Cicloadición catalizada por rutenio de alquinos y azidas orgánicas.

Procedimiento para preparar un 1,2,3-triazol 1,5-disustituido o un 1,

2,3-triazol 1,4,5-trisustituido, que comprende las etapas siguientes:

(i) mezclar en un disolvente un primer compuesto, que presenta un grupo acetileno, con un segundo compuesto, que presenta un grupo azida, para formar una mezcla de reacción; y

(ii) poner en contacto la mezcla de reacción con una determinada cantidad de catalizador de rutenio suficiente para catalizar la formación del 1,2,3-triazol 1,5-disustituido o el 1,2,3-triazol 1,4,5-trisustituido, en el que el catalizador de rutenio incluye uno o más ligandos y uno de los ligandos en el catalizador de rutenio es un anión pentametilciclopentadienilo;

en el que, si el primer compuesto es un acetileno terminal, el producto será un 1,2,3-triazol 1,5-disustituido y, si el primer compuesto es un acetileno interno, el producto será un 1,2,3-triazol 1,4,5-trisustituido.

Cicloadición catalizada por rutenio de alquinos y azidas orgánicas.

Campo de la invención:

La presente invención se refiere a procesos sintéticos para la fabricación de 1, 2, 3-triazoles. Más particularmente, la presente invención se refiere a la utilización de rutenio para catalizar una cicloadición de alquinos y azidas orgánicas para la síntesis de 1, 2, 3-triazoles 1, 5-disustituidos y 1, 2, 3-triazoles 1, 4, 5-trisustituidos.

Antecedentes La cicloadición dipolar de Huisgen de azidas orgánicas y alquinos es la ruta más directa hacia los 1, 2, 3-triazoles (Huisgen, R., en: 1, 3-Dipolar Cycloaddition Chemistr y ; Padwa, A. Ed.; Wiley: Nueva York, 1984) . Sin embargo, debido a la elevada energía de activación (aprox. 24-26 kcal/mol) , estas cicloadiciones son muy lentas, incluso a una temperatura elevada y un calentamiento prolongado (80-120ºC durante 12-24 horas) , con lo que se forman mezclas de regioisómeros. El descubrimiento de que el Cu (I) cataliza de forma eficiente y regioespecífica las cicloadiciones de alquinos terminales y azidas, proporcionando 1, 2, 3-triazoles 1, 4-disustituidos en condiciones suaves, ha sido un avance muy celebrado (Rostovtsev, V. V.; y otros, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2596; Tomoe, C. W.; y otros, J. Org. Chem. 2002, 67, 3057) . El documento WO 03/101972 describe una ligación regioselectiva por química clic de azidas y alquinos terminales catalizada por cobre para formar triazoles. La cicloadición catalizada por Cu (I) de azidaalquino (CuAAC) , tal vez la reacción de tipo clic más potente (Kolb, H. C.; Sharpless, K. B. Drug Discover y Today, 2003, 8, 1128) hasta la fecha, ha encontrado rápidamente muchas aplicaciones en la química, la biología y la ciencia de los materiales (Horne, W. S.; y otros, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15366; Manetsch, R.; y otros, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12809; Link, A. J.; y otros, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10598; Zhou, Z.; Fahmi, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8862; Lewis, W. G.; y otros, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9152; Wu, P.; Feldman, A. K.; y otros, Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 3928; Meng, J. C.; y otros, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 1255; Opsteen, J. A.; van Hest, J. C. M. Chem. Commun. 2005, 57; Punna, S.; y otros, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2215) .

La CuAAC no proporciona un acceso selectivo a los regioisómeros complementarios de los 1, 2, 3-triazoles 1, 4disustituidos. Aunque los triazoles 1, 5-disustituidos y los triazoles 1, 4, 5-trisustituidos pueden sintetizarse mediante la reacción de acetiluros de bromomagnesio con azidas orgánicas (Krasinski, A.; Fokin, V. V.; Sharpless, K. B. Org. Lett. 2004, 6, 1237) , este método carece del alcance y la conveniencia del proceso CuAAC. Se necesita, pues, un procedimiento para sintetizar triazoles 1, 5-disustituidos y triazoles 1, 4, 5-trisustituidos mediante una "fusión" catalizada por rutenio de azidas orgánicas con alquinos.

El documento Chang, C. W. y Lee, G. H: Organometallics 2003, 22, 3107 se refiere a la síntesis de complejos triazolato y tetrazolato de rutenio mediante cicloadiciones 1, 3-dipolares de complejo azido de rutenio con alquinos y alquenos, y a la alquilación regioespecífica de triazolatos.

Son bien conocidas las transformaciones catalíticas de los alquinos mediadas por complejos de rutenio, y se han documentado pruebas de la intermediación de complejos acetiluro, vinilideno y rutenametalacíclicos de rutenio (II) (Naota, T.; y otros, Chem. Rev. 1998, 98, 2599; Bruneau, C.; Dixneuf, P. H. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 311; Trost, B. M.; y otros, Chem. Rev. 2001, 101, 2067) . Se necesitan, pues, complejos de rutenio que puedan utilizarse en reacciones de cicloadición de azida-alquino.

Características de la invención En la presente memoria, se da a conocer un procedimiento catalítico adecuado que utiliza rutenio para la síntesis regioselectiva de 1, 2, 3-triazoles 1, 5-disustituidos y 1, 2, 3-triazoles 1, 4, 5-trisustituidos a partir de azidas orgánicas y alquinos. El procedimiento catalítico no se limita a los alquinos terminales. Junto con el proceso CuAAC, estas transformaciones permiten la preparación selectiva de los dos regioisómeros de los 1, 2, 3-triazoles, heterociclos que últimamente se han popularizado como medio para establecer conexiones fiables y estables en la síntesis orgánica, la química medicinal y la ciencia de los materiales.

Un aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para la formación de un 1, 2, 3-triazol 1, 5disustituido o un 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido. En la primera fase del procedimiento, se mezcla en un disolvente un primer compuesto, que presenta un grupo acetileno, con un segundo compuesto, que presenta un grupo azida, con el fin de formar una mezcla de reacción. En un modo preferente de la primera etapa, el primer y el segundo compuestos se mezclan en equivalentes iguales. En otro modo preferente de la primera etapa, el primer compuesto se mezcla en un ligero exceso con el segundo compuesto. En otro modo preferente de la primera etapa, la concentración del primer y segundo compuestos está comprendida entre 0, 01 M y 1 M. En otro modo preferente de la primera etapa, la concentración del primer y segundo compuestos está comprendida entre 0, 07 M y 0, 15 M. En otro modo preferente de la primera etapa, el disolvente se selecciona de entre el grupo constituido por: benceno, tolueno, THF y dioxano. Luego, en la segunda etapa del procedimiento, se pone en contacto la mezcla de reacción de la primera etapa con una determinada cantidad de catalizador de rutenio suficiente para catalizar la formación del

1, 2, 3-triazol 1, 5-disustituido o el 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido. El catalizador de rutenio incluye uno o más ligandos, y uno de los ligandos del mismo es un anión pentametilciclopentadienilo. Los catalizadores de rutenio preferentes se seleccionan de entre el grupo constituido por Cp*RuCl (PPh3) 2, [Cp*RuCl2]2, Cp*RuCl (NBD) y Cp*RuCl (COD) . En otro modo preferente de la segunda etapa, la concentración mínima de catalizador de rutenio está comprendida entre el 1% y el 5% en moles. En otro modo preferente de la segunda etapa, la mezcla de reacción se agita durante un tiempo suficiente para que el compuesto azida reaccione completamente. En otro modo preferente de la segunda etapa, la temperatura de la reacción está comprendida entre la temperatura ambiente y la temperatura de reflujo. En otro modo preferente de la segunda etapa, la mezcla de reacción se agita con calentamiento externo en un grado suficiente para provocar el reflujo de la solución. Opcionalmente, el procedimiento puede incluir también una tercera 10 etapa, en la que el 1, 2, 3-triazol 1, 5-disustituido o el 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido formado en la segunda etapa se separa de la mezcla de reacción.

En la presente memoria, también se da a conocer un complejo químico representado por la siguiente estructura:

** (Ver fórmula) **

En la fórmula I, R1 se selecciona de entre el grupo de radicales que comprende alquilo, alquenilo, arilo, heteroarilo, bencilo, propargilo, cicloalquilo, trialquilsililo, alquildiarilsililo, dialquilarilsililo, trialquilestannilo, triarilsililo y cicloalquenilo; R2 se selecciona de entre el grupo de radicales que comprende alquilo, alquenilo, arilo, heteroarilo, 20 bencilo, cicloalquilo, trialquilsililo, alquildiarilsililo, dialquilarilsililo, trialquilestannilo, triarilsililo y cicloalquenilo; R3 se selecciona de entre el grupo de radicales que comprende hidrógeno, alquilo, alquenilo, arilo, heteroarilo, bencilo, propargilo, cicloalquilo, trialquilsililo, alquildiarilsililo, dialquilarilsililo, trialquilestannilo, triarilsililo y cicloalquenilo; y X se selecciona de entre el grupo de radicales que comprende haluro, sulfonato de alquilo, sulfonato de arilo y cianuro. En una forma de realización preferente de la fórmula I, X es cloruro. En otra forma de realización preferente de la fórmula I, R3 es hidrógeno.

En la presente memoria, también se da a conocer un complejo químico representado por la siguiente estructura:

** (Ver fórmula) **

(Fórmula II)

En la fórmula II, R1 se selecciona de entre el grupo de radicales que comprende alquilo, alquenilo, arilo, heteroarilo, bencilo, propargilo, cicloalquilo, trialquilsililo, alquildiarilsililo, dialquilarilsililo, trialquilestannilo, triarilsililo y cicloalquenilo; R2 se selecciona de entre el grupo de radicales que comprende alquilo, alquenilo, arilo, heteroarilo, bencilo, cicloalquilo, trialquilsililo, alquildiarilsililo, dialquilarilsililo, trialquilestannilo, triarilsililo y cicloalquenilo; R3 se selecciona de entre el grupo de radicales que comprende hidrógeno, alquilo, alquenilo, arilo, heteroarilo, bencilo, propargilo, cicloalquilo,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar un 1, 2, 3-triazol 1, 5-disustituido o un 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido, que comprende las etapas siguientes: 5

(i) mezclar en un disolvente un primer compuesto, que presenta un grupo acetileno, con un segundo compuesto, que presenta un grupo azida, para formar una mezcla de reacción; y

(ii) poner en contacto la mezcla de reacción con una determinada cantidad de catalizador de rutenio suficiente

para catalizar la formación del 1, 2, 3-triazol 1, 5-disustituido o el 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido, en el que el catalizador de rutenio incluye uno o más ligandos y uno de los ligandos en el catalizador de rutenio es un anión pentametilciclopentadienilo;

en el que, si el primer compuesto es un acetileno terminal, el producto será un 1, 2, 3-triazol 1, 5-disustituido y, si el 15 primer compuesto es un acetileno interno, el producto será un 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el primer y segundo compuestos se mezclan en equivalentes iguales.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la concentración del primer y segundo compuestos está comprendida entre 0, 01 M y 1 M.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la concentración del primer y segundo compuestos está comprendida entre 0, 07 M y 0, 15 M. 25

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el disolvente se selecciona de entre el grupo constituido por benceno, tolueno, tetrahidrofurano y dioxano.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catalizador de rutenio se selecciona de entre el grupo 30 constituido por Cp*RuCl (PPh3) 2, [Cp*RuCl2]2, Cp*RuCl (NBD) y Cp*RuCl (COD) .

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la concentración mínima de catalizador de rutenio está comprendida entre el 1% y el 5% en moles.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la temperatura de la reacción está comprendida entre la temperatura ambiente y la temperatura de reflujo.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende la siguiente etapa adicional:

(iii) separar el 1, 2, 3-triazol 1, 5-disustituido o el 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido formado en la etapa (ii) a partir de la mezcla de reacción.

10. Utilización de un catalizador de rutenio que incluye uno o más ligandos, en el que uno de los ligandos del catalizador de rutenio es un anión pentametilciclopentadienilo, para catalizar una cicloadición de alquinos y azidas 45 orgánicas para la síntesis de 1, 2, 3-triazoles 1, 5-disustituidos o 1, 2, 3-triazoles 1, 4, 5-trisustituidos, en la que, si el alquino es un alquino terminal, el producto será un 1, 2, 3-triazol 1, 5-disustituido y, si el alquino es un alquino interno, el producto será un 1, 2, 3-triazol 1, 4, 5-trisustituido.