Bifunctional primary amine 2-aminobenzimidazole organocatalyst anchored to trans-cyclohexane-1,2-diamine in enantioselective conjugate additions of aldehydes

Bifunctional chiral primary amine 8 containing an (S,S)-trans-cyclohexane-1,2-diamine scaffold and a 2-benzimidazole unit is used as a general organocatalyst for the Michael addition of α,α-branched aldehydes to nitroalkenes and maleimides. The reactions take place, with 20 mol % of catalyst in dichloromethane at rt for nitroalkenes and with 15 mol % catalyst loading in toluene at 10 °C for maleimides, in good yields and enantioselectivities. DFT calculations demonstrate the bifunctional character of this organocatalyst activating the aldehyde by enamine formation and the Michael acceptor by double hydrogen bonding.

Silica Microparticles Supported Gold and Copper Ferrite Nanoparticles: A Magnetically Recyclable Bimetallic Catalyst for Sonogashira Reaction

Novel silica supported gold and copper ferrite nanoparticles (NPs) have been synthesized, characterized and used as a separable dual catalyst in Sonogashira type reaction. These Au.CuFe2O4@Silica NPs show a high efficiency as catalyst in the alkynylation not only of aryl iodides but also aryl bromides. By using only 0.5 mol% loading and t-BuOK as base in N,N-dimethylacetamide as solvent, aryl iodides react at 115 ºC in 1 d, whereas for aryl bromides the cross-coupling takes place at 130 ºC in 2 d. The catalyst can be successfully recycled using an external magnet for four consecutive runs.

Gold Nanoparticles Supported on Polyacrylamide Containing a Phosphorus Ligand as an Efficient Heterogeneous Catalyst for Three-Component Synthesis of Propargylamines in Water

Gold nanoparticles supported on a polyacrylamide containing a phosphinite ligand have been synthesized and characterized using different techniques such as TEM, SEM, EDX, XPS, and solid UV analyses. The new material was successfully applied as a heterogeneous catalyst for the three-component A3 coupling of amines, aldehydes, and alkynes to give propargylamines. Reactions are performed in neat water at 80 °C with only 0.05 mol% catalyst loading. The heterogeneous catalyst is recyclable during seven consecutive runs with small decrease in activity.

Ligand-Free Palladium-Catalyzed Oxyarylation of Dihydronaphthal­enes and Chromenequinone with o-Iodophenols and 3-Iodolawsone in PEG-400: An Efficient Synthesis of 5-Carbapterocarpans and Pterocarpanquinones

Dihydronaphthalenes were oxyarylated with o-iodophenols, in PEG-400 at 140 or 170 °C, leading regio- and stereoselectively to 5-carbapterocarpans. By using Pd(OAc)2 (5–10 mol%) as precatalyst and Ag2CO3 (1.1 equiv) as base (conditions A), products were obtained in good to excellent chemical yields, in 5–30 minutes, irrespective of the pattern of substitution the starting materials. Alternatively, when p-hydroxyacetophenone oxime derived palladacycle (1 mol%) was used as precatalyst, and dicyclohexylamine (2 equiv) was used as base (silver-free, conditions B), the corresponding adducts were obtained in moderate to good yields, in 0.5 to 4 hours. Finally, the oxyarylation of dihydronaphthalenes­ and chromenquinone with o-iodophenols and 3-iodolawsone in PEG-400 under conditions A led regio- and stereoselectively to the formation of carbapterocarpanquinones and pterocarpanquinones in moderate yield.

Synthesis of 5-Carbapterocarpens by α-Arylation of Tetralones Followed by One-Pot Demethylation/Cyclization with BBr3

5-Carbapterocarpens, one of them displaying estrogenic activity, were prepared from α-aryltetralones in high yields through a one-pot, BBr3-promoted O-demethylation and cyclization sequence. The key α-aryltetralone intermediates were obtained by direct α-arylation of tetralones with o-alkoxybromoarenes in the presence of Pd2(dba)3 (2.5 mol-%) and tBu3PHBF4 (10 mol-%) as catalysts, together with 2.5 equiv. of KOH in dioxane/H2O (4:1), under microwave irradiation conditions (80 W, 100 °C, 40 min), leading to α-monoaryltetralones in good yields.

Congreso de Estudiantes de Química de la Comunidad Valenciana. Otra forma de aprender es posible

En abril de 2013 se celebró en la Universidad de Alicante el I Congreso de Estudiantes de Química de la Comunidad Valenciana. Estas jornadas presentan como principal novedad que la totalidad del comité organizador está compuesto por estudiantes de Química (cinco de la Universidad de Alicante y dos de la Universidad de Valencia) apoyados por un comité científico formado por profesores de ambas universidades. Estos estudiantes habían participado en años anteriores en redes de innovación docente o proyectos similares, mostrando interés por proponer alternativas a las clases magistrales para la adquisición de competencias, tanto de tipo transversal como específicas de la titulación. El congreso se enfocó teniendo en cuenta tres puntos básicos que son de especial interés para estudiantes de Química: (i) Salidas profesionales; (ii) Búsqueda activa de empleo y como enfrentarse a una entrevista de trabajo; (iii) Estudios de postgrado. Además, los más de 100 estudiantes que participaron en las jornadas ya sea mediante una comunicación oral, un póster o una actividad de divulgación científica se mostraron muy satisfechos con la experiencia. Actividades de este tipo y su gran acogida son capaces de mostrarnos, tanto a estudiantes como profesores, que existen formas de aprendizaje fuera de las aulas que permiten la adquisición de competencias transversales y específicas.

Alilación diastereoselectiva de N-terc-butilsulfinil iminas con bromuros alílicos: aplicación a la síntesis de heterociclos nitrogenados benzocondensados

En la presente Memoria se ha estudiado la adición estereoselectiva de diferentes bromuros alílicos mediada por indio a diferentes N-terc-butilsulfiniliminas (tBSiminas), pudiendo participar algunos de los derivados de aminas homoalílicas obtenidos en estos procesos en reacciones de ciclación intramolecular, a través de una N-arilación o una reacción de Heck, para acceder de manera estereoselectiva a estructuras más complejas. Finalmente, se ha demostrado la utilidad sintética de la metodología desarrollada aplicándola a la síntesis de algunos productos naturales y sus derivados. La Discusión de resultados aquí presentada se ha estructurado en las siguientes partes: - Alilación diastereoselectiva de tBS-cetiminas. La alilación de diferentes tBScetiminas con bromuro de alilo en presencia de indio a reflujo de THF dio lugar a los correspondientes derivados de homoalil aminas 5 con buenos rendimientos, en general, variando la diastereoselectividad encontrada con la naturaleza de las tBScetiminas de partida. Las relaciones diastereoméricas en el caso de las cetiminas aromáticas fueron moderadas (75:25-85:15 rd), teniendo lugar la alilación con total diastereoselectividad en el caso de las iminas alifáticas derivadas de metil cetonas (>98:2 rd). Por otro lado la diastereoselectividad fue baja en la alilación de iminas α,β-insaturadas no cíclicas y sorprendentemente muy elevada en los sistemas cíclicos de seis (5j) y siete (5k) eslabones (92:8 y 94:6 rd, respectivamente). - Alilación diastereoselectiva de tBS-iminas con bromuros alílicos sustituidos. La adición de reactivos de alilindio, generados a partir de bromuro de crotilo e indio, a tBS-aldiminas y –cetiminas se produjo con prácticamente total diastereoselectividad facial y buenas relaciones diastereoméricas anti/sin en el caso de tBS-iminas derivadas de benzaldehídos sustituidos y de cetonas. Sin embargo, la diastereoselectividad anti/sin fue prácticamente nula en el caso de los derivados de aldehídos alifáticos lineales. También se encontró que la adición mediada por indio de bromuro de ciclohexenilo a tBS-cetiminas tuvo lugar con alta diastereoselectividad. - Aplicaciones sintéticas de homoalilaminas con un grupo o-bromoarilo en su estructura. El tratamiento de diferentes derivados de homoalilamina 5 y 9 con un anillo aromático en su estructura, que porta a su vez en posición orto un átomo de bromo, bajo condiciones de reacción tipo Heck catalizadas por Pd, llevó a la formación de los compuestos cíclicos esperados de 5, 6 y 7 eslabones con buenos rendimientos. A su vez, también fue posible llevar a cabo la síntesis de diferentes compuestos heterocíclicos benzocondensados a través de reacciones de N-arilación intramolecular, catalizadas bien por compuestos de Cu o de Pd, en compuestos nitrogenados que portan anillos aromáticos orto-bromo sustituidos. - Síntesis estereoselectiva de alcaloides 2–alquiltetrahidroquinolínicos. Se llevó a cabo la síntesis de los productos naturales (–)-angustureína y (–)-cuspareína, siendo el primer paso de reacción en ambos casos la adición de reactivos organomagnesianos a las tBS-aldiminas 8p y ent-8p. Las síntesis se completaron tras 3 etapas adicionales: desulfinilación, N-arilación intramolecular y N-metilación, siendo los rendimientos globales del 49% y 17% respectivamente. También se preparó de manera alternativa la (–)-angustureína a partir de la N-metil-2-aliltetrahidroquinolina (23p) tras metátesis cruzada con (E)-3-hexeno e hidrogenación catalítica posterior del doble enlace olefínico. Por último y a partir del compuesto 23p, tras acoplamiento tipo Heck con 4-bromoveratrol, se llevó a cabo la síntesis de un derivado (24p) de la (–)-cuspareína.

Seguimiento del Grado en Química

Con la implantación del 4º curso del grado en Química, que se ha realizado en el presente curso académico, se han completado los cuatro cursos del grado. En la Facultad de Ciencias se han constituido ocho comisiones de semestre, en las que participan profesores de todos los departamentos que imparten docencia en la titulación y la Comisión de Grado, formada por los coordinadores de las comisiones de semestre que, a su vez, forman parte de una red docente para el seguimiento del grado. Desde estas comisiones se está realizando un intenso trabajo cooperativo cuyo objetivo es alcanzar una coherencia tanto en la distribución de contenidos, como en las metodologías docentes y de evaluación de las materias que componen el plan de estudios del Grado en Química de la Universidad de Alicante. La coordinación horizontal entre semestres de un mismo curso y la coordinación vertical entre cursos forman parte de las tareas que se desarrollan. Los resultados de este trabajo permiten identificar las deficiencias en el proceso de implantación y plantear posibles propuestas de mejora en la organización docente de la titulación.

Trabajo de coordinación para la implementación del cuarto curso del Grado en Química

En el curso 2013-14 se implantará el cuarto y último curso del Grado en Química. La experiencia adquirida durante la implementación de los tres primeros cursos ha puesto de manifiesto la conveniencia de realizar un proceso de coordinación entre los profesores de las diferentes asignaturas que garantice la consecución de las competencias previstas en la memoria del título. Por ello, se ha creado en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante una red de investigación en docencia universitaria que ha estado trabajando desde el inicio del presente curso académico en este tema. Dicha red está constituida por el Vicedecano de Ordenación Académica de la Facultad de Ciencias, la Coordinadora Académica de Química y los profesores coordinadores de todas las asignaturas del 4º curso del grado (excepto Prácticas Externas y Trabajo Fin de Grado). En esta comunicación se presentarán los resultados del trabajo de investigación realizado por estos profesores que ha permitido elaborar las guías docentes de las asignaturas, planificar y coordinar las actividades a realizar para que los alumnos adquieran las competencias transversales, realizar un cronograma de actividades de evaluación y otro de prácticas de laboratorio que asegure la distribución homogénea del trabajo del alumno durante el curso académico.

Gestión del aprendizaje de asignaturas de química empleando Moodle

En este artículo de investigación docente se describe el desarrollo y aplicación de la plataforma de aprendizaje on-line Moodle como herramienta en el proceso de docencia y evaluación de tres asignaturas impartidas en diferentes titulaciones de la Universidad de Alicante y la Universidad Metropolitana de Manchester. El objetivo principal de esta experiencia es emplear la plataforma de formación académica Moodle como instrumento para adecuar el proceso de enseñanza-aprendizaje de estas asignaturas al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES), así como estudiar y comparar los resultados obtenidos en todas ellas. Así, se describen las estrategias docentes y de evaluación empleadas a lo largo de diferentes cursos académicos con el objetivo de determinar el nivel de adaptación de los estudiantes en el nuevo marco de enseñanza-aprendizaje. Por último, se valorarán las opiniones de los estudiantes sobre el empleo de esta herramienta durante el desarrollo de las asignaturas, opiniones obtenidas mediante diferentes encuestas docentes.

Grado en Química: coordinación y seguimiento del curso 2014-15

En la red docente "Seguimiento del grado en Química", formada por los coordinadores de las comisiones de semestre de la Facultad de Ciencias y la coordinadora del grado en Química, se ha analizado la información extraída de las reuniones periódicas (al menos dos por semestre) de las ocho comisiones de semestre (correspondientes a los cuatro cursos del grado en Química). El objetivo es conseguir una coherencia tanto en la distribución de contenidos, como en las metodologías docentes y de evaluación de las materias que componen el plan de estudios del Grado en Química de la Universidad de Alicante. Los resultados de este trabajo están permitiendo identificar problemas y plantear propuestas de mejora en la organización docente de la titulación. El trabajo realizado por la red se está utilizando para elaborar el autoinforme para la reacreditación del grado en Química.

Chiral gold(I) vs chiral silver complexes as catalysts for the enantioselective synthesis of the second generation GSK-hepatitis C virus inhibitor

The synthesis of a GSK 2nd generation inhibitor of the hepatitis C virus, by enantioselective 1,3-dipolar cycloaddition between a leucine derived iminoester and tert-butyl acrylate, was studied. The comparison between silver(I) and gold(I) catalysts in this reaction was established by working with chiral phosphoramidites or with chiral BINAP. The best reaction conditions were used for the total synthesis of the hepatitis C virus inhibitor by a four step procedure affording this product in 99% ee and in 63% overall yield. The origin of the enantioselectivity of the chiral gold(I) catalyst was justified according to DFT calculations, the stabilizing coulombic interaction between the nitrogen atom of the thiazole moiety and one of the gold atoms being crucial.

Phosphane-free Suzuki-Miyaura coupling of aryl imidazolesulfonates with arylboronic acids and potassium aryltrifluoroborates under aqueous conditions

Aryl imidazole-1-sulfonates are efficiently cross-coupled with arylboronic acids and potassium aryltrifluoroborates using only 0.5 mol % of oxime palladacycles 1 under aqueous conditions at 110 °C. Under these simple phosphane-free reaction conditions a wide array of biaryl derivatives has been prepared in high yields. This methodology allows in situ phenol sulfonation and one-pot Suzuki arylation as well as the employment of microwave irradiation conditions.

Curtin-Hammett versus non-Curtin-Hammett frameworks is optimizing the enantioselective binolam/titanium(IV)-catalyzed cyanobenzoylation of aldehydes: Part 2

Extensive experimental and computational studies have been carried out on the enantioselective titanium(IV)-catalyzed cyanobenzoylation of aldehydes using 1:n Binolam:Ti(OiPr)4 mixtures as precatalysts, with the purpose of identifying the key mechanistic aspects governing enantioselectivity. HCN and isopropyl benzoate were detected in the reacting mixtures. This, as well as the reaction’s response to the presence of an exogenous base, and the failure to react in the presence of Binol:Ti(OiPr)4 mixtures, led us to propose not a direct cyanobenzoylation but an indirect process involving enantioselective hydrocyanation followed by O-benzoylation. Computational work provided positive evidence for the intervention of both indirect and direct cyanobenzoylation routes, the former being faster. However, the standard Curtin–Hammett-based optimization search ended with unsatisfactory results. Experimental and computational DFT studies (B3LYP/6-31G*) led us to conclude that: (1) the overall cyanobenzoylation of aldehydes catalyzed by 1:n Binolam:Ti(OiPr)4 mixtures involves an enantioselective hydrocyanation followed by an stereochemically inert O-benzoylation; (2) the initial complexes prevailing in a 1:1 Binolam:Ti(OiPr)4 mixture are the solvated mononuclear monomer 5·2(iPrOH) and solvated dinuclear dimer 9·2(iPrOH), whereas 9·2(iPrOH) is the major component in a 1:2 or higher 1:n mixture; (3) since the slowest step is that of benzoylation of ligated iPrOH which yields the actual catalysts 5–9, the catalytic system fits into a non-Curtin–Hammett framework, the final products deriving from a kinetic quench of the competing routes; and (4) accordingly, catalysis by 1:1 Binolam:Ti(OiPr)4 mixtures should involve cyanobenzoylations promoted by mononuclear 5, contaminated with those promoted by some dinuclear open dimer 9, whereas cyanobenzoylations catalyzed by a 1:2 and higher 1:n mixtures should be the result of catalysis promoted by the large amounts of dinuclear open dimer 9.

Binap-gold (I) versus Binap-silver trifluoroacetate complexes as catalysts in 1,3-dipolar cycloadditions of axomethine ylides

The 1,3-dipolar cycloaddition between azomethine ylides and alkenes is efficiently catalysed by [{(Sa)-Binap-Au(tfa)}2] (Binap=2,2′-bis(diphenylphosphino)-1,1′-binaphthyl; tfa=trifluoroacetyl). Maleimides, 1,2-bis(phenylsulfonyl)ethylene, chalcone and nitrostyrene were suitable dipolarophiles even when using sterically hindered 1,3-dipole precursors. The results obtained in these transformations improve the analogous ones obtained in the same reactions catalysed by [Binap–Ag(tfa)]. In addition, computational studies have also been carried out to demonstrate both the high enantioselectivity exhibited by the chiral gold(I) complex, and the non-linear effect observed in this transformation.