N-heterocyclic carbenes as supporting ligands in homogeneous catalysis

by Marion, Nicolas

RESUMEN En los últimos diez años, los carbenos N-heterocíclicos (NHCs) han ganado una gran popularidad, especialmente como ligandos versátiles de metales de transición. Su fuerte carácter ??donor, asociado con su gran impedimento estérico, confieren a menudo una mayor estabilidad y actividad al centro metálico en cuestión. Los dos mayores éxitos de los NHCs en catálisis homogénea se encuentran, sin duda, en la metátesis de olefinas catalizada por rutenio y en las reacciones de acoplamiento cruzado promovidas por paladio. En este trabajo, hemos estudiado el efecto de los carbenos N-heterocíclicos como ligandos en complejos bien definidos de paladio(II), galio(III) y oro(I), que hemos empleado en catálisis homogénea.En particular, hemos sintetizado, de forma directa, dos familias de compuestos de paladio de fórmula general [(NHC)Pd(L)Cl] donde L, grupo R-alilo o R-acac, actúa como protector para las especies catalíticamente activas [(NHC)Pd0]. De hecho, tras la activación en las condiciones de reacción, estos nuevos complejos de paladio se mostraron extremadamente activos en las reacciones de Suzuki-Miyaura, de Buchwald-Hartwig y en la ?-arilación de cetonas. Más concretamente, la familia R-arilo, más activa, permitió llevar a cabo estas reacciones con tan sólo 10 ppm de paladio.Una serie de complejos [(NHC)GaCl3] fue preparada en una simple etapa. Los compuestos resultantes NHCGaIII, sin precedentes en la literatura, se mostraron extremadamente estables pero sólo moderadamente activos en reacciones de isomerización.Con el fin seguir ampliando la gran aplicabilidad de los NHCs en catálisis con metales, estudiamos varias nueva transformaciones utilizando los complejos [(NHC)AuCl].De hecho, estos pre-catalizadores, activados in situ con una sal de plata, demostraron ser excelente activadores de alquinos, alenos y alquenos. Esto llevó al desarrollo de protocolos eficientes, y sintéticamente útiles, tales como la cicloisomerización de eninos, la ciclación de indenos, la formación de enonas conjugadas, y reordenamientos arílicos.