Las reacciones Alder-eno se definen como un proceso pericíclico de seis electrones entre un alqueno con un hidrógeno alílico y un enlace múltiple deficiente de electrones,
142 (a) Trost, B. M.; Lautens, M.; Hung, M. H.; Carmichael, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 7641-7643. (b) Trost, B. M.; Lautens, M.; Chan, C.; Jebaratnam, D. J.; Mueller, T. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 636-644. 143 (a) Schmidt, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 4996-4999. (b) Diver, S. T.; Giessert, A. J. Chem. Rev.
que origina la formación de dos enlaces σ y la migración de un enlace π.144 La
cicloisomerización de eninos de tipo Alder-eno se ha llevado a cabo con distintos complejos de Pd,145,146 Ru,147 Rh,148 Pt,140e,149 Ti,150 Co,151 Ir,152 Ni/Cr,153 Fe154155 y Ag156 y
pueden transcurrir a través de tres tipos de mecanismos:
140 (e) Zhang, L.; Sun, J.; Kozmin, S. A. Adv. Synth. Catal. 2006, 348, 2271-2296.
144 (a) Oppolzer, W. C.; Snieckus, V. Angew. Chem., Int. Ed. 1978, 17, 476-486. (b) Oppolzer, W. C. Angew.
Chem., Int. Ed. 1984, 23, 876-890. (c) Taber, D. F. Intramolecular Diels-Alder and Alder-ene Reactions;
Springer-Verlag: Berlin, 1984, pp 40-54. (d) Snider, B. B. Comprehensive Organic Synthesis; Trost, B. M.; Fleming, I.; Paquette, L. A., Eds.; Pergamon Press: Oxford, 1991; Vol. 5, pp 1-28. (e) Mikami, K.; Shimizu, M. Chem. Rev. 1992, 92, 1021-1050.
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Chem. Soc. 2004, 126, 7601-7607. (j) Okamoto, R.; Okazaki, E.; Noguchi, K.; Tanaka, K. Org. Lett. 2011, 13,
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149 (a) Méndez, M.; Muñoz, M. P.; Nevado, C.; Cárdenas, D. J.; Echavarren, A. M. J. Am. Chem. Soc. 2001,
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150 Sturla, S. J.; Kablaoui, N. M.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1976-1977.
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152 Chatani, N.; Inoue, H.; Morimoto, T.; Muto, T.; Murai, S. J. Org. Chem. 2001, 66, 4433-4436.
153 (a) Trost, B. M.; Tour, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5268-5270. Ni: (b) Tekavec, T. N.; Louie, J.
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12212-12216. Cr: (d) T. Nishikawa, H. Shinobuko, K. Oshima, Org. Lett. 2002, 4, 2795-2797. (e) Ikeda, S.; Daimon, N.; Sanuki, R.; Odashima, K. Chem. Eur. J. 2006, 12, 1797-1806.
154 Fürstner, A.; Majima, K.; Martín, R.; Krause, H.; Kattnig, E.; Goddard, R.; Lehmann, C. W. J. Am. Chem.
Soc. 2008, 130, 1992-2004.
155 Fürstner, A.; Martín, R.; Majima, K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12236-12237.
156 (a) Harrison, T. J.; Dake, G. R. Org. Lett. 2004, 6, 5023-5026. (b) Koo, J.; Park, H-S.; Shin, S. Tetrahedron
(a) Hidrometalación del alquino con especies M–H para dar complejos intermedios tipo vinilmetal A (Esquema 26, pág. 52).157
Estas reacciones transcurren a través de la formación in situ de un hidruro metálico, que es el catalizador real, y que se forma mediante la adición oxidante del ácido carboxílico al metal. A continuación, se produce una hidrometalación del alquino generándose el complejo de alquenilmetal A, tras lo cual la inserción 1,2 del alqueno en el enlace M-C (carbometalación intramolecular) origina el complejo de alquilmetal B. Por último, la β-eliminación de Ha o de Hb suministra los 1,3- o 1,4-dienos,
respectivamente, y regenera la especie de hidruro metálico (Esquema 27).
Esquema 27
Una de las posibles aplicaciones de estas reacciones puede consistir en inhibir la etapa de β-eliminación del hidruro atrapando el intermedio de σ-alquilmetal B. De esta manera, además de la ciclación, se puede llevar a cabo la funcionalización del compuesto en un solo paso, como por ejemplo ocurre en las ciclaciones reductoras, los acoplamientos de Stille, las cicloisomerizaciones tándem, etc.
Los principales sistemas catalíticos utilizados para este proceso son de Pd(0),142,158
Ru(II),147 Ir(I),152 Rh(I)148 y sistemas de Ni/Cr153a-d y Ni/Zn.153e En estos casos las reacciones
transcurren por una hidrometalación inicial, originando 1,3-dienos como productos principales.
(b) Ciclometalación oxidante tras coordinación simultánea de ambas insaturaciones, formando así un complejo de metalaciclopenteno B (Esquema 26, pág. 52).
La propuesta mecanística para este tipo de procesos comienza con una coordinación simultánea del metal tanto al alquino como al alqueno, formando el
142 (a)Trost, B. M.; Lautens, M.; Hung, M. H.; Carmichael, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 7641-7643. 147 (a) Nishida, M.; Adachi, N.; Onozuka, K.; Matsumura, H.; Mori, M. J. Org. Chem. 1998, 63, 9158-9159. (b) Trost, B. M.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 714-715. (c) Trost, B. M.; Brown, R. E.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5877-5878. (d) Trost, B. M.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5025- 5036. (e) Trost, B. M.; Surivet, J-P.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15592-15602. (f) Trost, B. M.; Dong, L.; Schroeder, G. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10259-10268.
148 (a) Grigg, R.; Stevenson, P.; Worakun, T. Tetrahedron 1988, 44, 4967-4972. (b) Cao, P.; Wang, B.; Zhang, X. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6490-6491. (c) Cao, P.; Zhang, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 4104- 4106. (d) Mikami, K.; Kataoka, S.; Aikawa, K. Org. Lett. 2005, 7, 5777-5780. (e) Nicolaou, K. C.; Edmonds, D. J.; Li, A.; Tria, G. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 3942-3945. (f) Liu, F.; Liu, Q.; He, M.; Zhang, X.; Lei, A. Org. Biomol. Chem. 2007, 5, 3531-3534. (g) Nicolaou, K. C.; Ang Li, A.; Ellery, S. P.; Edmonds, D. J. Angew.
Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6293-6295. Cicloisomerización con desplazamiento de halógeno: (h) Tong, X.;
Zhang, Z.; Zhang, X. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6370-6371. (i) Tong, X.; Li, D.; Zhang, Z.; Zhang, X. J. Am.
Chem. Soc. 2004, 126, 7601-7607. (j) Okamoto, R.; Okazaki, E.; Noguchi, K.; Tanaka, K. Org. Lett. 2011, 13,
4894-4897.
152 Chatani, N.; Inoue, H.; Morimoto, T.; Muto, T.; Murai, S. J. Org. Chem. 2001, 66, 4433-4436.
153 (a) Trost, B. M.; Tour, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5268-5270. Ni: (b) Tekavec, T. N.; Louie, J.
Tetrahedron 2008, 64, 6870-6875. (c) Yang, C.-M.; Mannathan, S.; Cheng, C.-H. Chem. Eur. J. 2013, 19,
12212-12216. Cr: (d) T. Nishikawa, H. Shinobuko, K. Oshima, Org. Lett. 2002, 4, 2795-2797. (e) Ikeda, S.; Daimon, N.; Sanuki, R.; Odashima, K. Chem. Eur. J. 2006, 12, 1797-1806.
158 (a) Trost, B. M.; Lee, D. C.; Rise, F. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 651-654. (b) Trost, B. M.; Shi, Y. J. Am.
Chem. Soc. 1991, 133, 701-703. (c) Trost, B. M.; Romero, D. L.; Rise, F. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4268-
complejo metálico A (Esquema 28).146a,d,e,159 A continuación, se produce una
ciclometalación oxidante que origina el metalaciclo B. La β-eliminación de Ha o de Hb
forma un hidruro de alquenilmetal, Ca o Cb, que conduce al producto final mediante una eliminación reductora. Para que se produzca una β-eliminación de hidrógeno, se requiere una vacante de coordinación en el metal y una disposición cis del enlace C-M y los enlaces C-H involucrados, los cuales tienen que estar alineados para optimizar la superposición de orbitales. Debido a restricciones conformacionales en el metalaciclo B, normalmente la β-eliminación de hidrógeno de Hb suele ser más favorable, aunque la β-
eliminación de Ha puede predominar en determinadas circunstancias (Esquema 29).149a
Esquema 28
146 (a) Trost, B. M.; Chung, J. Y. L. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 4586-4588. (d) Trost, B. M.; Tanoury, G. J.; Lautens, M.; Chan, C.; MacPherson, D. T. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4255-4267. (e) Trost, B. M.; Li, Y. J.
Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6625-6633.
149 (a) Méndez, M.; Muñoz, M. P.; Nevado, C.; Cárdenas, D. J.; Echavarren, A. M. J. Am. Chem. Soc. 2001,
123, 10511-10520.
159 Pd: (a) Trost, B. M.; Jebaratnam, D. J. Tetrahedron Lett. 1987, 28, 1611-1613. (b) Trost, B. M.; Tanoury, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 4753-4755. (c) Trost, B. M.; Phan, L. T. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 4735- 4738.
Esquema 29
(c) Formación de un complejo de π-alilo C (Esquema 26, pág. 52) como resultado de la interacción del catalizador metálico con el doble enlace C-C que puede reaccionar posteriormente con el triple enlace.160 También pueden originarse procesos en los que
el triple enlace se funcionalice y posteriormente reaccione con el doble enlace dando lugar a la formación de un complejo de π-alilo (Esquema 30).161
Esquema 30