Building up molecular complexity via C-H functionalization and skeletal rearrangements

Abstract

L'obtenció de molècules orgànicas complexes a partir de simpl precursors és, avui en dia encara, de gran interès en el camp de la química sintética. En els darrers anys, la funcionalizació d´enllaços C-H en les molèculas orgàniques i la no necessitat de prefuncionalizació del productes de partida són els principals avantatges pel gran creixement que ha experimentat aquesta metodologia. No obstant això, manquen per resoldre aspectes relacionats amb la poca reactivitat i els problemes associats amb la selectivitat derivats de l´enllaç C-H. En el treball presentat, s´han desenvolupat dues metodologies on s´utilizen enllaços C-H com a parellas d´acoblament d´halurs d´aril amb catàlisis de pal.ladi per la construcció de sisteme bicíclics benzofusionats dált valor: Benzociclobutanones i indans. En el primer cas, un enllaç C(sp2)-H aldehídic és activat per la formació d´anells de 4 membres altament tensionats. En el segon, compostos diazo són combinats amb enllaços C(sp3)-H no activats per a la síntesis d´estructures tipus indanil amb dos centres quaternaris. Cal remarcar, que per primera vegada s´ha utilizat un enllaç C(sp3)-H no activat per la síntesis de centres quaternaris.

La formación de diversidad estructural a partir the reactivos comunes es de gran importancion en síntesis orgánica. Durante las últimas décadas, las reacciones de funcionalización C-H han surgido como una excelente alternativa para tal fin. Entre sus principales ventajas destacan el evitar tener que prefuncionalizar los substratos de partida así como la ubicuidad de los enlaces C-H. Lamentablemente, su utilización presenta numerosas dificultades como su falta de reactividad y los problemas de selectividad asociados a su ubicuidad. Durante el presente trabajo, hemos desarrollado dos metodologías basadas en la utilización de enlaces C-H para la formación de sistemas cíclicos con un anillo de benceno, concretamente, benzociclobutenonas e indanos. En el caso de las primeras, hemos llevado a cabo la funcionalización de enlaces aldehídico C(sp2)-H para formar anillos de cuatro miembros con alta tensión anular. En el segundo caso, diazo compuestos han sido acoplados con enlace C-H no activados. Cabe destacar que la presente metodología describe la utilización, por vez primera, de enlaces C (sp3)-H no activados para la síntesis de centros cuaternarios.

The construction of molecular complexity from readily available materials is of utmost importance in Organic Synthesis. In the last decades, C-H functionalization reactions have arosed as an excellent approach to such goal. The main advantages of C-H functionalization events is the no need of prefunctionalization of the substrate as well as the ubiquity of the C-H bonds. However, numerous challenges are present as well, such as the poor reactivity of these bonds and selectivity issues. During the present work, we have been able to develop two methodologies that employ C-H bonds as coupling partner with aryl halides under palladium-catalysis for the construction of benzofused bucyclic systems of high added value: Benzocyclobutenones and indanes. In the first case, an aldehydic C(sp2)-H bond is activated for the synthesis of a highly strained four-membered ring. For the second, diazo compounds are combined with non-activated C(sp3)-H bonds for the synthesis of indanyl-cores bearing two quaternary centers.