La metátesis de alquinos es una reacción orgánica que implica la redistribución de enlaces químicos de alquinos . La reacción requiere catalizadores metálicos. Los estudios mecanicistas muestran que la conversión se produce mediante la intermediación de complejos metálicos de alquilidino . [1] [2] [3] La reacción está relacionada con la metátesis de olefinas .
La metátesis de alquinos catalizada por metales fue descrita por primera vez en 1968 por Bailey, et al. El sistema Bailey utilizó una mezcla de óxidos de tungsteno y silicio a temperaturas de hasta 450 °C. En 1974, Mortreux informó sobre el uso de un catalizador homogéneo (hexacarbonilo de molibdeno a 160 °C) para observar un fenómeno de codificación de alquinos, en el que un alquino asimétrico se equilibra con sus dos derivados simétricos. [4] El sistema Mortreux consta del precatalizador de molibdeno, molibdeno, hexacarbonil Mo(CO) 6 y cocatalizador de resorcinol . En 1975, TJ Katz propuso un carbino metálico (es decir, alquilidino) y un metalaciclobutadieno como intermedios. En 1981, RR Schrock caracterizó varios complejos de metalaciclobutadieno que eran catalíticamente activos. [5]
Los catalizadores de molibdeno con ligandos derivados de anilina son catalizadores muy eficaces. [6]
Los denominados "catalizadores de dosel", que contienen ligandos tripodales, son especialmente activos y fáciles de preparar. [7] [8] Estudios experimentales y computacionales exhaustivos demostraron que los metalatetraedranos eran especies aislables pero dinámicas dentro del ciclo catalítico. [9] También se han desarrollado catalizadores de metátesis de alquinos utilizando complejos de renio (V). [10] Dichos catalizadores son estables al aire y tolerantes a diversos grupos funcionales, incluidos los ácidos carboxílicos .
Las vías de degradación típicas de estos catalizadores incluyen la hidrólisis y la oxidación.
La dimerización de las unidades de alquilidino sigue siendo posible, como se desprende del complejo 28, que se aisló en pequeñas cantidades. Además de las vías de descomposición por colisión bimolecular o hidrólisis, los complejos de alquilidino de Schrock se degradan al intentar la metátesis de alquinos terminales . El paso crítico ocurre después de la formación del metalaciclo y consiste en una activación transanular de CH con formación de un deprotio-metalaciclobutadieno y la pérdida concomitante de un ligando alcóxido. Este curso de reacción sigue siendo viable para los nuevos alquilidinos con ligandos de silanolato. Específicamente, el compuesto 29 se pudo aislar mediante la adición de 1,10-fenantrolina. Como resultado, los alquinos terminales no pueden metatizarse con el sistema de catálisis existente con una eficiencia similar. [11]
En la práctica, se utiliza 5 Å MS como eliminador de butino para cambiar el equilibrio a productos.
La metátesis de alquinos se puede utilizar en operaciones de cierre de anillos y RCAM significa metátesis de alquinos de cierre de anillos. La molécula olfativa civetona se puede sintetizar a partir de un dialquino. Después del cierre del anillo, el nuevo triple enlace se reduce estereoselectivamente con hidrógeno y el catalizador Lindlar para obtener el alqueno Z ( los alquenos E cíclicos están disponibles mediante la reducción de Birch ). Una fuerza impulsora importante para este tipo de reacción es la expulsión de pequeñas moléculas gaseosas como el acetileno o el but-2-ino .
Se utilizó el mismo procedimiento de dos pasos en la síntesis del ciclofano turriano de origen natural.
Los complejos de alquilidino de trisamidomolibdeno (VI) catalizan la metátesis de alquinos. [12]
RCAM también se puede utilizar como paso estratégico en la síntesis total de productos naturales . [13] Algunos ejemplos muestran el poder de estos catalizadores. Por ejemplo, RCAM puede servir como paso clave en la síntesis total de hibridalactona de prostanoide marino , donde se toleran el epóxido , la olefina interna y el éster. [14]
Otro ejemplo muestra que un enino altamente funcionalizado , que muestra una rara unidad de tiazolidinona, puede metatizarse bajo un catalizador de Mo (III); ni este heterociclo inusual que contiene azufre ni el glucósido terciario propenso a la eliminación plantearon ningún problema en el paso de cierre del anillo. [15]
La síntesis total de espirastrelolida F emplea metátesis de alquinos en un solo paso. [16] El marco molecular de este potente inhibidor de la fosfatasa está decorado con no menos de 21 centros estereogénicos y presenta un dieno lábil omitido en la cadena lateral. Su núcleo macrocíclico incorpora un anillo de tetrahidropirano , una unidad de espirocetal, así como un motivo bis-espirocetal clorado muy inusual. Específicamente, una secuencia de RCAM junto con una acetalización catalizada por oro construye con éxito el sistema policíclico en la última etapa de la síntesis.
Al reemplazar un alquilidino de tungsteno por un nitruro de tungsteno e introducir una metátesis cruzada de nitrilo-alquino o NACM , se acoplan dos grupos de nitrilo para formar un nuevo alquino. El nitrógeno se recolecta mediante el uso de un alquino de sacrificio (no se forma N 2 elemental ): [17] [18]
