El ácido de Chiral Brønsted catalizó la reacción de tipo Mannich enantioselectiva

Área de la Ciencia:

• Química orgánica es la química orgánica.
• Catalización asimétrica por catálisis asimétrica.
• La organocatálisis es una catálisis orgánica.

Sus antecedentes:

• Las reacciones de tipo Mannich son reacciones fundamentales de formación de enlaces carbono-carbono en la síntesis orgánica.
• El desarrollo de métodos enantioselectivos para las reacciones de Mannich es crucial para la síntesis de moléculas quirales.
• Los ácidos Quiral Brønsted, en particular los derivados del ácido fosfórico, han surgido como poderosos catalizadores para transformaciones asimétricas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo sistema catalítico para la reacción asimétrica de tipo Mannich de acetalos silílicos de ceteno con aldiminas.
• Para lograr altos rendimientos, la diastereoselectividad (isómero sin) y la enantioselectividad en la formación de ésteres beta-amino.
• Para dilucidar el mecanismo de reacción y comprender los factores que rigen la estereoselectividad utilizando métodos computacionales.

Principales métodos:

• Reacción catalítica de tipo Mannich que emplea un diéster quiral de ácido fosfórico derivado de (R) -BINOL.
• Variación sistemática de los sustituyentes del catalizador y las estructuras de las aldiminas para optimizar los resultados de la reacción.
• Cálculos de la teoría funcional de densidad (DFT) (BHandHLYP/6-31G*) para investigar las vías de reacción y los estados de transición.

Principales resultados:

• Reacción catalítica exitosa de tipo Mannich que proporciona ésteres beta-amino con alta enantioselectividad (hasta el 96% ee) y buena diastereoselectividad para el isómero sin.
• Identificación de un diéster de ácido fosfórico con grupos 4-nitrofenilo en las posiciones 3,3'-de BINOL como el catalizador más eficaz.
• Demostración del papel esencial del grupo N-2-hidroxifenilo en el sustrato de aldimina para la eficiencia de la reacción.
• Los cálculos teóricos apoyaron una vía de dicoordinación que involucraba un estado de transición cíclica de nueve miembros, lo que explica la selectividad re-facial observada y la influencia del obstáculo estérico.

Conclusiones:

• Se ha establecido una reacción catalítica de tipo Mannich altamente enantioselectiva utilizando un diéster quiral de ácido fosfórico.
• El mecanismo de reacción procede a través de una vía de descoordinación, racionalizada por cálculos DFT, destacando la importancia de la estructura del catalizador y las características del sustrato.
• Esta metodología proporciona una ruta eficiente a los valiosos ésteres quirales beta-amino.