Nuevos catalizadores organometálicos de rutenio, cobre y plata con simetría C1 derivados de ligandos bi y tridentados

Abstract

Esta tesis doctoral se enmarca dentro del campo de la Química Sostenible, intentando, en la medida de lo posible, seguir los principios en los que esta se basa. En particular, se centra en el campo de la catálisis tomando como punto de partida la necesidad de crear sistemas catalíticos más robustos y selectivos que permitan además minimizar el lixiviado del metal. Una estrategia para minimizar el lixiviado puede basarse en el uso de ligandos con mayor energía de enlace con el metal, pero sin aportar mayor densidad electrónica que el pybox para no perder enantioselectividad. En este sentido, los ligandos incluyendo átomos de carbono carbénicos como átomos coordinantes pueden ser buenos candidatos. De hecho, este será el núcleo central de la tesis: Diseñar, preparar, ensayar como catalizadores en reacciones test y optimizar complejos metálicos de nuevos ligandos bi y tri dentados basados en 1-(2-piridil)imidazol-2-ilideno convenientemente funcionalizados. Estos ligandos los describimos genéricamente como carbenos N-heterocíclicos acoplados a piridinas, o NHC-piridínicos. Todos los nuevos ligandos diseñados presentan simetría C1 por lo que transportan menos información quiral que los sus antecesores pybox de simetría C2. Este hecho los hace atractivos desde el punto de vista económico aunque obliga a controlar más el entorno del centro catalítico para conseguir la enantiodiferenciación en el transcurso de las reacciones estudiadas. Los ligandos se han empleado para formar complejos de rutenio(II), cobre(I) y plata(I) en función de su adecuación estéreo-electrónica. Estos complejos se han valorado como catalizadores tanto en las reacciones ACP, como en la inserción de carbenos sobre enlaces C-H, la polimerización de THF y las reacciones de transferencia de hidrógeno. El estudio se ha completado con el análisis de los mecanismos de reacción de las reacciones involucradas, bien a nivel computacional mediante métodos DFT o bien a nivel experimental, con el objeto de mejorar y en su caso optimizar el diseño de los propios catalizadores.