Exploración de nuevos ligandos cooperativos para reacciones catalíticas de activación de arenos

Abstract

El trabajo que se presenta recoge la búsqueda y estudio de ligandos cooperativos, que unidos a paladio puedan asistir durante las etapas de activación C-H y eliminación reductora de las reacciones de acoplamiento C-C. Las reacciones que dan lugar a nuevos enlaces C-C otorgan un alto valor añadido a las rutas sintéticas en Química Fina. Las reacciones de acoplamiento C-C se suelen realizar utilizando complejos de paladio como catalizadores, compuestos organometálicos y halo-derivados como reactivos, siendo los dos últimos los que generan más costes y subproductos, porque la materia prima son sus hidrocarburos. Una alternativa a las de reacciones de acoplamiento C-C tradicionales, es la sustitución del compuesto organometálico por su hidrocarburo correspondiente. Esto eliminará todos los pasos de síntesis previos para obtenerlo, cubriendo uno de los requisitos más importantes de la Química Verde. Durante este trabajo se ha estudiado la síntesis de varios ligandos de tipo fosfina que puedan facilitar la ruptura de enlaces C-H y los complejos que forman con paladio. Se han estudiado las características y reactividad de los ligandos además de la actividad catalítica, junto con paladio, en las reacciones de acoplamiento C-C de arenos, con activación C-H. A lo largo del estudio de los ligandos se encontraron características y comportamientos interesantes para el ligando ciclopentadienildifenilfosfina (PPh2Cp). Desafortunadamente, se descubrió que los ligandos no son adecuados para las reacciones de acoplamiento C-C con activación C-H, porque producen únicamente subproductos de reacciones laterales.

The work that is presented includes the search and study of cooperative ligands, which together with palladium can assist during the C-H activation and reductive elimination steps of the C-C coupling reactions. The reactions that create new C-C bonds give a high added value to the synthetic routes in Fine Chemistry. C-C coupling reactions are usually carried out using palladium complexes as a catalyst, organometallic compounds and halo-derivatives as reagents, the last two being the ones that generate the most costs and subproducts, because the raw material is their hydrocarbons. An alternative to the traditional C-C coupling reactions will be studied, is the substitution of the organometallic compound by its corresponding hydrocarbon., which will avoid all the previous synthesis steps to obtain it. In this way, an increasingly green Chemistry will be obtained. During this work, the synthesis of several phosphine-type ligands that can facilitate the breaking of C-H bonds and the complexes they form with palladium has been studied. The characteristics and reactivity of the ligands have been studied in addition to the catalytic activity, with palladium, in C-C coupling reactions with C-H activation. Throughout the study of the ligands, interesting characteristics and behaviors were found for the ligand cyclopentadienyldiphenylphosphine (PPh2Cp). Unfortunately, it was found that the ligands are not suitable for C-C coupling reactions with C-H activation, because they produce only byproducts of side reactions.