New Catalytic Generation of Donor/Acceptor Rh-Carbenes from Rh-Carbynoids

Abstract

L'objectiu principal d'aquesta Tesi Doctoral ha sigut el descobriment i desenvolupament de nous mètodes catalítics per a la generació de carbens donadors/acceptors de Rh, implicant intermedis Rh-carbinoids, i l'aplicació dels intermedis generats en la síntesi de molècules complexes. Un aspecte clau en aquest esforç ha sigut l'ús de la plataforma de transferència de carbins desenvolupada recentment al grup de Suero, que permet la generació catalítica d'intermedis Rh-carbinoids mitjançant l'activació selectiva de fonts de carbins, concretament nous reactius de I(III) decorats amb un grup diazo. En primer lloc, hem descobert que els Rh-carbinoids reaccionaven amb un ampli ventall d'àcids alkenil carboxilics, generant carnes de Rh tipus Fischer de manera catalítica,. Aquestes espècies evolucionen mitjançant una ciclopropanació per formar lactones fusionades amb un anell de ciclopropà. Posteriorment, hem introduït una nova plataforma per a la generació catalítica de carbens de Rh amb donadors(/acceptors basada en una funcionalització selectiva en posició para d'enllaços C-H en arils. Hem demostrat que els carbens d'aril/acceptor generats catalísticament evolucionen a través de processos clàssics d'inserció en enllaços C-H o O-H amb un excés de l'aril o alcohol corresponent, respectivament. finalment, hem demostrat que la metodologia desenvolupada prèviament per a la generació catalítica de carbens d'aril/acceptor de Rh també podis ser útil en la síntesi diastereoselectiva i enantioselectiva de ciclopropans emprant estirens.

El objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue el descubrimiento y desarrollo de nuevos métodos catalíticos para la generación de carbenos dador/aceptor de Rh, implicando intermediarios Rh-carbinoides, y la aplicación de los intermediarios generados en la síntesis de moléculas complejas. Un aspecto clave para ello fue el uso de la plataforma de transferencia de carbino desarrollada recientemente en el grupo de Suero, que permite la generación catalitica de intermediarios Rh-carbinoides mediante la activación selectiva de fuentes de carbino, concretamente nuevos reactivos de 1(111) decorados con un grupo diazo. Primero, descubrimos que los Rh-carbinoides reaccionaban con un amplio rango de ácidos carboxilicos alquenilicos, generando carbenos de Rh tipo Fischer de manera catalítica. Estas especies evolucionaron mediante una ciclopropanación -para formar lactonas fusionadas con un anillo de ciclopropano. Posteriormente, introdujimos una nueva plataforma para la generación catalitica de carbenos dador/ aceptor de Rh basada en una funcionalización selectiva en posición para de enlaces C-H en arilos. Demostramos que los carbenos de arilo/aceptor generados cataliticamente evolucionaron a través de procesos clásicos de inserción en enlaces C-H o O-H con un exceso del arilo o alcohol correspondiente, respectivamente. Finalmente, demostramos que la metodología previamente desarrollada para la generación catalitica de carbenos arilo/aceptor de Rh también podia ser útil en la síntesis diastereo- y enantioselectiva de ciclopropanos empleando estirenos.

fhe main objective of this Doctoral Thesis was the discovery and development of new catalytic methods for the Jeneration of donor/acceptor Rh-carbenes involving Rh-carbynoids, and applications of the generated intermediates in lhe synthesis of complex molecules. Key on this endeavor was the use of the carbyne transfer platform recently foveloped in the Suero group, allowing for the catalytic generation of Rh-carbynoids intermediates by the selective 3Ctivation of carbyne sources, namely new 1(111) reagents decorated with a diazo moiety. First, we discovered that Rh­ ::arbynoids reacted with a broad range of alkenyl carboxylic acids, generating Fischer-type Rh-carbenes in a catalytic lashion. The latter species evolved through a cyclopropanation to form cyclopropyl-fused lactones. We then introduced 3 new platform for the catalytic generation of donor/acceptor Rh-carbenes with Rh-carbynoids based on a para­ ;elective aryl C-H bond functionalization. We demonstrated that catalytically generated arene/acceptor Rh-carbene avolved through classic C-H or 0-H insertions processes with an excess of the corresponding arene or alcohol, respectively. Finally, we demonstrated that the previously developed catalytic generation of aryl/acceptor Rh-carbenes methodology could be also useful in the diastereo- and enantioselective synthesis of cyclopropanes by employing ;tyrenes. Our transformation was successfully applied to various biologically active compounds.