Ciclación de Prins catalizada por un sistema de Fe(III)/TMS

Ciclación de Prins catalizada por un sistema de Fe(III)/TMS

Prins Cyclization Catalyzed by a Fe(III)/TMS System: the
Oxocarbenium Ion Pathway versus the [2+2]
Cycloaddition
Sixto J. Pérez, Martín Purino, Pedro O. Miranda, Víctor S. Martín, Israel Fernández,
Juan I. Padrón
Chem. Eur. J. 2015, 21, 15211-15217. Hot Paper y back cover (contraportada)
DOI: 10.1002/chem.201502488
Esta publicación, que ha sido catalogada como Hot Paper, se centra en el estudio de los
diferentes factores que rigen la ciclación de Prins catalizada por sales de hierro (III)
teniendo como nucleófilos alquenos terminales no activados. Dicho trabajo ha sido
posible a través de un estudio experimental combinado con un estudio teórico. Se ha
desarrollado un método experimental que permite obtener casi exclusivamente
tetrahidropiranos 2,4,6-trisustituidos. Usando el sistema catalítico sales de hierro(III)/
haluros de trimetilsilano (TMSX) se consigue evitar procesos competitivos tales como
racemización y/o generación de tetrahidropiranos simétricos.
Por otra parte en los últimos tiempos ha surgido el debate sobre el mecanismo de reacción
que actúa en la reacción de ciclación de Prins catalizada por sales de hierro (III). El
estudio teórico, apoyado por pruebas experimentales, se basó en las dos rutas
mecanísticas planteadas para la reacción entre alcoholes homoalílicos con alquenos no
activados y aldehídos catalizadas por sales de hierro(III): la ruta clásica basada en el ion
oxocarbenio como intermedio y la ruta alternativa de cicloadición [2+2]. Nuestros
estudios teóricos y experimentales claramente demuestran que la cicloadición [2+2] está
desfavorecida para alcoholes homoalílicos con alquenos no activados y no sustituidos.
En estos casos el mecanismo que opera, lo hace a través del ion oxocarbenio a través de
la ruta clásica. Se deduce, entre otras cosas, de este estudio que la naturaleza del
sustituyente adyacente al grupo hidroxilo en el alcohol homoalílico es el factor clave que
permite controlar el posible y no deseado reagrupamiento sigmatrópico oxonia-Cope. Los
sustituyentes de naturaleza alquílica no favorecen reacciones laterales y conducen casi
exclusivamente a tetrahidropiranos 2,4,6 trisustituidos (tres sustituyentes diferentes). Sin
embargo dicho reagrupamiento sigmatrópico se ve favorecido con sustituyentes
adyacentes de naturaleza aromática.
La importancia de dicho trabajo radica en la obtención de un método sintético de gran
utilidad en la síntesis de productos naturales y derivados. Así mismo arroja luz, no sólo
en el mecanismo de reacción que opera bajo las condiciones estudiadas, sino que también
estudia los distintos factores que controlan dicha reacción.
Este trabajo ha sido llevado a cabo a través de una colaboración entre los grupos de
investigación “Catálisis Metálica Sostenible” del Instituto de Productos Naturales y
Agrobiología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IPNA-CSIC) que
dirige el Dr. Juan I. Padrón junto con los grupos de Síntesis de Productos bioactivos del
Instituto Universitario de Bio-orgánica “Antonio González”, universidad de La Laguna
(IUBO-ULL) que dirige el Dr. Víctor S. Martín y de química computacional de la
Universidad Complutense de Madrid (UCM) que dirige el Dr. Israel Fernández.