A Highly Efficient Solvent-Free Asymmetric Direct Aldol Reaction Organocatalyzed by Recoverable (s)-Binam-L-Prolinamides. ESI-MS Evidence of the Enamine-Iminium Formation

Recoverable (Sa)-binam-l-prolinamide in combination with benzoic acid is used as catalysts in the direct aldol reaction between cycloalkyl, alkyl, and α-functionalized ketones and aldehydes under solvent-free reaction conditions. Three different methods are assayed: simple conventional magnetic stirring, magnetic stirring after previous dissolution in THF and evaporation, and ball mill technique. These procedures allow one to reduce not only the amount of required ketone to 2 equiv but also the reaction time to give the aldol products with regio-, diastereo-, and enantioselectivities comparable to those in organic or aqueous solvents. Generally anti-isomers are mainly obtained with enantioselectivities up to 97%. The reaction can be carried out under these conditions also using aldehydes as nucleophiles, yielding after in situ reduction of the aldol products the corresponding chiral 1,3-diols with moderate to high enantioselectivities mainly as anti-isomers. The aldol reaction has been studied by the use of positive ESI-MS technique, providing the evidence of the formation of the corresponding enamine−iminium intermediates.

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.

Copper Nanoparticles in Click Chemistry

Conspectus: The challenges of the 21st century demand scientific and technological achievements that must be developed under sustainable and environmentally benign practices. In this vein, click chemistry and green chemistry walk hand in hand on a pathway of rigorous principles that help to safeguard the health of our planet against negligent and uncontrolled production. Copper-catalyzed azide–alkyne cycloaddition (CuAAC), the paradigm of a click reaction, is one of the most reliable and widespread synthetic transformations in organic chemistry, with multidisciplinary applications. Nanocatalysis is a green chemistry tool that can increase the inherent effectiveness of CuAAC because of the enhanced catalytic activity of nanostructured metals and their plausible reutilization capability as heterogeneous catalysts. This Account describes our contribution to click chemistry using unsupported and supported copper nanoparticles (CuNPs) as catalysts prepared by chemical reduction. Cu(0)NPs (3.0 ± 1.5 nm) in tetrahydrofuran were found to catalyze the reaction of terminal alkynes and organic azides in the presence of triethylamine at rates comparable to those achieved under microwave heating (10–30 min in most cases). Unfortunately, the CuNPs underwent dissolution under the reaction conditions and consequently could not be recovered. Compelling experimental evidence on the in situ generation of highly reactive copper(I) chloride and the participation of copper(I) acetylides was provided. The supported CuNPs were found to be more robust and efficient catalyst than the unsupported counterpart in the following terms: (a) the multicomponent variant of CuAAC could be applied; (b) the metal loading could be substantially decreased; (c) reactions could be conducted in neat water; and (d) the catalyst could be recovered easily and reutilized. In particular, the catalyst composed of oxidized CuNPs (Cu2O/CuO, 6.0 ± 2.0 nm) supported on carbon (CuNPs/C) was shown to be highly versatile and very effective in the multicomponent and regioselective synthesis of 1,4-disubstituted 1,2,3-triazoles in water from organic halides as azido precursors; magnetically recoverable CuNPs (3.0 ± 0.8 nm) supported on MagSilica could be alternatively used for the same purpose under similar conditions. Incorporation of an aromatic substituent at the 1-position of the triazole could be accomplished using the same CuNPs/C catalytic system starting from aryldiazonium salts or anilines as azido precursors. CuNPs/C in water also catalyzed the regioselective double-click synthesis of β-hydroxy-1,2,3-triazoles from epoxides. Furthermore, alkenes could be also used as azido precursors through a one-pot CuNPs/C-catalyzed azidosulfenylation–CuAAC sequential protocol, providing β-methylsulfanyl-1,2,3-triazoles in a stereo- and regioselective manner. In all types of reaction studied, CuNPs/C exhibited better behavior than some commercial copper catalysts with regard to the metal loading, reaction time, yield, and recyclability. Therefore, the results of this study also highlight the utility of nanosized copper in click chemistry compared with bulk copper sources.