 26 precursor

51 Siacutentesis del precursor 21 26

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) 26

512 Introduccioacuten del epoacutexido 26

52 Siacutentesis del precursor 24 27

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22) 27

2

522 Introduccioacuten del epoacutexido 23 27

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno 28

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con 28 fenildimetilvinilsilano (26)

IV EXPERIMENTAL 30

TEacuteCNICAS EXPERIMENTALES 32

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA 34

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 34

3 Introduccioacuten del epoacutexido 35

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno 35

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno 36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8 37

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno 37 y agua deuterada

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y 38 procesadacon aacutecido aceacutetico deuterado

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA 38

10 Introduccioacuten del epoacutexido 39

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo (22) con MCPBA 39

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23 40

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno 40

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y 41 fenildimetilvinilsilano (26)

V CONCLUSIONES 42

VI ESPECTROS 46

OBJETIVOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

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72

7

20

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7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 5: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

1

IacuteNDICE

I OBJETIVOS 4

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS 8

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN 16

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten 18

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico 18

3 Siacutentesis del primer precursor 19

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) 19 32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 20 33 Introduccioacuten del epoacutexido 20

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16 21 41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno 21 42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno 22

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8 23 44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno 24 y agua deuterada

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido 25 deuterado

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del 26 precursor

51 Siacutentesis del precursor 21 26

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) 26

512 Introduccioacuten del epoacutexido 26

52 Siacutentesis del precursor 24 27

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22) 27

2

522 Introduccioacuten del epoacutexido 23 27

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno 28

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con 28 fenildimetilvinilsilano (26)

IV EXPERIMENTAL 30

TEacuteCNICAS EXPERIMENTALES 32

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA 34

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 34

3 Introduccioacuten del epoacutexido 35

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno 35

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno 36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8 37

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno 37 y agua deuterada

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y 38 procesadacon aacutecido aceacutetico deuterado

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA 38

10 Introduccioacuten del epoacutexido 39

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo (22) con MCPBA 39

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23 40

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno 40

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y 41 fenildimetilvinilsilano (26)

V CONCLUSIONES 42

VI ESPECTROS 46

OBJETIVOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 6: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

2

522 Introduccioacuten del epoacutexido 23 27

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno 28

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con 28 fenildimetilvinilsilano (26)

IV EXPERIMENTAL 30

TEacuteCNICAS EXPERIMENTALES 32

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA 34

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11) 34

3 Introduccioacuten del epoacutexido 35

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno 35

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno 36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8 37

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno 37 y agua deuterada

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y 38 procesadacon aacutecido aceacutetico deuterado

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA 38

10 Introduccioacuten del epoacutexido 39

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo (22) con MCPBA 39

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23 40

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno 40

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y 41 fenildimetilvinilsilano (26)

V CONCLUSIONES 42

VI ESPECTROS 46

OBJETIVOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

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6

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96

1

Inte

gr

al

59

21

35

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12

58

80

45

85

96

58

39

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56

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86

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5

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21

19

54

11

74

01

17

15

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49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

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36

7

93

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9

Inte

gr

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25

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22

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20

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22

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21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

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01

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11

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9

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4

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5

10

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90

23

2

Inte

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25

22

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71

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26

1

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91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

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0

35

91

9

10

00

0

10

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8

12

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20

78

7

11

52

81

90

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20

49

1

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4

11

79

1

93

41

5

Inte

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32

50

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47

16

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25

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73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

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01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

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0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

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OCH2CH3

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EtO2C

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OCH2CH3

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0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 7: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

OBJETIVOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

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5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

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14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

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78

20

26

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9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

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84

41

24

4

21

47

42

05

98

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73

8

08

49

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82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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7

36

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4

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72

7

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7

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39

1

Inte

gr

al

74

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76

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76

41

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03

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4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 8: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

5

I OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo fin de grado es alcanzar las competencias asociadas a un laboratorio de investigacioacuten del aacuterea de quiacutemica orgaacutenica

Con este fin en primer lugar se haraacute una buacutesqueda bibliograacutefica en revistas internacionales sobre reacciones similares a las propuestas

En segundo lugar se plantearaacute realizar la siacutentesis de nuevos compuestos utilizando reacciones habituales en quiacutemica orgaacutenica asiacute como otras con mayor grado de dificultad e incluso algunas no exploradas previamente

Ademaacutes se utilizaraacuten teacutecnicas espectroscoacutepicas como la resonancia magneacutetica nuclear para la elucidacioacuten estructural de compuestos orgaacutenicos obtenidos

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

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14

06

43

33

86

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36

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35

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26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

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00

01

71

81

12

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1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

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41

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28

09

9

21

74

42

15

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20

89

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20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

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35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

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40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

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18

54

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89

62

78

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26

94

9

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20

50

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00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

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41

24

4

21

47

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05

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12

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08

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

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74

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07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

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( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 9: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

6

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

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2

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23

2

Inte

gr

al

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71

62

3

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63

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25

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5

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76

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58

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15

71

01

53

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15

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03

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61

10

22

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

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0

35

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00

0

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49

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4

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79

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93

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gr

al

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50

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91

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38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

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73

32

56

23

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06

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58

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4

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88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

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( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

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567

D

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24

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52

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

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3

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6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

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EtO2C

O

SiMe3

1

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SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 10: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

ANTECEDENTES

BIBLIOGRAacuteFICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 11: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

9

II ANTECEDENTES BIBLIOGRAacuteFICOS

Uno de los objetivos principales en la siacutentesis orgaacutenica es la formacioacuten de enlaces carbono-carbono Los meacutetodos maacutes empleados para conseguirlo suelen estar basados en el uso de carbaniones y carbocationes sin embargo la quiacutemica organometaacutelica ha despertado un gran intereacutes en los uacuteltimos tiempos producieacutendose un incremento del estudio de su reactividad y su selectividad

En este sentido la mayoriacutea de los metales de transicioacuten son uacutetiles en la formacioacuten de radicales ya que pueden llevar a cabo reducciones monoelectroacutenicas generando especies radicalarias cuya evolucioacuten dependeraacute de las condiciones del medio de reaccioacuten

El titanio es el seacuteptimo metal maacutes abundante de la Tierra (el segundo de los metales de transicioacuten tras el hierro) y numerosos derivados de titanio son inocuos para la salud y respetuosos con el medio ambiente1 Los catalizadores de titanio especialmente utilizados en proporciones subestequiomeacutetricas son agentes que respetan muchos de los principios de la Quiacutemica Verde facilitando procesos de quiacutemica sostenible Entre los complejos de titanio utilizados como catalizadores emerge en los uacuteltimos antildeos el cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) (Cp2TiCl) uno de los agentes de transferencia monoelectroacutenica desarrollados en las uacuteltimas deacutecadas que ha demostrado mayor eficacia en quiacutemica de radicales libres

El Cp2TiCl es capaz de promover yo catalizar transformaciones tan uacutetiles como las aperturas homoliacuteticas de epoacutexidos2 las ciclaciones en cascada de epoxiolefinas3 las adiciones tipo Michael a aldehiacutedos conjugados4 los acoplamientos tipo Reformatsky entre α-halocetonas y aldehiacutedos5 los acoplamientos pinacoliacutenicos de aldehiacutedos y cetonas6los procesos de transferencia de hidroacutegeno del agua a

1D J Ramoacuten M Yus Chem Rev 2006 106 2126 2a) A Gansaumluer H Bluhm M Pierobon J Am Chem Soc 1998 120 12849-12859 b) A F Barrero A Rosales J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2003 5 1935-1938 3a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778-1788 b) A Gansaumluer T Lauterbach D Geich-Gimbel Chem Eur J 2004 10 4983-4990 c) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2004 69 5803-5806 d) J Friedrich M Dolg A Gansaumluer D Geich-Gimbel T Lauterbach J Am Chem Soc 2005 127 7071-7077 e) J Justicia J E Oltra J M Cuerva J Org Chem 2005 70 8265-8272 f) J Justicia J L Oller-Loacutepez A G Campantildea J E Oltra J M Cuerva E Buntildeuel D J Caacuterdenas J Am Chem Soc 2005 127 14911-14921 g) A Gansaumluer J Justicia A Rosales D Worgull B Rinker J M Cuerva J E Oltra Eur J Org Chem 2006 4115-4127 h) A Rosales C Loacutepez-Saacutenchez M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado Lett Org Chem 2007 4 553-555 i) J Justicia A G Campantildea B Bazdi R Robles J M Cuerva J E Oltra Adv Synth Catal 2008 350 571-576 j) J Justicia L Aacutelvarez de Cienfuegos R E Esteacutevez M Paradas Ana M Lasanta Juan L Oller A Rosales J M Cuerva J E Oltra Tetrahedron2008 64 11938-11943 4 R E Esteacutevez J L Oller-Loacutepez R Robles C R Melgarejo A Gansaumluer J M Cuerva J E Oltra Org Lett 2006 8 5433-5436 5 R E Esteacutevez M Paradas A Millaacuten T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2008 73 1616-1619 6 M Paradas A G Campantildea R E Esteacutevez L Aacutelvarez de Cienfuegos T Jimeacutenez R Robles J M Cuerva J E Oltra J Org Chem 2009 74 3616-3619

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

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32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

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Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

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12

58

80

45

85

96

58

39

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40

56

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25

63

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41

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14

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86

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25

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19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

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8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

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25

03

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34

41

99

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22

22

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24

20

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22

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46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

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3

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00

0

10

11

8

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15

9

10

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4

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9

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5

10

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2

90

23

2

Inte

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al

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38

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75

25

22

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71

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1

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91

20

38

34

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61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

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8

12

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20

78

7

11

52

81

90

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20

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4

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79

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Inte

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32

50

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47

16

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45

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25

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73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

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01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

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0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

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OCH2CH3

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EtO2C

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OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

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( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 12: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

10

alquenos7alquinos7cetonas8 y radicales libres9 o las reacciones de formacioacuten de anillos de THF10 entre otros

El complejo de titanio(III) Cp2TiCl se ha mostrado sumamente uacutetil para catalizar reacciones de alilacioacuten y propargilacioacuten de compuestos carboniacutelicos generando mezclas raceacutemicas de alcoholes homoaliacutelicos y homopropargiacutelicos con rendimientos elevados Se observoacute que la combinacioacuten MnMe3SiClcolidina podiacutea regenerar de forma eficaz el Cp2TiIIICl in situ a partir del pre-catalizador comercial Cp2TiCl2

11El ciclo cataliacutetico geneacuterico propuesto para este tipo de reacciones se muestra en el esquema 1

Esquema 1 Ciclo cataliacutetico geneacuterico para la adicioacuten de bromuro de alilo a compuestos carboniacutelicos catalizada por Ti(III)

Esta observacioacuten llevoacute a intentos de reacciones tipo Barbier de bromuro de alilo con aldehiacutedos y cetonas catalizadas con titanoceno(III)12 En el esquema 2 se muestra un ejemplo de este tipo de reaccioacuten

7 A G Campantildea R E Esteacutevez N Fuentes R Robles J M Cuerva E Buntildeuel D Caacuterdenas J E Oltra Org Lett 2007 9 2195-2198 8 a) A F Barrero A Rosales J M Cuerva A Gansauumler J E Oltra TetrahedronLett2003 44 1079-1082 b) M Paradas A G Campantildea M L Marcos J Justicia A Haidour R Robles D J Caacuterdenas J E Oltra J M Cuerva Dalton Trans 2010 39 8796-8800 9 a) A F Barrero J E Oltra J M Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571 b) J M Cuerva A G Campantildea J Justicia A Rosales J L Oller-Loacutepez R Robles D Caacuterdenas E Buntildeuel J E Oltra Angew Chem Int Ed 2006 45 5522-5526 c) M Paradas A G Campantildea T Jimeacutenez R Robles J E Oltra E Buntildeuel J Justicia D J Caacuterdenas J M Cuerva J Am Chem Soc 2010 132 12748-12756 10A Gansauumler A Fleckhaus M A Lafont A Okkel K Kotsis A Anoop F Neese J Am Chem Soc 2009 131 16989-16999 11 a) J Justicia A Rosales E Buntildeuel J L Oller-Loacutepez M Valdivia A Haiumldour J E Oltra A F Barrero D J Caacuterdenas J M Cuerva Chem Eur J 2004 10 1778 12 A Rosales J L Oller-Loacutepez J Justicia A Gansauumler J E Oltra J M Cuerva Chem Commun 2004 2628-2629

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 13: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

11

(80)

64 16

(94)

Esquema 2 Reaccioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos catalizada con titanoceno(III)

Se ha realizado la versioacuten intramolecular de la reaccioacuten de alilacioacuten obtenieacutendose tanto carbociclos como heterociclos13

Esquema 3 Formacioacuten de heterociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada por titanoceno (III)

Esquema 4 Formacioacuten de carbociclos mediante reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular catalizada con titanoceno(III)

Ademaacutes la reaccioacuten puede ser conducida enantioselectivamente usando un catalizador de titanio quiral13

Esquema 5 Reaccioacuten de alilacioacuten enantioselectiva con un catalizador de titanio quiral

En el antildeo 2008 se demostroacute que los metales de transicioacuten como paladio y niacutequel eran capaces de regular la reactividad del titanio(III) para lograr alilaciones selectivas de compuestos carboniacutelicos y alquenos mediante el uso de carbonatos aliacutelicos y

13R E Esteacutevez J Justicia B Bazdi N Fuentes M Paradas D Choquesillo-Lazarte J M Garciacutea-Ruiz R Robles A Gansauumler J M Cuerva J E Oltra Chem Eur J2009 15 2774-2791

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

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02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

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00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

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52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

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73

87

67

38

53

53

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32

56

23

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58

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4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

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1

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51

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04

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-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

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81

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1

89

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5

Inte

gr

al

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52

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35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

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40

05

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0

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03

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Inte

gr

al

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5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

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0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

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3

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 14: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

12

(75)

(95)

carboxilatos en lugar de alil haluros como reactivos de alilacioacuten14 La reaccioacuten se hizo tanto intermolecular como intramolecular

Esquema 6 Reaccioacuten de alilacioacuten intermolecular de un compuesto carboniacutelico con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Esquema 7 Reaccioacuten de alilacioacuten intramolecular de un alqueno con un alil carbonato catalizada por paladiotitanio

Tambieacuten se ha desarrollado un nuevo meacutetodo para la propargilacioacuten de una gran variedad de aldehiacutedos y cetonas catalizada con complejos de titanoceno(III) Estas reacciones ocurren a temperatura ambiente y bajo condiciones suaves hacieacutendolas compatibles con numerosos grupos funcionales y obtenieacutendose alcoholes homopropargiacutelicos con excelentes rendimientos15

Esquema 8 Propargilacioacuten tipo Barbier de aldehiacutedos y cetonas catalizada con Ti(III)

Entre 1988 y 1994 Nugent y Rajanbabu16 introdujeron un nuevo concepto en la quiacutemica de epoacutexidos la apertura homoliacutetica inducida por titanoceno(III) En presencia de un exceso de cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III) el enlace carbono-oxiacutegeno de los oxiranos se rompe homoliacuteticamente formaacutendose un carbono radical Dicho radical se puede reducir al correspondiente alcohol o puede participar en procesos de formacioacuten de enlaces carbono-carbono En este tipo de reacciones se genera el radical

14 A G Campantildea B Bazdi N Fuentes R Robles J M Cuerva J E Oltra S Porcel A Echavarren Angew Chem Int Ed 2008 47 7515-7519 15 J Justicia I Sancho-Sanz E Alvarez-Manzaneda J E Oltra JM Cuerva Adv SynthCatal2009 351 2295-2300 16a) W A Nugent T V Rajanbabu J Am Chem Soc1988 110 8561 b) T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1989 111 4525 T V Rajanbabu W A Nugent M S Beattie J Am Chem Soc1990 112 6408 T V Rajanbabu W A Nugent J Am Chem Soc 1994 116 986

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

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59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

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41

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11

14

40

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14

06

43

33

86

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36

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33

35

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26

20

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59

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25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

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43

3

58

64

45

77

34

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99

84

18

99

35

84

23

57

72

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48

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04

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28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

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50

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38

21

61

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21

38

66

36

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46

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09

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51

-0

93

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( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

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4

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D

20

24

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24

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52

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0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

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SiMe3

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6 7 8

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OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

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94

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gr

al

58

20

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78

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00

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

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3

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OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

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- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

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Inte

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H

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EtO2C1

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 15: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

13

maacutes sustituido dando lugar a regioquiacutemicas contrarias a las observadas en aperturas nucleofiacutelicas de epoacutexidos17

Esquema 9 Ciclacioacuten de una epoxiolefina catalizada por Ti (III)

Por otro lado se ha comprobado que el uso de un grupo sililo en una posicioacuten adecuada permite controlar reacciones orgaacutenicas que implican compuestos intermedios carbocatioacutenicos carbanioacutenicos y carborradicales18 Ademaacutes del impedimento esteacuterico ocasionado por el grupo sililo el efecto electroacutenico asociado al aacutetomo de silicio tiene un papel esencial19 Los efectos electroacutenicos y esteacutericos resultantes de los grupos unidos al aacutetomo de silicio han sido estudiados para la reaccioacuten de adicioacuten de cetonas a alilsilanos20 Los rendimientos obtenidos fueron mayores para el caso de grupos pequentildeos y electrodonadores siendo el grupo trimetilsililo el que consiguioacute mejores resultados

La eficacia del grupo sililo en reacciones radicalarias con alilsilanos se debe a la estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten beta con respecto al aacutetomo de silicio Esta estabilizacioacuten ocurre por σ-π hiperconjugacioacuten (efecto inductivo) cuando el grupo enlazado al aacutetomo de silicio es electrodonador mientras que si este grupo es electroatractor la estabilizacioacuten seraacute por p-d homoconjugacioacutenEl mecanismo que se ha propuesto para estas reacciones de adicioacuten de cetonas a alilsilanos es el siguiente

Esquema 10 Adicioacuten oxidativa de cetonas a alilsilanos

17S Murai T Murai S Kato Comprehensive Organic Synthesis Vol 8 Reduction Eds Trost B M Fleming I Pergamon Press Oxford 1991 pp 871-893 18 a) A R Bassindale P G Taylor The Chemistry of Organic Silicon Compounds Eds S Patai Z Rappoport Wiley New York 1989 Part 2 Chapter 14 pp 893-956 b) J R Hwu H V Patel Synlett1995 989-996 c) J B Lambert TetrahedronLett 1990 46 2677-2689 19 J R Hwu B L Chen S S Shiao J Org Chem 1995 60 2448-2455 20J R Hwu K Y King I F Wu G H Hakimelahi Tetrahedron Lett1998 39 3721-3724

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 16: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

14

La adicioacuten de alilsilanos a epoacutexidos es una reaccioacuten bien conocida que ha tenido un gran potencial sinteacutetico en la preparacioacuten de alcoholes asimeacutetricos debido a la formacioacuten de un nuevo centro estereogeacutenico Sin embargo la necesidad de utilizar cantidades estequiomeacutetricas de aacutecidos de Lewis fuertes junto con la baja reproducibilidad de los resultados hace que el proceso sea menos favorable

Recientemente en nuestro grupo de investigacioacuten se ha realizado un novedoso estudio de las reacciones de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos catalizadas por Cp2TiCl2 para la formacioacuten de nuevos alcoholes carbociacuteclicos que puedan ser usados en la siacutentesis de productos naturales u otros compuestos importantes21 En este tipo de reacciones se utilizan cantidades cataliacuteticas del complejo de titanio consiguieacutendose un proceso altamente reproducible mediante el que se obtienen productos ciacuteclicos con buenos rendimientos Ademaacutes la posibilidad de usar ligandos quirales hace que este meacutetodo sea auacuten maacutes atractivo al permitir la preparacioacuten de productos enantioselectivamente Algunas reacciones de ciclacioacuten que no se consiguieron mediante el tratamiento de la sustancia con TiCl4 y BF3Et2O en presencia de cantidades cataliacuteticas de Cp2TiCl2 y exceso de manganeso Me3SiCl y 246-colidina siacute dieron lugar al producto ciacuteclico deseado

Esquema 11 Reaccioacuten de ciclacioacuten de alilsilanos y epoacutexidos con titanoceno

Para continuar el estudio de las reacciones dirigidas o promovidas por titanio este trabajo de investigacioacuten va a explorar la ciclacioacuten intramolecular entre vinilsilanos y epoacutexidos

21 C Hernaacutendez-Cervantes M Aacutelvarez-Corral M Muntildeoz-Dorado I Rodriacuteguez-Garciacutea J E Oltra ldquoTitanium catalized cyclizations of allylsilanes and epoxidesrdquo Libro de Actas SMSOC-4 2012 p 85

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 17: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

RESULTADOS

Y DISCUSIOacuteN

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 18: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

16

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 19: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

17

III RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado la siacutentesis de una serie de compuestos difuncionales epoacutexidotitanoceno y se han usado como precursores para estudiar las reacciones de ciclacioacuten intramoleculares catalizadas con titanoceno

El complejo de titanio utilizado el Cp2TiCl se genera in situ mediante la reduccioacuten de titanio IV en presencia de un metal de transicioacuten que en este caso seraacute manganeso

1 Estudio de la reaccioacuten de ciclacioacuten

Uno de los objetivos de este trabajo es la realizacioacuten de reacciones de ciclacioacuten intramolecular empleando titanoceno(III) El estudio previo de este tipo de reacciones con epoacutexidos y alilsilanos en el grupo de investigacioacuten nos ha llevado a investigar si los resultados obtenidos con dichos compuestos seraacuten los mismos al utilizar vinilsilanos Esta es la primera vez que se realizan reacciones de ciclacioacuten intramolecular de vinilsilanos catalizadas con Cp2TiCl por lo que el resultado obtenido es totalmente desconocido y novedoso El intereacutes en el empleo de vinilsilanos se debe a la posible estabilizacioacuten del radical generado en posicioacuten alfa al silicio

La reaccioacuten general que representa el proceso se muestra en el esquema 12

1 2

Esquema 12 Reaccioacuten general de ciclacioacuten entre epoacutexidos y vinilsilanos catalizada por titanoceno(III)

Ademaacutes se abordaraacute el mecanismo de la reaccioacuten de ciclacioacuten modificando las condiciones de la misma con el objetivo de comprobar la formacioacuten del radical en posicioacuten alfa al silicio para un posible futuro estudio de la introduccioacuten de otro grupo en dicha posicioacuten con el fin de continuar funcionalizando la moleacutecula

2 Anaacutelisis retrosinteacutetico

Otro de los objetivos de este trabajo es la preparacioacuten de los compuestos difuncionales del tipo 1 El anaacutelisis retrosinteacutetico planteado es el que aparece en el esquema 13 El compuesto 1 se obtendraacute mediante una reaccioacuten de condensacioacuten en la que se introduciraacute el epoacutexido 4 al vinilsilano 3 Se trata de una reaccioacuten de sustitucioacuten nucleofiacutelica entre un haluro y un compuesto carboniacutelico en la que se utiliza como base fuerte NaH para desprotonar la posicioacuten al grupo carbonilo e introducir el epoacutexido

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

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21

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90

12

58

80

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85

96

58

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5

11

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19

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11

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01

17

15

11

49

51

14

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-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

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9

16

54

1

40

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0

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08

8

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0

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7

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9

Inte

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45

77

34

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18

99

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23

57

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04

19

28

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92

81

22

22

53

72

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20

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22

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21

19

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00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

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01

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00

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10

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15

9

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2

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23

2

Inte

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43

4

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3

38

81

63

87

09

27

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62

56

75

25

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5

18

00

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76

29

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1

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53

09

15

26

1

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91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 20: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

18

Para la obtencioacuten del compuesto 3 se realizaraacute una reaccioacuten de metaacutetesis de olefinas cruzada entre dos alquenos monosustituidos (5 y 6) generaacutendose un alqueno disustituido

Por uacuteltimo el epoacutexido 4 se generaraacute a partir del correspondiente haloalqueno 7 por reaccioacuten de epoxidacioacuten empleando aacutecido m-cloropenbenzoico

Esquema 13Anaacutelisisretrosinteacutetico

3 Siacutentesis del primer precursor

La primera ruta consiste en la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten con un grupo fenilo unido al epoacutexido (1 R1=H R2= Ph)

31 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8)

La primera reaccioacuten y la maacutes sencilla consiste en la obtencioacuten del epoacutexido a partir del alqueno comercial 8

Esquema 14 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8 La reaccioacuten se lleva a cabo con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente obtenieacutendose el producto 9 (93 de rendimiento)Se consiguioacute una conversioacuten cuantitativa por lo que no fue necesario purificar el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observan las sentildeales a 384 y 334 ppm correspondientes a los protones del anillo oxirano (H-1 y H-2) asiacute como la desaparicioacuten de las sentildeales caracteriacutesticas de los protones del alqueno 8

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

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11

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14

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74

5

11

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21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

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9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

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0

17

30

1

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31

8

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36

7

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37

9

Inte

gr

al

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03

97

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03

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58

64

45

77

34

41

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84

18

99

35

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23

57

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48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

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01

99

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40

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3

10

00

0

10

11

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10

15

9

10

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4

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10

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1

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34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

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5

18

00

71

76

29

17

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1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 21: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

19

32 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

La segunda reaccioacuten para la siacutentesis del precursor de ciclacioacuten es una reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la formacioacuten del grupo vinilsilano Para ello se utilizan como reactivos alilmalonato de etilo (10) y trimetilvinilsilano (11) En primer lugar se intentoacute realizar la reaccioacuten utilizando el catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) pero no se produjo la reaccioacuten Afortunadamente la probar la reaccioacuten con el catalizador de Hoveyda-Grubbs (15) siacute se consiguioacute el producto deseado

Esquema 15 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Esquema 16 Estructuras de catalizador de Grubbs de 2ordf generacioacuten (14) y catalizador de Hoveyda-Grubbs (15)

La reaccioacuten se obtuvo con eacutexito a pesar de que una pequentildea parte del compuesto 10 sufrioacute isomerizacioacuten del doble enlace formaacutendose el producto 13 El crudo de reaccioacuten se pudo purificar por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 12 puro con un rendimiento del 69 al lograr separarlo de la fraccioacuten correspondiente al producto 13

En el espectro de 1H RMN se corrobora el eacutexito de la reaccioacuten de metaacutetesis con las sentildeales a 596 y 575 ppm que corresponden a los protones olefiacutenicos (H-3 y H-4 respectivamente) asiacute como la sentildeal singlete a 003 ppm de los grupos metilo unidos a silicio

33 Introduccioacuten del epoacutexido

La introduccioacuten del grupo funcional epoacutexido se va a realizar aprovechando el caraacutecter aacutecido del protoacuten en posicioacuten alfa al carbonilo utilizando el compuesto 9 previamente sintetizado

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 22: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

20

Esquema 17Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido

La reaccioacuten se lleva a cabo en presencia de una base fuerte (NaH) de manera que abstrae el protoacuten aacutecido y se forma el correspondiente enolato que actuacutea como nucleoacutefilo sobre el bromoalcano Se forma el producto 16 con un 72 de rendimiento tras purificarlo por cromatografiacutea en columna

En esta reaccioacuten no reacciona todo el producto de partida obtenieacutendose junto con el producto 16 parte del compuesto 12 que queda sin reaccionar a pesar de repetir la reaccioacuten aumentando el tiempo de la misma o la cantidad de NaH Como ambos compuestos tienen un Rf muy parecido no se consigue separarlos por lo que una pequentildea porcioacuten de producto de partida se arrastraraacute hasta la siguiente reaccioacuten (ciclacioacuten)

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales caracteriacutesticas del protoacuten H-6 a 305 ppm que aparece como un doble triplete y que nos indica que la introduccioacuten del epoacutexido se ha conseguido asiacute como la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido del compuesto 12 a 346 ppm

4 Estudio de ciclaciones con titanoceno del compuesto 16

41 Ciclacioacuten cataliacutetica con titanoceno

La primera ciclacioacuten que se realiza del producto 16 con titanoceno es en condiciones cataliacuteticas para comprobar si estos compuestos con vinilsilanos ciclan en el mismo sentido que los alilsilanos Para ello se utilizan las condiciones de reaccioacuten optimizadas para los compuestos con alilsilanos en nuestro grupo21

Esquema 18Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 con un rendimiento del 91 (crudo de reaccioacuten)

Las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 17 en el espectro de 1H RMN son las correspondientes al protoacuten oxigenado H-3 que aparece como un triple doblete a 381 ppm y H-7 y H-7acute como dos dobles dobletes a 043 y 028 ppm respectivamente que indican el eacutexito de la reaccioacuten

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 23: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

21

Para reducir el titanio (IV) a titanio (III) se utiliza manganeso como agente reductor Como ya se ha dicho la reaccioacuten es cataliacutetica por lo que el titanoceno se utilizaraacute en cantidades subestequiomeacutetricas siendo necesario un agente para que el catalizador se regenere y la reaccioacuten continuacutee su curso Asiacute el agente regenerador seraacute una disolucioacuten de cloruro de trimetilsililo y 246-colidina en THF

El ciclo cataliacutetico que se propone es el siguiente en el que se formariacutea un compuesto intermedio (18) que tendriacutea un carbono radical en alfa de silicio

Esquema 19 Ciclo cataliacutetico de vinilsilanos con epoacutexidos catalizado por titanoceno(III)

La reaccioacuten se puede seguir faacutecilmente gracias a los cambios de color que se producen

Esquema 20 Cambios de color en la reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III)

42 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno

En este caso la reaccioacuten de ciclacioacuten se realiza empleando cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno de manera que no es necesario el uso de agentes regeneradores El objetivo de hacer la reaccioacuten estequiomeacutetrica es doble Primero comprobar que el resultado es el mismo que en condiciones cataliacuteticas y segundo hacer un estudio

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 24: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

22

mecaniacutestico En concreto pretendemos conocer la procedencia del protoacuten en alfa al silicio ya que al no utilizar ni TMSCl ni colidina no existe ninguna fuente de protoacuten en el medio de reaccioacuten excepto el propio disolvente (THF) De manera que dicho protoacuten soacutelo puede proceder del disolvente o en su caso puede ocurrir que el titanio se encuentre unido a esa posicioacuten formando un compuesto organotitanio hasta el procesado de la reaccioacuten momento en el que captariacutea el protoacuten procedente del HClH2O empleado en dicho procesado

La reaccioacuten se lleva a cabo siguiendo las condiciones de reaccioacuten descritas en bibliografiacutea para las condiciones estequiomeacutetricas21Una vez que ha finalizado la reaccioacuten se le adiciona D2O y se agita durante una hora tras lo cual se realiza el procesado ya empleado en el caso cataliacutetico que incluye el tratamiento con una disolucioacuten acuosa de HCl al 5

Esquema 21 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

Se obtiene el producto de ciclacioacuten 17 al igual que en el caso cataliacutetico No se observa la introduccioacuten de deuterio sino que se observan las sentildeales correspondientes a los protones H-7 y H-7acute a 043 y 020 ppm ambos dobles dobletes El crudo de reaccioacuten de purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el producto 17 puro con un 35 de rendimiento

43 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y THF-d8

El hecho de que el compuesto obtenido no hubiese incorporado deuterio tras haber estado el crudo de reaccioacuten en contacto con D2O nos hizo plantearnos la posibilidad de que fuese el THF el agente responsable de ceder ese protoacuten Para comprobarlo se repite la reaccioacuten utilizando en este caso THF deuterado y titanoceno en cantidades estequiomeacutetricas

Esquema 22 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

Sin embargo se vuelve a obtener producto 17 no deuterado lo que corrobora que el THF no es capaz de romper el enlace carbono-titanio y ceder el protoacuten al carbono

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44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

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REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 25: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

23

44 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con el complejo de titanoceno y agua deuterada

La reaccioacuten vuelve a realizarse con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y se estudia de nuevo la introduccioacuten de deuterio en la posicioacuten alfa al silicio pero en este caso utilizando un complejo de titanio con D2O22

Se antildeade agua deuterada esta vez al medio de reaccioacuten de manera que en primer lugar se reduce el titanio con manganeso formaacutendose el complejo Cp2TiCl de color verde Inmediatamente despueacutes de la obtencioacuten del complejo verde de titanio(III) se antildeade agua deuterada de manera que se genera un complejo azul con el titanio(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O En ese momento es cuando se adiciona el sustrato a ciclar

Esquema 23 Formacioacuten del complejo de titanio(III) con D2O y sus cambios de color

Esquema 24 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Esta vez siacute se obtiene el producto de ciclacioacuten deuterado en posicioacuten alfa al silicio como puede observarse en su espectro de 1H RMN con la desaparicioacuten de la sentildeal de H-7acutea 020 ppm y con el cambio en el acoplamiento de H-7 que pasa de ser un doble doblete a un doblete a 038 ppm con constante de acoplamiento de 2 Hz Ademaacutes en el espectro de 13C RMN se puede observar una sentildeal triplete correspondiente al carbono C-7 que contiene deuterio

El producto 18 se obtiene puro tras purificar por cromatografiacutea en columna con un rendimiento de 66

22 AF Barrero JE Oltra JM Cuerva A Rosales J Org Chem 2002 67 2566-2571

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 26: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

24

Esquema 25Comparacioacuten de espectros de 1H RMN y 13C RMN de los compuestos 17 y 18

45 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno y procesada con aacutecido deuterado

El uacuteltimo intento de introduccioacuten de deuterio en el producto de ciclacioacuten se realiza con cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y en ausencia de fuentes de protoacuten excepto el THF que ya se ha descartado en el tercer experimento

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3Cp2TiCl2 (25 eq) Mn (8 eq)

THF t a 16 horas

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

16 17

Esquema 26 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

Al carecer de aacutecido clorhiacutedrico deuterado el procesado se lleva a cabo antildeadiendo una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico deuterado en agua deuterada bajo atmoacutesfera inerte para evitar la presencia de protones El procesado de la reaccioacuten fue muy complicado ya que se formaron emulsiones difiacuteciles de romper

Al crudo obtenido no se le pudo hacer un espectro de protones aceptable al no ser posible ajustar el campo magneacutetico en el espectroacutemetro de RMN Esto podriacutea deberse a que no se habiacutea roto el enlace C-Ti durante el procesado realizado y la presencia del metal dificultaba el ajuste

Por ello no nos quedoacute maacutes remedio que tratar ese crudo con la disolucioacuten de HCl al 5 y fue entonces cuando siacute se pudo obtener un espectro de protones vaacutelido pero se obtuvo el compuesto con hidroacutegeno en lugar de deuterio como era de esperar

1H RMN

13C RMN

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 27: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

25

Queda pendiente de realizar el procesado con DCl para terminar de corroborar que en condiciones estequiomeacutetricas se forma un compuesto organometaacutelico con un enlace C-Ti que se rompe cuando se antildeade aacutecido clorhiacutedrico

5 Estudio de ciclaciones modificando algunas partes de la estructura del precursor

51 Siacutentesis del precursor 21

511 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19)

La reaccioacuten de epoxidacioacuten se consigue con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente y en las mismas condiciones de la anterior epoxidacioacuten

Esquema 27 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

Se obtiene el compuesto 20 con un rendimiento del 94 y una buena conversioacuten por lo que no se purificoacute el crudo de reaccioacuten

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado a 351 ppm como doble doblete (H-2) que nos indica la formacioacuten de epoacutexido y desaparecen las sentildeales correspondientes al alqueno 19

512 Introduccioacuten del epoacutexido

En esta reaccioacuten se aprovecha el caraacutecter aacutecido del protoacuten en alfa a los grupos carbonilos de manera que se emplea una base fuerte como es el NaH para desprotonar en esta posicioacuten y adicionarse al compuesto 20

Esquema 28 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 28: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

26

Las primeras veces que se intentoacute esta reaccioacuten fue calentando a 50oC y se observoacute que el epoacutexido no se introduciacutea y ademaacutes desapareciacutea con lo que en el espectro de 1H RMN soacutelo se observaban las sentildeales correspondientes al producto de partida 10 Sin embargo cuando se aumentoacute la temperatura hasta 80oC en el crudo de reaccioacuten siacute se observaron la sentildeal a 221 ppm (doble doblete caracteriacutestico de H-6) asiacute como la desaparicioacuten de la sentildeal del protoacuten aacutecido a 346 ppm aunque quedaba parte de producto de partida (10) sin reaccionar Se intentoacute purificar mediante cromatografiacutea en columna y fue entonces cuando el producto se degradoacute y apenas se pudo recuperar compuesto por lo que no se consiguioacute llegar al paso final de ciclacioacuten

52 Siacutentesis del precursor 24

521 Epoxidacioacuten bromuro de crotilo (22)

Se produce la epoxidacioacuten del alqueno bromuro de crotilo por reaccioacuten con aacutecido m-cloroperbenzoico a temperatura ambiente

Esquema 29 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

Se obtiene el compuesto 23 con un rendimiento del 72 No se purificoacute el crudo de reaccioacuten puesto que el compuesto teniacutea una pureza aceptable

En el espectro de 1H RMN se observa la sentildeal del protoacuten oxigenado H-2 a 350 ppm que aparece como doble doblete Ademaacutes no se observan las sentildeales caracteriacutesticas del alqueno 22 lo que indica que la reaccioacuten se ha llevado a cabo con eacutexito

522 Introduccioacuten del epoacutexido

Una vez maacutes se emplea como base fuerte NaH para desprotonar al producto de metaacutetesis aprovechando el caraacutecter aacutecido de su protoacuten en posicioacuten alfa a los carbonilos

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C+

O

BrNaH DMF N2

15-corona-5 50oC18 horas

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

10 23 24

Esquema 30 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 29: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

27

Se obtiene el compuesto puro 24 con un rendimiento bastante bajo (33) tras purificarlo por columna cromatograacutefica ya que gran parte del producto de partida (10) queda sin reaccionar

En el espectro de 1H RMN se pueden observar las sentildeales maacutes caracteriacutesticas del producto 24 a 284 ppm (H-6 y H-7) y la desaparicioacuten del protoacuten aacutecido H-3 a 346 ppm del compuesto 10

523 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno

En esta reaccioacuten se emplean cantidades estequiomeacutetricas de titanoceno y como agente reductor manganeso

Esquema 31 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

El procesado se lleva a cabo con HCl al 5 pero no se obtiene producto de ciclacioacuten El espectro de 1H RMN estaacute muy sucio y no se observa ninguna sentildeal que indique que la ciclacioacuten se haya producido con eacutexito

53 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) con fenildimetilvinilsilano (26)

La uacuteltima ruta que se intenta para el estudio de ciclaciones de epoacutexidos y vinilsilanos con titanoceno consiste en modificar parte del silano manteniendo el epoacutexido 9 Para ello se utiliza fenildimetilvinilsilano (26) y el catalizador de Hoveyda-Grubbs

Esquema 32 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas

Debido a la menor reactividad de este vinilsilano con respecto al empleado en las reacciones anteriores la reaccioacuten dura 48 horas y se adiciona maacutes catalizador a las 24 horas desde su

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 30: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

28

comienzo A pesar de ello la cantidad de producto obtenido es muy pequentildea ya que se obtiene una gran cantidad de los dos productos de partida El crudo de reaccioacuten se purifica por cromatografiacutea en columna obtenieacutendose el compuesto 27 (21) junto con 10 al no conseguirse separarlos

Como esta reaccioacuten se ha realizado con muy poco eacutexito no se continuacutea con esta ruta porque al contener producto 10 el siguiente paso de introduccioacuten de epoacutexido se veriacutea muy dificultado al competir este producto 10 con el producto 27 ya que ambos tienen protones aacutecidos en su estructura

La ruta queda abierta a la espera de sintetizar mayor cantidad de 27 y mejorar la purificacioacuten del mismo

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

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5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 31: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

EXPERIMENTAL

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 32: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

31

IV EXPERIMENTAL

TEacuteCNICAS GENERALES

INSTRUMENTACIOacuteN

Espectrometriacutea de resonancia magneacutetica nuclear (RMN)

Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de protoacuten se llevaron a cabo en espectroacutemetros Bruker Avance DPX 300 (300 MHz) yBruker Avance-500 (500 MHz) utilizando como disolvente cloroformo deuterado (CDCl3) Los desplazamientos quiacutemicos de las sentildeales (escala δ) se expresan en partes por milloacuten (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en hertzios (Hz) La multiplicidad de las sentildeales se indica haciendo uso de las siguientes abreviaturas s (singlete) d (doblete) t (triplete) c (cuadruplete) m (multiplete) dd (doble doblete) ddd (doble doble doblete) dt (doble triplete) Los espectros de resonancia magneacutetica nuclear de carbono-13 se realizaron en espectroacutemetro Bruker Avance DPX 300 (75 MHz) empleando CDCl3 como disolvente

CROMATOGRAFIacuteA

Disolventes

Como eluyentes se han usado diferentes proporciones de hexano purificado mediante destilacioacuten y eacuteter dietiacutelico

Cromatografiacutea en capa fina

Para la cromatografiacutea en capa fina se emplean placas de gel de siacutelice DC-FertigfolienALUGRAMregXtra SIL GUV254 con soporte de aluminio en capas de 02 mm de espesor Se utilizan distintas proporciones de hexano y eacuteter dietiacutelico como eluyentes La visualizacioacuten de las manchas se consigue por exposicioacuten de la placa a la luz ultravioleta de 254 nm (laacutempara BIOTROacuteN A70) o por inmersioacuten en una disolucioacuten de permanganato potaacutesico y posterior revelado por calentamiento

Cromatografiacutea en columna

La separacioacuten y purificacioacuten de los productos obtenidos se lleva a cabo mediante cromatografiacutea en columna a presioacuten utilizando gel de siacutelice SDS 60 con un tamantildeo de partiacutecula comprendido entre 0035 y 007 mm y con una presioacuten de 01 Kgcm2 Los eluyentes se indican en cada caso y las proporciones indican relacioacuten volumen-volumen Los disolventes utilizados se purifican mediante destilacioacuten y la elucioacuten se realiza en gradiente de polaridad creciente siguiendo el curso de la separacioacuten mediante cromatografiacutea en capa fina

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 33: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

32

REACCIONES EN ATMOacuteSFERA INERTE

Tanto los matraces de reaccioacuten como los disolventes utilizados en reacciones en ausencia de oxiacutegeno se desoxigenan haciendo pasar yo burbujeando una corriente de argoacuten durante aproximadamente 10 minutos Intercaladamente se aplica vaciacuteo (1 minuto x 3 veces) Las reacciones se llevan a cabo bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta su finalizacioacuten

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 34: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

33

1 Epoxidacioacuten de 3-bromo-1-fenilprop-1-eno (8) con MCPBA

Esquema 33 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 8

A una disolucioacuten del alqueno comercial 8 (5 g 2461 mmol) en diclorometano (72 ml) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (91 g 3692 mmol) a temperatura ambiente durante 10 minutos Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 9 (485 g 228 mmol 93)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 736-728 (5H m Ph) 384 (1H d J=183 Hz H1) 353 (2H d J=579 Hz H3) 334 (1H dt J=183 Hz 579 Hz H2)

2 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato (10) y trimetilvinilsilano (11)

Esquema 34 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada para la obtencioacuten de 12

Se prepara una disolucioacuten de 10 (984 microL 484 mmol) en diclorometano (10 mL) y se antildeade el compuesto 11 (363 mL 2422 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (6066 mg 00968 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 18 horas Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 955) Se obtiene el producto puro 12 (93375 mg 343 mmol 69)

Compuesto 12 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 596 (1H dt J=618 y 1854 Hz H3) 575 (1H dt J= 1854 y 138 Hz H4) 419 (4H c J=723 Hz OCH2) 346 (1H t J=756 Hz H1) 268 (2H ddd J=756 618 y 138 Hz H2) 126 (6H t J=723 Hz OCH2CH3) 003 (9H s SiMe)

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 35: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

34

Compuesto 13 1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 569 (2H m H-2acuteH-3acute) 127 (3H m H-4acute)

3 Introduccioacuten del epoacutexido 12

Esquema 35Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 9

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (276 mg 576 mmol) en DMF (32 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 12 (1572 g 576 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (114 mL 576 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 9 (122 g 576 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lava la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 82) Se obtiene el compuesto 16 (125 g 31 mmol 72)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 732-724 (5H m Ph) 580 (2H m H3 H4) 420 (4H m OCH2) 359 (1H d J=204 Hz H7) 305 (1H dt J=204 Hz 579Hz H6) 283 (2H dd J= 408 Hz 564 Hz H2) 224 (2H dd J=39 Hz 579 Hz H5) 124 (6H m OCH2CH3) 005 (9H s SiMe3)

4 Ciclacioacuten de 16 catalizada con Titanoceno

Esquema 36 Reaccioacuten de ciclacioacuten catalizada con titanoceno(III)

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (1578 mg 0061 mmol) y manganeso (1349 mg 246 mmol) en THF desoxigenado (614 mL) bajo atmoacutesfera de argoacuten y de agita hasta

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 36: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

35

obtener una disolucioacuten verde Se le antildeade raacutepidamente una disolucioacuten blanquecina de cloruro de trimetilsililo (13613 mg 12 mmol) y 246-colidina (2657 mg 215 mmol) en THF Tras agitar vigorosamente y producirse un cambio de color de verde a gris se adiciona una disolucioacuten de 16 (1246 mg 0307 mmol) en THF durante 1 hora Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 (se comprueba pH aacutecido) y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (1118 mg 02779 mmol 91)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 728-709 (5H m Ph) 420 (4H m OCH2) 381 (1H td J=552 Hz 993 Hz H3) 253 (2H m H2 H6) 215 (1H dd J= 1076 Hz H4) 178 (2H m H2acute H5) 154 (1H dd J= 456 Hz 1369 Hz H6acute) 129 (6H m OCH2CH3) 043 (1H dd J= 196 Hz 1484 Hz H7) 028 (1H m H7acute) 003 (9H s SiMe3)

DEPT 135 (CDCl3) δ (ppm) 13338 (CH) 12998 (CH) 12818 (CH) 12795 (CH) 12614 (CH) 7255 (CH) 6148 (CH2) 6133 (CH2) 6083 (CH) 3998 (CH2) 3851 (CH2) 3375 (CH) 2159 (CH2) 1417 (CH3) 1406 (CH3) 084 (CH3)

5 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno

Esquema 37 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III)

A una disolucioacuten de titanoceno (168 mg 0655 mmol) y manganeso (1163 mg 21 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1062 mg 0262 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16horas se adiciona agua deuterada (524 mg 0262 mmol) y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexano Et2O 82) Se obtiene el compuesto puro 17 (4335 mg 00703 mmol 35)

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 37: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

36

6 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con Titanoceno y THF-d8

Esquema 38 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y THF-d8

A una disolucioacuten de titanoceno (8071 mg 0314 mmol) y manganeso (5582 mg 0984 mmol) en THF deuterado y desoxigenado (2 mL) se antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (51 mg 0123 mmol) en THF-d8 durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (393 mg 0097 mmol 79)

7 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 con el complejo de Titanoceno y agua deuterada

Esquema 39 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica con titanoceno(III) y D2O

Se prepara una disolucioacuten de titanoceno (260 mg 101 mmol) y manganeso (1793 mg 323 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) y se agita bajo atmoacutesfera de argoacuten hasta que se produce un cambio de color de rojo a verde lo que indica la reduccioacuten del metal a titanio(III) En ese momento se le antildeade agua deuterada (4044 mg 202 mmol) de manera que se forma el complejo de titanoceno(III) coordinado al oxiacutegeno del D2O por lo que la disolucioacuten se vuelve azul Se adiciona una disolucioacuten del compuesto 16 (1641 mg 0404 mmol) en THF durante 1 hora Se agita durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 38: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

37

en columna (hexano eacuteter dietiacutelico 82) obtenieacutendose el compuesto 18 (109 mg 0267 mmol 66)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 742-708 (5H m Ph) 426 (4H m OCH2) 388 (1H td J=446 Hz 1123 Hz H3) 257 (2H m H2 H6) 213 (1H m H4) 190 (1H m H5) 175 (1H dd J= 1284 Hz 1123 Hz H2acute) 151 (1H dd J= 1354 Hz 1230 Hz H6acute) 125 (6H m OCH2CH3) 038 (1H d J= 21 Hz H7) -008 (9H s SiMe3)

13C RMN (75 MHz CDCl3) δ (ppm) 17137 17010 14102 12952 12866 1283 12697 7132 6150 6138 6106 5498 3866 3808 3411 2081 1410 1395 009

8 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 16 catalizada con titanoceno y procesada con aacutecido aceacutetico deuterado

Esquema 40 Reaccioacuten de ciclacioacuten con titanoceno(III) y aacutecido deuterado

A una disolucioacuten de titanoceno (2624 mg 102 mmol) y manganeso (182 mg 328 mmol) en THF desoxigenado (6 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 16 (1658 mg 041 mmol) en THF durante 1 hora y bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se adiciona una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico en agua deuterada y se vuelve a agitar vigorosamente durante 1 hora A continuacioacuten se filtra la disolucioacuten y se antildeade eacuteter para separar las fases La fase orgaacutenica se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra Se realiza su espectro de 1H RMN pero no se obtiene un espectro de buena calidad debido a que queda titanio unido al compuesto por lo que se lava conHCl al 5 para eliminar los restos de metal y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 17 (572 mg 0141mmol 35)

9 Epoxidacioacuten de 1-bromo-3-metil-2-buteno (19) con MCPBA

Esquema 41 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 19

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 39: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

38

A una disolucioacuten de 19 (1 g 604 mmol) en diclorometano (19 ml) se le antildeade durante 10 minutos aacutecido m-cloroperbenzoico (223 g 906 mmol) a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 20 (9366 mg 571 mmol 94)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 351 (1H dd J= 594Hz 1038 H2) 327 (1H dd J= 1038Hz 741 Hz H1) 310 (1H dd J= 609 Hz 738 Hz H1acute) 135 (3H s H4) 132 (3H s H4acute)

10 Introduccioacuten del epoacutexido 10

Esquema 42 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten del epoacutexido 20

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 mL) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 20 (2459 mg 149 mmol) calentando a 80oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 18 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene un crudo de peso 353 mg al que se realiza una cromatografiacutea en columna en la que se estropea

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 419 (4H m OCH2) 269 (2H m H2) 221 (1H dd J= 471 Hz 1467 Hz H6) 206 (2H m H5) 126 (12H m H8 H8acute OCH2CH3) 004 (9H s SiMe3)

11 Epoxidacioacuten de bromuro de crotilo(22) con MCPBA

Esquema 43 Reaccioacuten de epoxidacioacuten del compuesto 22

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

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24

2

20

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3

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00

01

71

81

12

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1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

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04

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98

41

84

5

28

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9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

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4

40

05

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21

28

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00

0

63

50

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03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

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89

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

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OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

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H-3H-4

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24

4

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47

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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2

10

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4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

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60

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91

90

41

95

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27

43

1

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( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 40: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

39

A una disolucioacuten de bromuro de crotilo (22) (1 g 63 mmol) en diclorometano (19 mL) se le antildeade aacutecido m-cloroperbenzoico (233 g 944 mmol) durante 10 minutos a temperatura ambiente Tras agitar la disolucioacuten durante 18 horas se adiciona una disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y se agita vigorosamente durante treinta minutos Se separan las fases se lava la fase orgaacutenica con una disolucioacuten de bisulfito soacutedico al 5 con disolucioacuten saturada de bicarbonato soacutedico y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida Se obtiene el compuesto 23 (681 mg 451 mmol 72)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 348 (1H m H1) 331 (1H m H1acute) 300 (2H m H2 H3) 135 (3H dJ= 309 Hz 4H)

12 Introduccioacuten del epoacutexido 23

Esquema 44 Reaccioacuten de condensacioacuten para la introduccioacuten de 23

A una disolucioacuten de hidruro soacutedico (715 mg 179 mmol) en DMF (83 ml) bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno se adiciona una disolucioacuten de 10 (4048 mg 149 mmol) en DMF Cuando cesa el burbujeo se antildeade 15-corona-5 (296 microl 149 mmol) y se agita la disolucioacuten durante 15 minutos Tras este tiempo se agrega el compuesto 23 (2244 mg 149 mmol) calentando a 50oC y se continuacutea agitando vigorosamente durante 16 horas A continuacioacuten se adiciona acetato de etilo se lavan la fase orgaacutenica con aacutecido clorhiacutedrico al 5 y con salmuera Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (hexanoEt2O 955) Se obtiene el compuesto 24 (1676 mg 049 mmol 33)

1H RMN (CDCl3 300 MHz) δ (ppm) 582 (2H m H3 H4) 421 (4H m OCH2) 284 (2H m H6 H7) 268 (2H m H5) 219 (2H m H2) 124 (6H m OCH2CH3) 115 (6H d J= 9 Hz H8) 001 (9H s SiMe3)

13 Ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con Titanoceno

Esquema 45 Reaccioacuten de ciclacioacuten estequiomeacutetrica de 24 con titanoceno(III)

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

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H

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H-1 H-2H-3 H-4

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Ph

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Ph

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OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

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7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 41: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

40

A una disolucioacuten de titanoceno (1435 mg 0559 mmol) y manganeso (9926 mg 179 mmol) en THF desoxigenado (4 mL) se le antildeade una disolucioacuten del compuesto 24 (765 mg 0224 mmol) en THF durante 1 hora bajo atmoacutesfera inerte Tras agitar la disolucioacuten resultante durante 16 horas se evapora el disolvente y el precipitado obtenido se disuelve en Et2O Se lava con HCl al 5 y se separan las fases extrayendo la fase acuosa con Et2O y lavando las fases orgaacutenicas con salmuera hasta conseguir pH neutro Se seca con sulfato magneacutesico anhidro se filtra y se concentra a presioacuten reducida

Al realizar su espectro de 1H RMN se observan una serie de sentildeales correspondientes a la formacioacuten de varios productos de degradacioacuten del compuesto 24

14 Metaacutetesis cruzada de alilmalonato de etilo (10) y fenildimetilvinilsilano (26)

Esquema 46 Reaccioacuten de metaacutetesis cruzada de olefinas para la obtencioacuten de 27

A una disolucioacuten de 10 (74 microL 0362 mmol) en diclorometano (748 microL) se le antildeade 26 (336 microL 181 mmol) calentando a 50oC y bajo atmoacutesfera de nitroacutegeno Se adiciona el catalizador de Hoveyda-Grubbs (453 mg 72410-3mmol) y se agita la disolucioacuten durante 48horas adicionando maacutes catalizador a las 24 horas del comienzo de la reaccioacuten Se concentra a presioacuten reducida El crudo obtenido se purifica mediante cromatografiacutea en columna (gradiente hexanoEt2O desde 991 hasta 82) Se obtiene el producto puro 27 (2512 mg 0075 mmol 21)

1H RMN (300 MHz CDCl3) δ (ppm) 749-735 (5H m Ph) 606 (1H dt J= 609 Hz 1839 Hz H3) 588 (1H dt J= 117 Hz 1839 Hz H4) 419 (4H c J= 741 Hz OCH2) 341 (1H t J= 741 Hz H1) 274 (2H dd J= 609 Hz 741 Hz H2) 126 (6H t J= 741 Hz OCH2CH3) 03 (6H s SiMe3)

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

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82

3

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00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

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41

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5

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09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

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27

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26

45

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57

3

00

35

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

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40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

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5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

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05

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20

0

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06

34

20

34

41

79

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14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

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08

49

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36

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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06

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2

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26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

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73

49

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60

36

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91

90

41

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43

1

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24

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03

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4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 42: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

CONCLUSIONES

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

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92

9

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61

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Inte

gr

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59

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

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EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

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30

48

93

04

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28

30

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22

22

53

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24

20

22

33

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22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

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01

99

64

40

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3

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00

0

10

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15

9

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73

4

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64

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1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

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15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

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67

38

53

53

83

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25

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56

23

18

06

41

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85

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63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

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70

89

87

14

10

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1

12

95

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19

51

26

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38

66

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25

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25

46

20

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14

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84

13

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51

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93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

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00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

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18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

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20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

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67

71

26

45

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57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

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00

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5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

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20

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21

47

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36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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09

72

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20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

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( p p m )

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SiMe2Ph

H

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EtO2C1

2

3

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H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 43: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

43

V CONCLUSIONES

1 Se han sintetizado tres precursores con grupos epoacutexido y vinilsilano (estructura geneacuterica 1) siguiendo el esquema retrosinteacutetico propuesto

2 Se han realizado reacciones de ciclacioacuten sobre el compuesto 16 tanto en versioacuten cataliacutetica como estequiomeacutetrica obtenieacutendose carbociclos con grupo hidroxilo

3 Se ha utilizado un complejo de Ti con agua pesada y se ha conseguido introducir un aacutetomo de deuterio en la moleacutecula

4 Se han caracterizado todos los compuestos nuevos obtenidos utilizando teacutecnicas de resonancia magneacutetica nuclear

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

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45

85

96

58

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43

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74

01

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49

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-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

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25

03

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43

3

58

64

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34

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99

84

18

99

35

84

23

57

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93

04

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28

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92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

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22

33

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46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

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81

63

87

09

27

06

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75

25

22

5

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

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00

0

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51

8

12

05

5

20

78

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52

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90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

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17

63

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72

58

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4

03

88

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07

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

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24

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20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

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98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

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27

12

67

71

26

45

12

57

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00

35

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

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6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

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20

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00

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63

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23

03

02

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9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

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54

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89

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94

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20

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0

00

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5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

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6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

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7

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34

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79

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24

4

21

47

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05

98

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

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4

09

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20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

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43

1

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24

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4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 44: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

44

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

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09

92

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6

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Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

75

25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 45: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

ESPECTROS

10

00

0

10

18

8

39

17

3

09

92

9

20

61

8

63

94

6

89

96

1

Inte

gr

al

59

21

35

90

12

58

80

45

85

96

58

39

55

69

40

56

92

25

63

23

41

34

64

11

14

40

88

14

06

43

33

86

63

36

10

33

35

9

26

20

42

59

96

25

74

5

11

97

21

19

54

11

74

01

17

15

11

49

51

14

83

-0

05

24

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

H-1 H-2H-3 H-4

SiMe3

OCH2

OCH2CH3

50

83

9

16

54

1

40

62

0

10

08

8

10

00

0

17

30

1

18

31

8

58

36

7

93

37

9

Inte

gr

al

73

03

97

25

03

72

43

3

58

64

45

77

34

41

99

84

18

99

35

84

23

57

72

30

48

93

04

19

28

30

92

81

22

22

53

72

24

20

22

33

82

22

33

12

46

21

19

31

00

45

1

( p p m )

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EtO2C

EtO2C

O

Ph

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7

OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

H-3H-4

29

71

01

99

64

40

41

3

10

00

0

10

11

8

10

15

9

10

73

4

09

64

51

10

11

20

38

1

60

34

9

09

96

5

10

12

2

90

23

2

Inte

gr

al

73

43

4

71

62

3

38

81

63

87

09

27

06

62

56

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25

22

5

18

00

71

76

29

17

58

1

15

71

01

53

09

15

26

1

03

91

20

38

34

02

61

10

22

51

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

56

7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

H-6acute

48

70

0

35

91

9

10

00

0

10

51

8

12

05

5

20

78

7

11

52

81

90

69

20

49

1

62

58

4

11

79

1

93

41

5

Inte

gr

al

73

50

07

32

50

71

73

47

16

79

71

45

3

39

25

03

91

09

38

87

73

87

67

38

53

53

83

94

25

73

32

56

23

18

06

41

76

85

17

63

71

72

58

15

75

4

03

88

1

-0

07

50

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

H-2H-6

17

13

76

41

70

89

87

14

10

16

1

12

95

21

51

28

66

18

12

83

19

51

26

96

63

71

32

44

61

50

94

61

38

21

61

06

37

54

98

21

38

66

36

38

08

25

34

11

04

21

25

46

20

80

88

14

09

84

13

95

51

-0

93

85

( p p m )

01 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

20

24

8

39

24

2

20

82

3

10

00

01

71

81

12

31

1

89

85

5

Inte

gr

al

58

15

3

42

13

94

21

26

42

08

04

18

98

41

84

5

28

09

9

21

74

42

15

81

20

89

02

06

62

20

52

52

04

27

12

67

71

26

45

12

57

3

00

35

8

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2

OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

H-3H-4

20

31

4

40

05

4

21

28

12

14

40

20

00

0

63

50

23

03

02

94

60

9

Inte

gr

al

58

20

65

79

77

42

08

94

18

54

27

89

62

78

20

26

94

9

20

75

32

06

88

20

50

0

00

30

5

( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

63

20

0

42

06

34

20

34

41

79

94

14

84

41

24

4

21

47

42

05

98

12

73

8

08

49

50

82

60

00

36

5

( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

20

17

42

96

06

09

73

2

10

26

7

36

27

4

09

72

7

20

07

7

61

71

1

56

39

1

Inte

gr

al

74

87

07

35

76

73

49

7

60

36

05

91

90

41

95

8

27

43

1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

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H

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OCH2

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H-2H-3

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 0

SiMe3

H

EtO2C

EtO2C1

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EtO2C

EtO2C

O

Ph

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1

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OCH2 H-2

OCH2CH3

SiMe3

PhH-5H-6H-7

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

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Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

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0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

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D

Ph OCH2

H-3

OCH2CH3

SiMe3

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H

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EtO2C

EtO2C

O

Ph

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PhH-5H-6H-7

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- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 0

EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

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Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

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Ph

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Ph OCH2

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SiMe2Ph

H

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gr

al

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( p p m )

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EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

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7

Ph

OCH2

OCH2CH3

H-3 H-7 H-7acute

SiMe3

H-2 H-6 H-4 H-5H-2acute

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Inte

gr

al

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50

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32

50

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07

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( p p m )

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EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

2 3

4

567

D

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H-3

OCH2CH3

SiMe3

H-7H-6acute

H-4 H-5

H-2acute

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EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

1

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D

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Inte

gr

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O

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OCH2CH3

H-8

H-6H-2 H-5

SiMe3

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Inte

gr

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O

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H-8

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SiMe2

Page 49: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

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EtO2C

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Ph

OH

1

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D

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H-3

OCH2CH3

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H-2acute

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EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

OH

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O

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OCH2CH3

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EtO2C

EtO2C

SiMe3

Ph

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

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05

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0

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12

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( p p m )

- 0 50 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

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4

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72

7

20

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7

61

71

1

56

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1

Inte

gr

al

74

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49

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90

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1

12

76

41

24

77

03

16

4

( p p m )

0 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5

SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

3

4

OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 52: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

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4

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03

02

94

60

9

Inte

gr

al

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20

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9

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( p p m )

0 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 5

EtO2C

EtO2C

O

SiMe3

1

2

3

4

5

6 7 8

OCH2 H-6H-7 H-2 H-5

OCH2CH3

H-8

SiMe3

H-3H-4

66

05

7

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06

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Inte

gr

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( p p m )

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SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

2

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

H-1Ph

SiMe2

Page 53: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

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( p p m )

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Inte

gr

al

74

87

07

35

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49

7

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( p p m )

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SiMe2Ph

H

EtO2C

EtO2C1

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OCH2

OCH2CH3

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H-4

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Page 54: CARACTERIZACIÓN Y REACTIVIDAD DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

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Inte

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SiMe2Ph

H

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EtO2C1

2

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OCH2

OCH2CH3

H-2H-3

H-4

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