Gold(I) Cavitands for the Assembly of Molecular Complexity

Abstract

Les transformacions catalitzades per or(I) han estat estudiades rigorosament com a tècniques per a la preparació de molècules complexes. Aquesta Tesi Doctoral cobreix tres temes relacionats amb la catàlisi homogènia d’or(I). Primerament, s’ha dissenyat i preparat una nova família de complexos d’or(I) amb lligands cavitands, quirals i aquirals, partint de precursors resorcin[4]arens. Els aquirals s’han empleat en la cicloisomerització de 1,6-dienins, donant lloc a una selectivitat inèdita. Paral·lelament, els complexos d’or(I) amb cavitands quirals s’han utilitzat en l’alcoxiciclació enantioselectiva de 1,6-enins. La utilitat d’aquest mètode ha estat demostrada en la seva aplicació en la síntesis total de la (+)-mafaicheenamina C. En segon lloc, nous precursors de carbens han estat desenvolupats i empleats en la corresponent reacció de decarbenació catalitzada per or(I). En aquesta, la fragmentació d’un grup ciclopropà dona lloc al corresponent carbè metàl·lic i està afavorida per l’alliberament d’una unitat poliaromàtica. Amb aquest mètode, diversos ciclopropans han estat obtinguts a partir de precursors ciclopropil dihidronaftalens o dihidrofenantrens. Finalment, en tercer lloc, l’habilitat dels complexos d’or(I) de construir arquitectures policícliques ha estat utilitzada per a la síntesis de decalines mitjançant una nova ciclació polienínica emprant éters d’enol tetrasubstituïts. Les decalines obtingudes han estat estudiades com a intermedis clau en la síntesi de diversos productes naturals.

Las transformaciones orgánicas catalizadas por oro(I) han sido estudiadas ampliamente como herramientas poderosas para la construcción de moléculas complejas. Esta Tesis Doctoral cubre tres temas relacionados con la catálisis homogénea de oro(I). En primer lugar, se diseñó y preparó la síntesis de nuevas familias de complejos quirales y aquirales de oro(I) con estructuras tipo cavitando, a partir de precursores de resorcin[4]areno. Los complejos aquirales de oro(I) se aplicaron en la cicloisomerización de 1,6-dieninos lo que llevó al descubrimiento de nuevas selectividades. Además, los cavitandos quirales de oro(I) se investigaron en la alcoxiciclación enantioselectiva de 1,6-eninos. Este método se aplicó en la síntesis total de (+)-mafaicheenamina C. En segundo lugar, se desarrollaron nuevos precursores de carbenos no aceptores, que participan en reacciones de descarbenación catalizadas por oro(I) liberando unidades poliaromáticas a partir de ciclopropanos persistentes. Siguiendo esta metodología, se obtuvieron varios ciclopropanos liberando naftaleno o fenantreno como único subproducto. Finalmente, la capacidad de los complejos de oro(I) para construir estructuras policíclicas se demostró con el diseño y desarrollo de un nuevo enfoque para la síntesis de decalinas a través de la ciclación de polieninos de silil enol éteres tetrasustituidos. Las decalinas adquiridas son intermediarios clave en la síntesis de productos naturales.

Gold(I)-catalyzed organic transformations have been widely developed as powerful tools for the assembly of complex molecular frameworks. This Doctoral Thesis covers three topics related to homogeneous gold(I) catalysis. First, new families of both chiral and achiral gold(I)-cavitand complexes were designed and prepared from resorcin[4]arene precursors. The achiral gold(I) complexes were applied in the cycloisomerization of 1,6-dienynes and led to uncovering of new selectivities. Furthermore, the chiral gold(I) cavitands were investigated in the enantioselective alkoxycyclization of 1,6-enynes. This method was applied to the total synthesis of (+)-mafaicheenamine C. Second, new types of non-acceptor carbene precursors were developed. These allowed to carry out gold(I)-catalyzed decarbenations of persistent cyclopropanes, releasing polyaromatic units as driving force. Following this methodology, a variety of cyclopropanes could be obtained upon release of naphthalene or phenanthrene. Finally, the ability of gold(I) complexes to construct polycyclic architectures was demonstrated by devising a novel approach for the synthesis of decalins from the polyenyne cyclization of tetrasubstituted silyl enol ethers. The acquired decalins are key intermediates in the synthesis of the natural products.