Selective synthesis and reactivity of indolizines

Resumen

Se ha llevado a cabo la síntesis multicomponente de una serie de 1-aminoindolizinas y pirrolo[1,2-a]quinolonas de manera efectiva a partir de derivados de 2-piridincarbaldehído, aminas secundarias y alquinos terminales utilizando CuNPs/C como catalizador en diclorometano a 70 ºC. La metodología se ha aplicado a una variedad de aminas y alquinos, los últimos incluyendo arilacetilenos así como alquilacetilenos, con rendimientos de moderados a altos. Dicho catalizador ha demostrado ser superior a una serie de catalizadores de cobre comerciales. Finalmente, se ha propuesto un mecanismo de reacción basado en la probada participación de aminas propargílicas como intermedios de reacción. Se han sintetizado indolizidinas a través de la hidrogenación catalítica heterogénea de indolizinas usando PtO2 como catalizador en ácido acético como disolvente y a una presión de 3,7 atm. Las indolizidinas se han obtenido con una elevada diastereoselectividad, incluso en el caso de poseer cuatro estereocentros. Se ha demostrado experimentalmente que la hidrogenación de la indolizina se produce a través del intermedio pirrólico 5,6,7,8-tetrahidroindolizina. Además, estas indolizidinas se han podido mono- o di-desbencilar usando un catalizador diferente. Se ha sintetizado una nueva familia de compuestos orgánicos por reacción de las indolizinas en medio ácido. Estos productos son tintes de indolizina de color violeta-rojizos que tienen una estructura D-A-π-A bien definida. La estructura de los tintes de indolizina se ha establecido mediante análisis de rayos X en estado sólido, pero se pueden distinguir dos rotámeros en disolución. Se ha propuesto un mecanismo de reacción en el que la propia indolizina actúa como nucleófilo y electrófilo; en éste, una molécula sufre hidrólisis en medio ácido y la adición Michael de la segunda molécula de indolizina. Un estudio de las características ópticas de estos tintes ha revelado un cambio de color dependiente del tamaño de partícula, un alto poder de coloración y un carácter solvatocrómico (es decir, que el color de la disolución del compuesto depende de la polaridad del disolvente usado), también en materiales plásticos. Finalmente, se ha estudiado la reactividad de las indolizinas con nitrosocompuestos, obteniendo dos productos diferentes según el sustituyente en la posición tres de éstas. En el caso de poseer un sustituyente aromático se obtienen β-enaminonas. Se ha realizado un estudio del alcance de esta metodología cambiando los sustituyentes 1, 3 y 6 de las indolizinas y usando compuestos nitrosoaromáticos con distintos sustituyentes en orto y para, obteniendo las correspondientes β-enaminonas con rendimientos aislados de moderados a buenos. El uso de esta metodología ha demostrado ser el más apropiado para obtener ese tipo de regioisómero, comparado con las metodologías clásicas de condensación de compuestos 1,3-dicarbonilos con aminas que dan el regioisómero opuesto. Para sustituyentes alifáticos, se han obtenido pirroles tetrasustituidos con rendimientos de moderados a buenos, variando los cuatro sustituyentes en la estructura de pirrol. Se han llevado a cabo varios experimentos para elucidar el mecanismo de reacción. Se ha demostrado que proceden vía iónica, no radicalaria. La presencia de agua es beneficiosa para la obtención de β-enaminonas, en cambio, una atmósfera de oxígeno o de argón no lo son. Con todo ello, se ha propuesto un mecanismo para la obtención de éstas en el que participa una estructura de isooxazol como intermedio. En el caso de los pirroles, se ha demostrado que hay una migración de la dibencilamina en la estructura. Tras varios experimentos, enfocados en la obtención de un posible intermedio de reacción, se ha propuesto la secuencia del mecanismo para la obtención de pirroles. En primer lugar, se ha propuesto el ataque nucleófilo al nitrosocompuesto, abriendo la estructura y perdiendo dibencilamina, formando así una cetona α,β-insaturada, seguido del ataque de la dibencialamina y posterior ciclación para la obtención del pirrol.