Design of Novel Monodentate Ferrocenyl Ligands For Enantioselective Au(I)-Catalyzed 1,6-Enyne Cyclizations

Abstract

El desenvolupament de nous lligands quirals és clau per a l'avenç de la catàlisi asimètrica amb metalls de transició. En les dues últimes dècades, el camp de la catàlisi homogènia amb or(I) ha fet grans progressos gràcies a la capacitat dels catalitzadors d'or(I) per activar alquins amb alta selectivitat en condicions molt suaus. El lent progrés en les reaccions asimètriques catalitzades per or(I) prové de la dificultat de col·locar la informació quiral del ligand a prop del centre reactiu, especialment per activar alquins no proquirals. Com a conseqüència, es necessiten nous lligands adequats a les complexitats de la catàlisi amb or(I) per desenvolupar transformacions enantioselectives. El primer capítol descriu el disseny i desenvolupament de nous lligands quirals basats en fosfines de ferrocè per a la catàlisi enantioselectiva amb or(I). Els nous complexos quirals d'or(I) es van aplicar en la cicloaddició [4+2] i l’alcoxiciclació enantioselectiva catalitzada per or(I) de 1,6-enins amb bona a excel·lent enantioselectivitat. El segon capítol se centra en la comprensió del mode d'inducció enantiomèrica mitjançant una combinació d'estudis experimentals i computacionals. A més, es va generar un model predictiu per a la enantioselectivitat basat en els resultats obtinguts.

El desarrollo de nuevos ligandos quirales es clave para el avance de la catálisis asimétrica con metales de transición. En las dos últimas décadas, el campo de la catálisis homogénea con oro(I) ha experimentado gran progreso gracias a la habilidad de los catalizadores de oro(I) para activar alquinos con alta selectividad en condiciones suaves. El lento progreso de la catálisis asimétrica con oro(I) se debe a la dificultad en posicionar la información quiral del ligando próxima al centro de reacción, especialmente en la activación de alquinos no prochirales. Como consequencia, se necesitan nuevos ligandos adecuados a la complejidad de la catális con oro(I) para desarrollar transformaciones enantioselectivas.El primer capítulo describe el diseño y desarrollo de nuevos ligandos quirales basados en fosfenil ferroceno para catálisis enantioselectiva con oro(I). Los nuevos ligando quirales se aplicaron en la cicloadición enantioselectiva [4+2] y alcoxiciclación de 1,6-eninos con excelentes niveles de enantioselectividad. El segundo capítulo se centra en entender el modo de enantioindución a través de una combinación de estudios experimentales y computacionales. Además, se desarrolló un modelo predictivo para la enantioselectividad basado en los resultados obtenidos.

The development of new chiral ligands is key for the advancement of asymmetric transition-metal catalysis. In the last two decades, the field of homogeneous gold(I) catalysis has seen great progress owing to the ability of gold(I) catalysts to activate alkynes with high selectivity under very mild conditions.The slow progress in asymmetric gold(I)- catalyzed reactions stems from the difficulty of positioning the ligand chiral information close to the reactive center, especially in activating non-prochiral alkynes. As a consequence, novel ligands adequated to the intricacies of gold(I) catalysis are needed to develop enantioselective transformations. The first chapter describes the design and development of novel chiral ligands based on ferrocenyl phosphines for enantioselective gold(I) catalysis.The new chiral gold(I) complexes were applied in the enantioselective gold(I) catalyzed [4+2] cycloaddition and alkoxycyclization of 1,6-enynes with good to excellent enantioselectivity.The second chapter focuses on understanding the mode of enantioinduction by a combination of experimental and computational studies. Additionally, a predictive model for enantioselectivity was generated based on the results obtained.