Novel strategies for the photocatalytic functionalisation of double bonds using cycloalkanols and diazocompounds

• Autores: Benedetta Carli
• Directores de la Tesis: José Julián Alemán Lara (dir. tes.), Leyre Marzo Puerta (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 356
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  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • En las últimas dos décadas, la fotoquímica ha transformado la síntesis orgánica, especialmente en el ámbito de las reacciones radicalarias. Esta revolución se ha logrado mediante el uso de fotocatalizadores (colorantes orgánicos o complejos metálicos) que, al ser activados por luz visible (400–700 nm), permiten iniciar reacciones de forma más suave y eficiente que los iniciadores tradicionales, a menudo tóxicos y peligrosos. Estos fotocatalizadores, tras su excitación, pueden activar sustratos a través de transferencias de electrones o energía, posibilitando la activación de enlaces antes inaccesibles. Así, se ha ampliado considerablemente el repertorio de transformaciones disponibles en síntesis orgánica, favoreciendo la obtención de moléculas más complejas y funcionales. Este trabajo doctoral explora diferentes estrategias para la funcionalización de dobles enlaces mediante luz visible, tanto con enfoques fotocatalíticos como libres de catalizador. El Capítulo 1 revisa exhaustivamente los métodos de activación por luz visible, desde técnicas consolidadas hasta avances recientes, incluyendo métodos enantioselectivos y los aportes del grupo de investigación en el que se ha desarrollado esta tesis doctoral. El Capítulo 2 se centra en la formación de enlaces C–C, destacando la apertura de ciclo alcanoles mediante una activación MS-CEPT, que combina una base y un fotocatalizador para generar radicales alcoxilo. Estos radicales sufren apertura de anillo, formando radicales alquilo que reaccionan con aceptores tipo Michael en transformaciones de tipo Giese. Se presentan tanto una alquilación racémica como una enantioselectiva, esta última mediante la coordinación con ácidos de Lewis quirales, lo que permite obtener dicetonas con estereo centros en la posición β. La tercera parte del capítulo aplica esta metodología a derivados complejos como cromano-2-onas, permitiendo la síntesis de cumarinas funcionalizadas, compuestos con potencial actividad biológica. Esta estrategia demostró ser escalable bajo condiciones de foto-flujo. Aunque el uso del MS-CEPT representa un avance en síntesis orgánica, su dependencia de oxidantes fuertes limita su aplicabilidad. Para superar este obstáculo, se propone un enfoque alternativo sin catalizador, basado en complejos EDA entre ciclo alcanoles y aceptores tipo Michael, aplicados a la reacción de Giese, también escalable bajo foto-flujo. Finalmente, el Capítulo 3 se centra en el estudio de los diazo compuestos, explorando su papel en la formación de nuevos enlaces carbono-carbono. En particular, se investiga un método innovador y poco explorado para la reducción de diazo malonatos y su aplicación en la funcionalización de olefinas electrónicamente ricas, como los silil-enol éteres y los alquenos 1,1-disustituidos. Esta estrategia permite acceder, bajo condiciones suaves, a una amplia variedad de productos de tipo Heck. Para demostrar la versatilidad y robustez del método, se han llevado a cabo diversas derivatizaciones delos productos finales. Además, se realizaron estudios mecanísticos detallados, incluyendo experimentos clave y cálculos computacionales, que respaldan la propuesta mecanística del proceso