Organocatálisis

Organocatálisis es el término que se usa para describir a aquellas reacciones llevadas a cabo con cantidades sub-estequiométricas de moléculas orgánicas como catalizadores, y representa un área muy activa de investigación en síntesis orgánica.
Una de las reacciones donde más se ha aplicado esta estrategia es la reacción asimétrica de Diels-Alder.

El compuesto 1, es el organocatalizador de McMillan, quien introdujo el término organocatálisis en el año 2000.
Hay varias revisiones del tema, que incluyen una lista (enorme por cierto) de las reacciones en las que se puede aplicar la organocatálisis, así como una clasificación de los tipos de organocatalizadores.

Las cuatro categorías de catalizadores son Bases de Lewis, Ácidos de Lewis, Bases de Bronsted y Ácidos de Bronsted.
Las reacciones donde se han utilizado algunos de estos catalizadores incluyen:
· adiciones conjugadas
· adiciones aldólicas
· reacciones de Mannich
· cicloadiciones
· epoxidaciones
· condensación de Knoevenagel

Los ejemplos son muchos, simplemente muestro algunos de los cuales estamos haciendo o intentaremos hacer para obtener los productos que buscamos. Por esta misma razón me detengo en un tipo particular de organocatalizador (aminas secundarias) y en un tipo particular de reacción (la condensación de Knoevenagel).
Buscando una alternativa eficiente a la reacción de Wittig (ec. 1) y de Horner-Wadsworth-Emmons (ec. 2) para la síntesis de ésteres y ácidos (E)-a,b-insaturados a partir de aldehídos, pensamos en la condensación de Knoevenagel (ec. 3).




En la reacción de Wittig, el óxido de trifenilfosfina es un subproducto estequiométrico que debe ser removido cromatográficamente para ser simplemente descartado. La variante de Horner-Wadsworth-Emmons tiene la ventaja de producir una sal de fosfato soluble en agua. Sin embargo, típicamente requiere el uso de bases fuertes. Una limitación de estas reacciones es su aplicación a gran escala, debido a la modesta economía atómica de las mismas.
La reacción descarboxilativa de Knoevenagel entre monoésteres del ácido malónico y aldehídos es una alternativa que ha sido mucho menos usada. Debido a que solamente dióxido de carbono y agua son los subproductos, la reacción tiene una mejor economía atómica, los reactivos son baratos y la purificación de los productos muy sencilla (Tetrahedron 2006, 62, 476).
Esta reacción puede llevarse a cabo de diferentes maneras, alguna de las cuales hemos ensayado con muy buenos resultados.
La condensación de Knoevenagel puede ser catalizada por una variedad de bases, entre las cuales se encuentran las aminas, lo que nos lleva a la organocatálisis (J. Catal., 2007, 246, 136).


La reacción se puede llevar a cabo con piridina, trietilamina o alúmina neutra. Sin embargo, en estas condiciones tarda varias horas en completarse. El agregado de un organocatalizador, como 2, en cantidades sub-estequiométricas hace que la reacción se complete en menos de 2 horas. Debido a que no estamos generando centros quirales en la reacción, no es necesario utilizar prolina. Nosotros hemos usado piperidina con excelentes resultados, obteniendo una variedad de ésteres y ácidos a,b-insaturados a partir de aldehídos, con rendimientos superiores al 70% en todos los casos, obteniéndose únicamente el isómero (E).

Los organocatalizadores pueden usarse para una amplia variedad de transformaciones sintéticas útiles, las cuales incluyen reacciones en dominó, que ya les contaré si funcionan como dicen que lo hacen (Nature, 2008, 455, 304).

Espero que les resulte útil el aporte y que consideren esta alternativa a la hora de preparar ácidos o ésteres a,b-insaturados.
Saludos

Patricia


Muchas gracias Patricia