Stereocentros de espiro de carbono sustituido por todos los heteroátomos: síntesis, resolución, estabilidad...

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• Estereoquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los metanos quirales tetra-heterosubstituidos son bloques de construcción valiosos en la síntesis estereoselectiva.
• El establecimiento de configuraciones absolutas y la comprensión de las barreras de enantiomerización son cruciales para su aplicación.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar metanos quirales tetra-heterosubstituidos (estereocentros de carbono de tetraoxa y azatrioxa) mediante la catálisis de CpRu.
• Para caracterizar sus propiedades quirópticas y determinar las configuraciones absolutas.
• Investigar sus barreras de enantiomerización y los mecanismos subyacentes.

Principales métodos:

• Síntesis catalizada por CpRu utilizando carbonatos/carbamatos cíclicos y cetoésteres α-diazo-β.
• Cromatografía de fase estacionaria quiral para el aislamiento y la caracterización de enantiómeros.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo (TD-DFT) y de la teoría funcional de la densidad (DFT) para la asignación de la configuración y el esclarecimiento del mecanismo.
• Cromatografía dinámica enantioselectiva para la determinación de las barreras de enantiomerización.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de los estereocentros quirales de tetraoxa y azatrioxa.
• Las propiedades quirópticas observadas (g_abs ~ 10^-5 a 10^-4) ayudan a la asignación de la configuración absoluta.
• Determinación de las barreras de enantiomerización significativas para los ortocarbonatos (hasta 27,6 kcal/mol) y los ortocarbamatos (hasta 34,6 kcal/mol).
• Los cálculos de DFT revelaron conocimientos mecanicistas sobre las diferentes preferencias de escisión de bonos C-O y C-N.

Conclusiones:

• La catálisis de CpRu proporciona una vía eficaz para los metanos quirales tetra-heterosubstituidos.
• Los compuestos sintetizados poseen estereocentros estables con altas barreras de enantiomerización, especialmente los ortocarbamatos.
• Comprender la base mecanicista para la estabilidad es clave para diseñar nuevas moléculas quirales.