Los haluros e hidruros orgánicos de estaño han sido ampliamente utilizados en síntesis orgánica.17 Asimismo, el desarrollo de compuestos organoestánnicos quirales ha sido de interés para la utilización de los mismos en síntesis asimétrica. La quiralidad de estos compuestos puede residir en el átomo de estaño o bien puede que el átomo de estaño esté unido a un ligando quiral. Mientras que los primeros demostraron tener poca utilidad en el campo de la síntesis asimétrica debido a que rápidamente se racemizan; los haluros e hidruros orgánicos de estaño con un ligando quiral han sido evaluados como inductores quirales en gran variedad de reaccionestales como reducción de cetonas, reducción de α- bromo ésteres, ciclación radicalaria de aldehídos, como catalizadores en reacciones de Diels-Alder, entre otras. Estas aplicaciones se desarrollarán en los siguientes apartados.
15 Schollkoph, U.; Hartwig, W.; Groth, U. Angew. Chem. Int. Ed. Engl.1979, 18, 863-864. 16 Mazaleyrat, J. P.; Cram, D. J. J. Am. Chem. Soc.1981, 103, 4585-4586.
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1.2.1 Reacciones de reducción de α-bromo ésteres
Las reacciones radicalarias son de gran importancia en síntesis orgánica. Dado que los radicales son especies muy reactivas, las reacciones de acoplamiento, de abstracción de hidrógeno ya sea de un agente o del solvente y las reacciones con oxígeno molecular en solución, ocurren rápidamente.
La importancia de las reacciones radicalarias se incrementó con el descubrimiento de que estas podían transcurrir con gran estereoselectividad.18 El modo por el cual puede producirse el estereocontrol se ha abordado de dos formas: una de ellas es que un auxiliar quiral se una a un radical existente para controlar la configuración del nuevo centro estereogénico. El sustrato debe contener sitios de coordinación para el auxiliar quiral, aunque no deben unirse covalentemente. Murakata y colaboradores reportaron la reducción radicalaria enantioselectiva de una iodolactona con hidruro de tributilestaño en presencia de cantidades estequeométricas de una amina quiral y un ácido de Lewis.19 En este caso, el átomo de hidrógeno es transferido a un radical quiral, formado in situ por acomplejamiento con el auxiliar quiral (Esquema 1.10).
Esquema 1.10
La reacción de α-metoximetil-α-iododihidrocumarina con Bu3SnH en presencia de una diamina con simetría C2 como ligando quiral y MgI2.EtO2 a -78 Cº, (Esquema 1.11)permitió la obtención del producto de la hidrodeshalogenación con un 62% de ee.
Esquema 1.11
18 Sibi, M. P.; Manyem, S.; Zimmerman, J. Chem. Rev.2003, 103, 3263-3295.
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La otra forma de lograr estereocontrol es utilizar un agente quiral que distinga las caras enantiotópicas del radical en el estado de transición diastereoisomérico. En este caso no es requisito que el sustrato tenga sitios de coordinación para un agente o auxiliar quiral (Esquema 1.12).
Esquema 1.12
Los hidruros de estaño unidos a ligandos orgánicos quirales son donores de hidrógeno que pueden atrapar radicales proquirales enantioselectivamente, sin perder su quiralidad en condiciones de reacción radicalarias. Diferentes hidruros organoestánnicos quirales se han utilizado de esta forma para producir la hidrodeshalogenación de, por ejemplo, α-bromo ésteres y α-bromo cetonas. En algunos casos, los hidruros orgánicos de estaño generados son diastereoisómeros ya que además de estar presente el grupo quiral, el átomo de estaño está unido a cuatro grupos diferentes. El inconveniente en algunos casos es que los diastereoisómeros no son fácilmente separables, obteniéndose por esto pobres excesos enantioméricos, aun cuando se trabaje con mezclas enriquecidas en uno de los isómeros.20 Metzger y colaboradores, por ejemplo, reportaron que utilizando el hidruro quiral 3 (mezcla diastereoisomérica), el cual se encuentra unido al ligando quiral 2-[(1-dimetilaminoalquil)- fenil], se redujeron α-bromoalcanoatos con un exceso enantiomérico de hasta un 25% (Figura 1.15).
Figura 1.15
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La enantioselectividad lograda en la transferencia de hidrógeno desde el hidruro quiral a radicales proquirales es determinada por interacciones estéricas entre el donor de hidrógeno y el radical proquiral. La selectividad se ve fuertemente influenciada por los efectos estéricos de los sustituyentes unidos al centro radical.
En 1996 Curran 21 y Metzger 22 reportaron de forma independiente los primeros hidruros quirales con simetría C2, basados en la unidad binaftílica (Figura 1.16).
Figura 1.16
En la reacción de hidrodeshalogenación de una α-bromo cetona, Curran obtuvo excesos enantioméricos entre 11 y 41%; los mejores resultados fueron obtenidos a -78 ºC, usando Et3B/O2 como iniciador radicalario y bajo átmosfera de aire.
Por su parte, Metzger obtuvo excesos enantioméricos de hasta 52% en la reducción de un α-bromo éster. Este autor demostró además que las reducciones radicalarias enantioselectivas podían realizarse con cantidades catalíticas del hidruro de estaño.23 Para ello utilizaron solo un 1 mol% del hidruro organoestánnico y NaCNBH3 como regenerador del hidruro de estaño, aunque los excesos enantioméricos obtenidos fueron de moderados a malos.
1.2.2. Reducción de cetonas proquirales
Los hidruros orgánicos de estaño han sido ampliamente utilizados como agentes reductores de aldehídos y cetonas, obteniéndose generalmente altos rendimientos del alcohol correspondiente.
La reducción de aldehídos y cetonas, involucra la adición del hidruro organoestánnico al compuesto carbonílico para generar un alcoxi estannano, el cual, luego de la hidrólisis, solvólisis o hidroestannólisis, rinde el correspondiente alcohol (Esquema 1.13).
21 Nanni, D.; Curran, D. P. Tetrahedron: Asymmetry1996, 7, 2417-2422.
22 Blumenstein, M.; Schwartzkopf, K.; Metzger, J. O. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 235-236. 23 Blumenstein, M.; Lemmler, M.; Hayen, A.; Metzger, J. O. Tetrahedron: Asymmetry 2003, 14, 3069-3077.
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