COMPLEJO ORGANOMETÁLICO DE PD (II) Y SU USO EN LA HIDRÓLISIS DE CETALES Y ACETALES.

Complejo organometálico de Pd (II) y su uso en la hidrólisis de cetales y acetales en ausencia de un medio ácido,

lo cual permite que otros grupos funcionales sensibles a medios ácidos no se vean afectados, evitando así reacciones secundarias no deseadas tales como condensaciones aldólicas, isomerización de olefinas o deshidrataciones en otras partes de la molécula.

Complejo organometálico de Pd (II) y su uso en la hidrólisis de cetales y acetales.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un nuevo complejo organométálico de Pd (II) , al procedimiento de obtención del mismo, yasuuso como catalizador en la hidrólisis de de cetales y acetales.

Antecedentes de la invención Los cetales y acetales son los grupos funcionales más usados para la protección de aldehídos y cetonas en síntesis orgánica debido a su fácil formación y a su resistencia a medios básicos y neutros. Por esta razón, la protección y regeneración de compuestos carbonílicos presenta una importancia muy notable en la mayor parte de los procesos en múltiples etapas en la industria química.

Los métodos más comunes para la hidrólisis de acetales y cetales conllevan la utilización de ácidos de Brønsted o de Lewis (véase Greene, T.W.; Wuts, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis; 3rd ed.; John Wiley and Sons: New York, 1999; Kocienski, P. J. Protective Groups; 1st ed.; Georg Thieme Verlag: Stuttgart, Germany, 1994) . Se han descrito gran cantidad de reacciones de hidrólisis de cetales y acetales y en la mayoría de ellas es necesario la formación de un medio ácido para la regeneración del grupo carbonilo que se desea desproteger, lo que habitualmente provoca reacciones secundarias indeseables.

A lo largo de los últimos treinta años se han desarrollado sistemas homogéneos y heterogéneos para la hidrólisis de cetales y acetales, cuya utilidad depende de diversos factores tales como: rendimiento de reacción, facilidad de producción del sistema (síntesis de catalizadores, coste) , economía energética (tiempos de reacción, temperatura) , reciclado del sistema, aislamiento del producto y selectividad de la reacción.

La mayoría de los sistemas homogéneos que se describen en la bibliografía se basan en la utilización de derivados de lantánidos y metales de transición. Las primeras publicaciones que aparecen en la literatura en este sentido describen la utilización de cloruros metálicos en alto estado de oxidación para la hidrólisis de cetales y acetales. Goré y otros, 1983, describen la utilización de cloruro de titanio e ioduro de litio en éter etílico y atmósfera inerte obteniendo buenos resultados excepto para moléculas con grupos sensibles a ácidos como alcoholes alílicos (J. Org. Chem. 1983, 48 (19) , 3336) . Fujisawa y otros, 1989, describen el uso de cloruro de samario y clorotrimetilsilano a temperatura ambiente. Con este catalizador los alcoholes protegidos son inertes pero ofrece bajos grados de conversión para acetales alifáticos y cíclicos (Chemistr y Letters 1989, 1623) . Por último, se han descrito cloruro de hierro (III) hexahidratado (Sen y otros, J. Org. Chem. 1997, 62, 6684) y hexacloruro de wolframio (J. Chem. Research (S) 1998, 664) como catalizadores para la desprotección de acetales y cetales cíclicos y acíclicos en tiempos cortos de reacción aunque la cantidad de especie activa utilizada es considerablemente grande (60-300%) .

Otros catalizadores descritos se basan en sales metálicas de triflato como triflato de cerio (III) (Yoon y otros, Tetrahedron Letters 2002, 43, 2699) y triflato de erbio (III) (Procopio y otros, Org. Biomol. Chem. 2005, 3, 4129) , este último capaz de hidrolizar quimioselectivamente benciliden acetales.

También se ha descrito el uso de compuestos de coordinación. Por ejemplo, Lipshutz y otros, 1985 (Tetrahedron Letters 1985, 26 (6) , 705) , describen el uso de [PdCl2 (NCMe) 2] en acetona como catalizador para la hidrólisis de dioxolanos derivados de cetonas y aldehídos a temperatura ambiente. Aunque las condiciones de reacción son suaves y la cantidad de catalizador es del 1%, se producen interferencias con algunos grupos protectores de alcoholes como TBDMS o THP y pueden producirse isomerizaciones de olefinas. Venanzi y otros, 1993 (Tetrahedron Letters 1993, 34 (50) , 8071) , describen la utilización de un complejo catiónico de rutenio como catalizador de la hidrólisis de cetales y acetales poco voluminosos. Kantam y otros, 2001 (Catalysis Communications 2001, 2, 301) , describen la hidrólisis de cetales y acetales no alifáticos con acetato de vanadilo (IV) . Por último, Markó y otros (Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38 (21) , 3207) (Tetrahedron 2003, 59, 8989) (Acc. Chem. Res. 2007, 40 (6) , 381) , describen la desprotección quimioselectiva y en condiciones suaves de cetales y acetales cíclicos con nitrato cérico amónico en acetonitrilo/agua. El uso de este catalizador permite la presencia de grupos funcionales altamente sensibles a medio ácido como por ejemplo alcoholes cabeza de puente.

Por otro lado, se ha descrito también sustancias orgánicas como agentes que producen la hidrólisis de cetales y acetales. Tanemura y otros, 1992 (J. Chem. Soc., Chem. Comm. 1992, 979) , y Oku y otros, 1993 (Chemistr y Letters 1993, 165) , describen la utilización de DDQ (2, 3-dicloro-5, 6-diciano-p-benzoquinona) en disolventes orgánicos húmedos para generar un medio ácido capaz de hidrolizar acetales y cetales dando lugar a los correspondientes aldehidos y cetonas. Trehan y otros, 1998 (J. Org. Chem. 1998, 63, 2365) , describen el uso de (trimetilsilil) bis (fluorosulfuril) imida a baja temperatura en diclorometano dando buenos resultados para acetales y cetales no alifáticos. Las β-ciclodextrinas también producen la hidrólisis de cetales y acetales en sustratos que no sean muy voluminosos (Ji y otros, Eur. J. Org. Chem. 2003, 3659) (Rao y otros, J. Org. Chem. 2003, 68 (5) , 2018) . Hu y otros, 2004 (J. Org. Chem. 2004, 69 (25) , 8932) , describen la ruptura oxidativa de cetales y acetales mediante el uso de iodo molecular obteniéndose altos rendimientos en cortos tiempos de reacción. Además, se han descrito tetrafenilboranos sustituidos (Liu y otros, Synlett 2007, 2, 0283) para la hidrólisis de cetales y acetales arílicos.

Fujioka y otros (J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (38) , 11800) (J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5930) (JP2006016351 A, 2006/01/19, Kita Yasuyuki; Fujioka Hiromichi; Sawama Yoshinari, Univ Osaka; Chemical Soft R&D Inc) , han descrito un proceso selectivo para la hidrólisis de acetales, quedando los cetales totalmente inalterados. Los acetales se tratan con triflato de trietilsilano y 2, 6-lutidina o 2, 4, 6-colidina en diclorometano a baja temperatura, dando lugar a los correspondientes aldehidos. Mediante este método se obtienen buenos rendimientos en tiempos de reacción cortos, aunque se debe advertir que los hidroxilos presentes en los sustratos quedan sililados.

El documento de patente JP2006016351A describe la desprotección de un acetal mediante la adición secuencial de una base orgánica y TMSOTf (trifluorometanosulfonato de trimetilsililo) o TESOTf (trifluorometanosulfonato de trietilsililo) .

Otros procedimientos de desprotección utilizan sales de bismuto (Sabitha y otros, Chemistr y Letters 2000, 1074) (Mohan y otros, J. Org. Chem. 2000, 65 (24) , 8399) (Mohan y otros, J. Org. Chem. 2002, 67 (3) , 1027) (Mohan y otros, Tetrahedron Letters 2008, 49, 691) , sales de indio (Ranu y otros, Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 446) (Gregg y otros, J. Org. Chem. 2007, 72 (15) , 5890) , distanoxano (Otera y otros, Tetrahedron Letters 1986, 27 (47) , 5743) , cloruro de estaño dihidratado y naftaleno (Roskamp y otros, J. Org. Chem. 1993, 58 (15) , 4142) y decaborano (Yoon y otros, Tetrahedron Letters 2002, 43, 2699) . Finalmente, Bergman, Raymond y otros, 2007 (Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8587) (Acc. Chem. Res. 2009, 42 (10) , 1650) (J. Org. Chem. 2009, 74, 58-63) , describen la síntesis de un clúster que permite la desprotección de acetales y cetales de sustratos que sean capaces de entrar en la cavidad generada por cuatro átomos de galio y seis ligandos.

En el caso de los sistemas heterogéneos, estos están basados en una parte inerte que suele ser arcilla, sílice o alúmina y una parte activa que está adsorbida en la superficie de la parte inerte. Se han descrito catalizadores basados en sílice funcionalizados con: sulfato de cobre (II) (Gros y otros Synth. Commun. 1995, 25, 395) , ácido sulfúrico (Díaz y otros Synth. Commun. 1994, 24, 2325) , ácido perclórico (Chakraborti y otros, Synthesis 2007, 2, 0299) (Hashemi y otros, Russian Journal of Organic Chemistr y 2007, 43 (4) , 621) y óxido de molibdeno (Bhosale y otros, Synth. Comm. 2006, 36, 659) . Otros autores han descrito la utilización de montmorillonita K10 (Li y otros, Synth. Commun. 1997, 27, 2299) (Taylor y otros, Tetrahedron Lett. 1997, 38, 1881) y montmorillonita funcionalizada con Ti (IV) (Kaneda y otros, Chemistr y Letters... [Seguir leyendo]

1. Un complejo organometálico de Pd (II) de fórmula general (I) :

en la que S se selecciona del grupo que consiste en agua, acetonitrilo o cualquier ligando neutro;

y X se selecciona del grupo que consiste en anión perclorato, trifluorometanosulfonato o cualquier anión no coordinante.

2. El complejo organometálico según la reivindicación 1, en el que S es acetonitriloyXesel anión perclorato.

3. Un procedimiento para la obtención del complejo según la reivindicación1ó2, que comprende las etapas de: a) precipitar 2, 6-diacetilpiridina con ácido perclórico acuoso; b) añadir acetato de Pd al precipitado de la etapa a) en presencia de acetonitrilo y llevar a sequedad; c) disolver el residuo de la etapa b) en acetona y llevar a sequedad; d) disolver el residuo de la etapa c) en acetonitrilo y añadir éter etílico.

4. Un procedimiento de hidrólisis de cetales o acetales, que comprende poner en contacto el complejo organometálico según la reivindicación1ó2con el cetal o acetal según la reacción:

donde: -la línea discontinua indica que los cetales y acetales pueden ser cíclicos o aclíclicos; -R1 se selecciona del grupo que consiste en H, arilo, alquilo, alquenilo, alquinilo o alilo; -R2 se selecciona del grupo que consiste en arilo, alquilo, alquenilo, alquinilo o alilo.

5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que la temperatura es desde temperatura ambiente hasta 82ºC.

6. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que el cetal es decanaldimetilacetal.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que la temperatura es 60ºC.

8. Uso del complejo de la reivindicación1ó2, como catalizador para la hidrólisis de cetales o acetales.

9. El uso según la reivindicación 8, para la hidrólisis de cetales o acetales según la reacción:

donde: -la línea discontinua indica que los cetales y acetales pueden ser cíclicos o aclíclicos. -R1 se selecciona del grupo que consiste en H, arilo, alquilo, alquenilo, alquinilo o alilo. -R2 se selecciona del grupo que consiste en arilo, alquilo, alquenilo, alquinilo o alilo.

10. El uso según la reivindicación8ó9, enelque la temperatura es desde temperatura ambiente hasta 82ºC.

11. El uso según la reivindicación8ó9, enelque el cetal es decanaldimetilacetal.

12. El uso según la reivindicación 11, en el que la temperatura es 60ºC.