Reacciones de Friedel-Crafts enantioselectivas catalizadas por complejos de metales de transición del grupo (IV) y binol

Resumen

La reacción de Friedel-Crafts es un poderoso proceso de formación de enlaces carbono-carbono de gran importancia en síntesis orgánica. La aplicación de la versión asimétrica catalítica de esta reacción a la alquilación de arenos ricos en electrones, como indoles o pirroles, puede proporcionar acceso a importantes productos enantioméricamente enriquecidos alquilados y constituyen un tema de actual interés, ya que estos arenos se han identificado como estructuras "privilegiadas" o farmacóforos. Los complejos Zr(IV) y Hf(IV)-BINOL generados in situ han sido evaluados como catalizadores en la alquilación de Friedel-Crafts enantioselectiva de indoles y pirroles con diferentes cetonas ?, ?-insaturadas, así como en la alquilación de pirroles con diferentes tipos de los compuestos carbonilícos. Para la alquilación de Friedel-Crafts enantioselectiva de indoles con simples cetonas ?,?- insaturadas no quelatantes se han utilizado como catalizadores complejos Zr(OtBu)4-(R)-3,3'-Br2-BINOL (L3) generados in situ. La reacción se lleva a cabo con muy buenos rendimientos (hasta 97%) y buena enantioselectividad (hasta 98% ee). Para hacerse una idea de la estructura del catalizador y los aspectos mecanísticos de la reacción, se investigó los espectros de RMN 1H del catalizador, así como experimentos de efectos no lineales (NLE) y estudios computacionales (DFT). La alquilación de Friedel-Crafts de pirroles con simples cetonas ?,?- insaturadas no quelatantes. catalizada por Zr(OtBu)4-(R)-3,3'-Br2-5,5',6,6',7,7',8,8'-BINOL, da lugar a pirroles alquilados con buenos rendimientos y enantioselectividades de moderadas a muy buenas. También se ha desarrollado una estrategia eficaz para acceder a derivados de indol 2-sustituidos de forma enantioenriquecida. Esta estrategia se basa en una reacción catalítica asimétrica “one-pot” de Friedel-Crafts entre 4,7-dihidroindol y cetonas ?,?-insaturadas, seguida de una oxidación de p-benzoquinona, utilizando el complejo Zr(OtBu)4-L5 dando lugar a buenos rendimientos y enantioselectividades moderadas. Las cetonas ?-trifluoro ?,?-insaturadas- se han utilizado como electrófilos en la alquilación de Friedel-Crafts enantioselectiva de indoles catalizada por el complejo Zr(OtBu)4-(R)-3,3'-Br2-BINOL (L3), proporcionando una variedad de indoles trifluorometilados quirales con buenos rendimientos (hasta 99%) y excelentes enantioselectividades (hasta 99% ee). (E)-1-aril-4-benciloxi-but-2-en-1-onas también pueden ser utilizadas como electrófilos en la reacción de Friedel-Crafts de indoles catalizada por el complejo Hf(OtBu)4-(R)-3,3'-Br2-BINOL (L3) para obtener indoles quirales con una cadena 1,4-funcionalizada. Los rendimientos y enantioselectividades van de buenos a excelentes para una gama de diferentes benciloximetilenonas y indoles. La alquilación de Friedel-Crafts de indoles con (E)-1,4-diaril-but-2-en-1,4-dionas catalizadas por complejos quirales de Hf(OtBu)4-(R)-6,6'-Br2-BINOL (L2) genera un centro estereogénico en ? con respecto a uno de los grupos carbonilo. Esto puede considerarse como una inversión del patrón de reactividad normal o umpolung. La reacción se lleva a cabo con buenos rendimientos (hasta un 97%) y buenas enantioselectividades (hasta un 94%), independientemente de la naturaleza y la posición de los sustituyentes en las endionas o en el anillo de indol. Los (E)-4-oxo-4-fenilbutenoatos de alquilo también se han utilizado como electrófilos en la alquilación de Friedel-Crafts enantioselectiva de indoles utilizando el complejo Zr(OtBu)4-(R)-3,3'-Br2-BINOL (L3) como catalizador. En este caso, se forma el centro estereogénico en posición ? al éster regioselectivamente, con buenos rendimientos y enantioselectividades. Se ha utilizado el complejos Zr(OtBu)4-(R)-3,3'-Br2-BINOL (L3) como catalizador la alquilación de Friedel-Crafts de pirroles con una variedad de diferentes 2,2,2-trifluoroacetofenonas para dar lugar a alcoholes terciarios teniendo un centro estereogénico cuaternario. La reacción tiene lugar con buenas enantioselectividades (hasta un 93% de ee) y excelentes rendimientos (hasta un 99%). También se ha descrito la alquilación de Friedel-Crafts de diferentes derivados de pirrol con una variedad de ?-cetoésteres catalizada por complejos Zr(OtBu)4-(L6) para dar lugar alcoholes terciarios con diferente sustituido enantioselectividades muy buena (hasta un 98% ee) y buenos rendimientos (hasta 79%). El 4,7-dihidroindol también se puede utilizar como nucleófilo en la alquilación de Friedel-Crafts con ?-cetoésteres, seguida de una oxidación de p-benzoquinona proporcionando derivados de indol 2-sustituidos, en un sencillo procedimiento “one-pot”.