UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PERUGIARaffaele Spaccini Prof. Renzo Ruzziconi Anno accademico...
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0 Facoltà di scienze matematiche, fisiche e naturali DIPARTIMENTO DI CHIMICA Corso di laurea in Chimica TESI SPERIMENTALE IN CHIMICA ORGANICA Sintesi di nuovi ligandi del tipo N,N a chiralità planare e/o centrale per sintesi enantioselettive catalizzate da metalli di transizione Laureando Relatore Raffaele Spaccini Prof. Renzo Ruzziconi Anno accademico 2004/2005 UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PERUGIA
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0
Facoltà di scienze matematiche, fisiche e naturali
DIPARTIMENTO DI CHIMICA
Corso di laurea in Chimica
TESI SPERIMENTALE IN CHIMICA ORGANICA
Sintesi di nuovi ligandi del tipo N,N a chiralità planare e/o centrale
per sintesi enantioselettive catalizzate da metalli di transizione
Laureando Relatore
Raffaele Spaccini Prof. Renzo Ruzziconi
Anno accademico 2004/2005
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PERUGIA
1
Indice
1. Introduzione Pag. 2
1.1 Ligandi bidentati con l’azoto come atomo donatore 3
1.1.1 Ligandi del tipo N,N derivati dalle 2-(2-piridil)ossazoline 6
1.2 Complessi con ligandi a chiralità planare 8
1.3 Scopo del lavoro di tesi 11
2. Risultati e discussione 14
2.1 Sintesi dei ligandi 29a-e 14
2.2 Reazioni di Cicloaddizione della crotonammide (44) al ciclopentadiene
(10) catalizzate da complessi del rame 45a-e 19
2.3 Sintesi, struttura e impiego dei complessi Ru-29a-e-CymCl nella
cicloaddizione della crotonammide (44) al ciclopentadiene (10) 23
2.3.1 Sintesi dei Complessi [Ru-(29a-e)cymCl]+ BPh4- (o PF6
-) 23
2.3.2 Analisi Strutturale di Complessi Ru-Chinolinofanossazoline (47a-e) 24
2.3.3 Reazioni di Cicloaddizione della crotonammide (44) al
ciclopentadiene (10) catalizzate dai complessi 47a-e 30
3. Parte sperimentale 31
3.1 Tecniche analitiche e strumentazione 31
3.2 Reagenti e solventi 31
3.3 Sintesi dei ligandi QUINOPHOX, QUIPROX E QUIDIMOX 33
3.4 Cicloaddizioni di Diels-Alder catalizzate dai complessi [Cu-QUINOPHOX]
(OTf)2, [Cu-QUIPROX] (OTf)2 e [Cu-QUIDIMOX] (OTf)2 55
3.5 Procedura generale per la Sintesi dei complessi Ru-Cym-(QUINOPHOX),
Ru-Cym-(QUIPROX) e Ru-Cym-(QUIDIMOX) 56
3.6 Cicloaddizioni di Diels-Alder catalizzate dai complessi
[RuCymQUINOPHOX], [RuCymQUIPROX] e
[RuCymQUIDIMOX] 64 4. Bibliografia 65
2
1. Introduzione
Uno dei pilastri su cui poggia la sintesi organica moderna è senza dubbio la catalisi
omogenea. L’impiego combinato della chimica organometallica e di coordinazione
ha favorito lo sviluppo di un gran numero di metodi sintetici per la preparazione di
importanti classi di molecole organiche, in grado di coordinare i diversi metalli di
transizione e renderli catalizzatori attivi in fase omogenea. Molte di queste sono
molecole otticamente attive impiegate come ligandi nelle sintesi asimmetriche. I
primi ligandi chirali impiegati con successo nella sintesi asimmetrica erano basati
quasi esclusivamente sul fosforo come elemento di coordinazione.
Successivamente altri eteroatomi, quali l’ossigeno, l’azoto, e lo zolfo e le diverse
combinazioni fra di essi hanno dato origine ad una miriade di ligandi bi- e
tridentati con ottime performance di induzione asimmetrica. E’ opportuno
sottolineare che i progressi fatti in questo campo sono frutto di approcci empirici,
pertanto, l’acquisizione di maggiori informazioni sulla catalisi omogenea,
attraverso uno studio sistematico ed approfondito della correlazione tra attività
catalitica e capacità stereoselettiva di un determinato complesso organometallico,
rimane ancor oggi una pressante esigenza. In questo contesto, per alcune loro
importanti peculiarità, ligandi aventi come atomo donatore l’azoto stanno destando
un crescente interesse.1 In effetti, i legami donatore-accettore coinvolgenti l’azoto
come atomo donatore sono generalmente forti e, a parità di carica ionica, la loro
forza non varia eccessivamente al variare della natura del metallo. Inoltre, la forza
del legame N-M è influenzata dagli effetti sterici più di quanto lo sia il legame P-
M.2 Inoltre, grazie ad una minore tendenza alla formazione di complessi metallici a
basso spin, i ligandi all’azoto sono caratterizzati da una maggiore stabilità
termodinamica e una minore labilità cinetica rispetto ai complessi con i ligandi al
fosforo.
3
La possibilità di impiegare pool chirali facilmente disponibili, come gli α-
amminoacidi e i β-amminoalcoli da essi derivati, ha favorito un forte sviluppo
nella sintesi di ligandi all’azoto e, nonostante il loro coinvolgimento nella catalisi
asimmetrica sia relativamente recente, la quantità di lavori pubblicati
sull’argomento è notevole.3 Per tale ragione, in questo lavoro di tesi la discussione
introduttiva sulla sintesi e sull’impiego di questi sistemi sarà necessariamente
limitata agli esempi più significativi di ligandi bidentati del tipo N,N in cui gli
atomi di azoto esibiscono ibridazione sp2.
1.1 Ligandi bidentati con l’azoto come atomo donatore
I ligandi chirali bidentati con l’atomo di azoto ibridato sp2 possono essere
grossolanamente classificati in quattro categorie principali: diimino derivati;
semicorrine, bis(ossazoline), bipiridine e bis(chinoline) (Fig. 1).4 La performance
di questi ligandi come induttori di chiralità in reazioni catalizzate da metalli di
transizione viene comunemente stimata attraverso l’impiego di reagenti prochirali
in reazioni stereoselettive quali la ciclopropanazione di alcheni con alchil
diazoacetati,5� O¶DGGL]LRQH� FRQLXJDWD� D� FRPSRVWL� FDUERQLOLFL� .��-insaturi, la
cicloaddizione di Diels-Alder o la riduzione di composti carbonilici per
trasferimento di idruro.
N
N
N
N
CoN
O HO
OH O
N
O
Rh
NN
NN N
t-Bu t-Bu
O OZn
H HPd
Impiegato nelle alchilazioni alliliche4a Inpiegato nelle alchilazioni di aldeidi4b
Impiegato nelle idrogenazioni4c Impiegato nelle idrossilazioni4d
OSiMe2t-But-BuMe2SiO
Fig. 1
4
Il primo esempio di catalisi stereoselettiva fu la ciclopropanazione dello stirene
con diazoacetato di etile riportata da Nozaki nel 1966.6 I risultati di
enantioselettività ottenuti impiegando come catalizzatori complessi di rame(II) con
ligandi del tipo N,O (1) furono alquanto deludenti (un misero 6% di eccesso
enantiomerico fu registrato in entrambi i diastereoisomeri trans e cis). (schema 1).
Ph+ N2CHCOOEt
1
Ph COOEt Ph COOEt
+
OCu
N
N
O
Me
Ph
Ph
Me170 30
ee 6% ee 6%
Schema 1
Nondimeno, questo primo approccio ebbe il merito di aver aperto un nuovo
orizzonte nel campo della sintesi asimmetrica, stimolando la ricerca di nuovi e più
efficienti catalizzatori. Da allora, sono stati sintetizzati centinaia di ligandi chirali,
in particolare del tipo N,N, che hanno permesso di raggiungere elevati standard di
enantioselettività in molte reazioni catalizzate dai diversi metalli di transizione. Gli
esempi riportati nello Schema 2, riguardanti la ciclopropanazioni dello stirene con
diazoacetato di etile catalizzata da complessi Cu-semicorrinato (2, Pfaltz, 1987) 7 e
Cu-ossazolina (3, Evans, 1991)8 possono essere considerati “pietre miliari” nella
storia della catalisi.
5
N N
CN
HOMe2C CMe2OHCu
dr: 86:14 (R: l-mentil)
98% ee (trans), 96% ee (cis)Pfaltz7
2
N N
t-Bu t-BuCu
3
dr: 96:4 (R: 2,6-di-terz-butil-4-metilfenil)
99% ee (trans)Evans8
Ph+ N2CHCOOR
2, 3
Ph COOR Ph COOR+
Schema 2
E’ interessante osservare che la diastereoselettività (rapporto trans/cis), è
indipendente dalla natura dei gruppi presenti nel ligando, ma dipende soprattutto
dalla natura dell’estere e dei sostituenti intorno al doppio legame dell’alchene. Ciò
ha portato ad ipotizzare la formazione di un complesso intermedio (Fig. 2) in cui
N NCu
ROOC
Fig. 2
il gruppo carbenoide legato al metallo giace su un piano perpendicolare a quello
degli anelli della semicorrina. In tal modo, il carbenoide subisce l’attacco
dell’olefina esclusivamente sulla faccia enantiotopica stericamente meno impedita
con una stereoselettività molto elevata.
6
1.1.1 Ligandi del tipo N,N derivati dalle 2-(2-piridil)ossazoline
Per ciò che riguarda i ligandi di tipo N,N, vi è stato di recente un forte interesse per
le piridine 2,6-bis(ossazoline) (pybox), impiegate con successo in diverse reazioni
catalizzate da vari metalli di transizione, fornendo spesso ottimi risultati di
enantioselettività (Schema 3).9
Al contrario, nonostante la similitudine con le pybox e la semplicità di sintesi
(vedi Fig. 3), ligandi chirali bidentati del tipo N,N derivati dalle 2-(2-
piridil)ossazoline 4-sostituite sono state scarsamente studiate. Reazioni
enantioselettive catalizzate da complessi del palladio, rodio e rutenio con questi
ligandi sono riportati nello Schema 4. Gli eccessi enantiomerici osservati in
diverse reazioni sono in alcuni casi discreti, ma ancora lontani dagli standard
raggiunti con altri ligandi.
Anche se i risultati di enantioselettività non sono eccezionali, questo tipo di ligandi
offrono lo spunto per ulteriori sviluppi nella comprensione del meccanismo
catalitico e costituiscono la base per la sintesi di catalizzatori sempre più efficaci.
N CN HO NH2
R1 R2+
ZnCl2
C6H5Cl, rifl.
N
N
O
R2
R1
4 5
Fig. 3
7
NO
N N
O
i-Pri-Pr
Ru
Cl
Ph + N2CHCOORPh
COORPh COOR
+R: L-mentil
Cl
resa 93%9a97 : 3
ee 94% ee 83%
Cl
OTMS
Si(Me)3
+Ph O
O
NO
N N
O
PhPh
Cu(SbF6)2 -78°CPh O
OH O
Si(Me)3
ee 99%9b
O
COOEt
NO
N N
O
i-Pri-PrOH
COOEtRhCl3, PhSiH2, AgBF4, 0°C
resa 91%9cee 95%
O
NO
O
+
NO
N N
O
PhPh
PhPh
La(OTf)3 CH2Cl2 -20°C
quantitativa9dO N
O
O
O
NO
O
+
69 : 31
ee >99% ee >99%
6
7
8
9
Schema 3
8
Ph Ph
OCOCH3
CH2(COOCH3)2
[Pd(η3-C3H5Cl)]2 / 5a Ph
∗
Ph
CH(COOCH3)2
resa 94% ee 93% (R)10
Ph
O 1) [Rh2(cod)2Cl2] / 5 R= H R'= t-But
H2SiPh2 2) H2O Ph
OH
ee 83%5d
N
N
O
H
t-But
5a
OCH3
O +[Ru2(mes)2Cl2] / 5 R= t-But R'= H
resa 94%
OO+
95 : 5
ee 83%11
10
Schema 4
1.2 Complessi con ligandi a chiralità planare
I ligandi esibenti chiralità planare sono stati introdotti piuttosto di recente nel
campo della chimica organometallica, e lo sviluppo in questo campo ha riguardato
maggiormente i derivati del ferrocene. Complessi del tipo P,P, e P,N aventi come
ligandi derivati chirali del ferrocene sono stati frequentemente impiegati nelle
reazioni di alchilazione stereoselettive catalizzate dal palladio e dal rame. (fig. 4).12
Fe PPh2
PPh2
N
Fe PPh2
PPh2
N
Fe PPh2
P
1112a 1212b 1312c
Fig. 4
9
Altri complessi ferrocenici del tipo N,O hanno avuto un discreto successo nelle
reazioni di addizione enantioselettiva di dialchilzinco alle aldeidi, (fig. 5)13
Fe CH2NMe2
CH2OH
1413a
N
Fe
OH
1513b
Fe
∗
OH
Ph
Ph
N
1613c
Fig. 5
Un’altra classe di ligandi a chiralità planare che ben si presta allo studio di reazioni
enantioselettive catalizzate da metalli di transizione è quella dei derivati del
[2.2]paraciclofano. Rispetto ai sistemi basati sulla struttura del ferrocene, quelli
derivati dal [2.2]paraciclofano sono caratterizzati da una maggior rigidità, e da una
maggior stabilità termica e all’ossidazione. Ciononostante, la letteratura riporta
solo pochissimi esempi del loro impiego nella sintesi asimmetrica. Solo
recentemente alcuni ligandi del tipo P,P, P,N, ed N,O derivati dal
[2.2]paraciclofano sono stati utilizzati con alterno successo in processi
enantioselettivi. Alcuni di questi sono riportati nello Schema 5.14
Come si può constatare, i migliori risultati di enantioselettività si ottengono
quando la chiralità planare è associata alla chiralità centrale derivante dalla
presenza di un centro di asimmetria in catena laterale del sistema aromatico
L’effetto sinergico di entrambe le classi di chiralità è stato messo in evidenza da
Dahmen e Bräse in relazione all’addizione enantioselettiva di dietilzinco alle
aldeidi impiegando ligandi del tipo N,O esibenti di volta in volta solo chiralità
centrale o solo chiralità planare o entrambe (Schema 6).15
10
PPh2
Ph
Ligando Metallo Reazione Risultato
N
O
SePh i-Pr
[Pd(C3H5)Cl]2
H
Ph Ph
OAc
Ph
∗
Ph
CH(CO2Me)2 resa 98%
ee 93% (S)14a
O
N
i-Pr
Ph OH
ZnEt2
O
∗
OH
resa 96%
ee 93% (R)14b
PPh2Rh(COD)2OTf
resa 100%ee 99.6% (R)14c
17
18
19
[2.2]PHANEPHOSTM
O
OMeAcHN
∗
O
OMeAcHN
H2
Schema 5
N
HO
Ph
H3C
(R)
N
HO
Ph
H3C
(Rp,R)
N
HO
Ph
H3C
(Sp,R)
N
HO
Ph(Rp)
2054%
9% ee (S)
21>99%
83% ee (S)
2294%
82% ee (R)
23>44%
74% ee (S)
H H H
Schema 6
11
1.3 Scopo del lavoro di tesi
Gli unici due esempi di ligandi appartenenti alla classe delle bipiridine a chiralità
planare (24 e 25 ) sono stati riportati da Pfaltz nel 1999. Essi sono basati sulla
struttura del [2.2]paraciclofano e sono stati impiegati nella ciclopropanazione
enantioselettiva dello stirene catalizzata dal rame e nella riduzione di chetoni
aromatici catalizzata da iridio (Schema 7)16. A parte la complessa e dispendiosa
strategia seguita nella loro sintesi, i risultati forniti da questi ligandi furono
alquanto modesti, confermando ancora una volta l’inadeguatezza di sistemi a
chiralità solamente planare nella sintesi asimmetrica.
N NN
N24
25
N2
OEt
O
Ph
CO2Et Ph CO2Et+[Cu-L]
+ Ph
O
Ph Ph
OH OH[Ir-L]
iPrOH+
ee (%) Ligando
Rap. trans/cis
trans cis
Ligando
T°C, t (h)
Resa (%)
Ee (%)
24 1.9:1 10 23 24 20, 2 49 25
25 2.0:1 26 26 25 80, 2 97 20
Schema 7
Con ogni probabilità, buoni risultati di induzione asimmetrica in processi
enantioselettivi catalizzati da metalli di transizione possono essere ottenuti
attraverso un azione sinergica della chiralità planare e della chiralità centrale
presenti in un dato ligando. Ciò è stato messo in evidenza da Dahmen e Bräse in
alcuni lavori sui derivati del [2.2]paraciclofano e del ferrocene citati in
precedenza.12,13
12
Un esempio di sinergismo di queste due classi di chiralità nell’indurre asimmetria
in processi enantioselettivi è stato fornito dal gruppo presso cui ho svolto questo
mio lavoro di tesi. Uno studio sistematico dell’addizione di dietilzinco alle aldeidi
catalizzata dal 2-idrossimetil-4-metil-[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano [(Sp)-26], a
sola chiralità planare, e da alcuni suoi derivati aventi anche un centro chirale in
catena laterale (28a-h), ha mostrato che i ligandi (Sp)-26 e (Sp)-27 (fig. 6), che
possiedono solo chiralità planare, forniscono eccessi enantiomerici che vanno dal
30% al 75% a seconda del tipo di aldeide.17
28a-h(Rp)-26 (Rp)-27
N N N
OH
R1
R2OH
Ph
PhOH
Fig. 6
Quando alla chiralità planare viene associata la chiralità centrale, dovuta alla
presenza di un centro chirale in catena laterale, come nei ligandi 28a-h, si
ottengono risultati decisamente migliori, specie nel caso dei diastereoisomeri
(Rp,S), con i quali sono stati raggiunti eccessi enantiomerici che vanno dal 97 al
99%. (schema 8).18
(Rp,S)-28c
(Rp,R)-28d
(Rp,S)-28e
(Rp,R)-28f
(Rp,S)-28g
(Rp,R)-28h
(Rp,R)-28b
(Rp,S)-28a
R1 R2 Resaee (%) (config.)
H t-Bu
t-Bu H
87%
44% 52 (R)
H Ph
Ph H
98%
98% 84 (R)
H naftil-
naftil- H
97%
97% 88 (R)
H i-Pr
i-Pr H
86%
46% 40 (R)
99 (S)
83 (S)
90 (S)
99 (S)
N
HO
R1
R2
Schema 8
13
E’ interessante notare come in tutti i casi, l’inversione della configurazione al
carbonio stereogenico nell’anello ossazolinico, causa l’inversione della
configurazione dell’enantiomero maggioritario 1-arilpropanolo, mentre la chiralità
planare non esercita nessun effetto in proposito.
14
2. Risultati e discussione
Data la scarsità di informazioni sull’impiego di ligandi a chiralità planare basati
sulla struttura del [2.2]paraciclofano, soprattutto confortati dagli eccellenti risultati
ottenuti con i ligandi del tipo N,O sopra citati, ho ritenuto interessante
intraprendere uno studio sistematico sugli effetti combinati delle differenti classi di
chiralità sull’induzione asimmetrica in reazioni stereoselettive catalizzate da
diversi metalli di transizione. I risultati di questa ricerca costituiscono l’oggetto
della presente tesi. Forte dell’esperienza acquisita nella sintesi di derivati chirali
del [2.2]paraciclofano da parte del gruppo di ricerca con cui ho collaborato, mi
sono accinto alla sintesi di alcuni nuovi ligandi 2-(chinolinofan-2-il)ossazoline 4-
sostituite (29a-e, Fig.7), a chiralità solamente planare o appartenenti ad entrambe
le classi di chiralità.
N
29a-e
O
N
R1
R2
a
R1 R2
b
c
d
e
Ph
Ph
iPr
iPr
Me Me
config.
(Rp,R)-QUINOPHOX
(Rp,S)-QUINOPHOX
(Rp,R)-QUIPROX
(Rp,S)-QUIPROX
(Rp)-QUIDIMOX
H
H
H
H
Fig. 7
2.1 Sintesi dei ligandi 29a-e
I ligandi 29a-e sono stati preparati a partire dal (R)-2,4-dimetil[2]paraciclo[2](5,8)
chinolinofano (R)-37 la cui sintesi è illustrata nello schema 9.
15
O
OH
O
CF3O
HO
OCl
ON3
NCONH2
N
O
N
a b c
d
efg
h
i
a) (CF3CO)2, AlCl3, CH2Cl2, 0°C (92%)
b) KOH 17% rifl. 10h (85%)
c) (R)-(+)-1-metilbenzilammina, crist. ex EtOH
d) SOCl2, 24h
e) NaN3, acetone/H2O
f) Toluene, rifl. 2h
g) Bu4N+OH-, THF, 20°C, 5 min. (95% da 31)
h) CH3COCH2COCH3, 90°C, 8h (86%)
i) Acido polifosforico, 70°C, 6h (62%)
29 30 31 (R)-31
(R)-32(R)-33(R)-34(R)-35
(R)-36 (R)-37
Schema 9
La trifluoroacetilazione del [2.2]paraciclofano 29 con anidride trifluoroacetica,
catalizzata da AlCl3, in diclorometano a 0°C, ha fornito il (±)-4-trifluoroacetil-
[2.2]paraciclofano 30 con una resa del 92%.19 Da quest’ultimo, per idrolisi con
KOH acquoso a riflusso, è stata ottenuta una miscela racemica di 4-carbossi-
[2.2]paraciclofano 31 con una resa del 85%.
La miscela racemica è stata quindi risolta attraverso la cristallizzazione frazionata
dei sali di ammonio preparati per neutralizzazione dell’acido con la (+)-(R)-α-
metilbenzilammina.20 L’(R)-(-)-4-carbossi-[2.2]paraciclofano (R)-31 è stato
trasformato con cloruro di tionile nel corrispondente cloruro acilico (R)-32; il
quale viene fatto reagire con sodio azide in una miscela di acetone ed acqua,
fornendo l’(R)-4-acilazido-[2.2]paraciclofano (R)-33 con un’ottima resa (97%).
L’acilazide (R)-33, rifluita in toluene, è stata convertita nel corrispondente
isocianato (R)-34 (riarrangiamento di Curtius), con una resa praticamente
quantitativa (>99%). L’idrolisi di quest’ultimo con tetrabutilammonio idrossido
acquoso al 50% in tetraidrofurano a temperatura ambiente ha permesso di ottenere,
16
in brevissimo tempo, l’ (R)-(-)-4-ammino-[2.2]paraciclofano (R)-35 con una resa
eccellente (99%; 95% rispetto all’acido di partenza). Vale la pena di sottolineare
che l’idrolisi degli aril isocianati, molto spesso effettuata in un sistema bifasico
toluene-HCl acquoso, non fornisce risultati soddisfacenti, soprattutto a causa della
concomitante formazione dell’arilurea difficilmente idrolizzabile. Il successo di
questa nuova procedura deriva probabilmente dal impiego di un solvente di bassa
polarità ed un ambiente fortemente basico. Ciò permette la formazione rapida ed
irreversibile di un complesso intermedio seguita dalla decomposizione in ammina
e carbonato (Schema 10), favorita da un rapido riscaldamento.
NC
O + 2 H2O[OH-]
THFH
OH N
CO H O
HO
H
Ar
O-
HNH2
+ CO3--
Schema 10
In tali condizioni il processo di formazione della diaril urea per attacco
competitivo dell’ammina già formata all’isocianato non ancora reagito (Schema
11)21 risulta fortemente inibito.
Ar
N C O
H+, H2O
Ar
HN
CO
OH
HCl -CO2
Ar NH3+Cl-Ar NH2
H+
Ar
NHC
O
HN
Ar
Schema 11
Per riscaldamento dell’ammina (R)-35 con acetilacetone a 90°C, è stato ottenuto
l’addotto (R)-36 la cui ciclizzazione in acido polifosforico a 70°C per 6 h ha
17
fornito infine il 2,4-dimetil[2]paraciclo[2]chinolinofano (R)-(+)-37 con una resa
del 62%.
Come nel caso della 2,4-dimetilchinolina,22 anche il chinolinofano (R)-(+)-37 può
essere regioselettivamente funzionalizzato in uno dei due metili a seconda delle
condizioni di reazione impiegate. In un solvente di bassa polarità, quale l’etere
etilico, la deprotonazione con n-butil litio coinvolge esclusivamente il metile in
posizione 2 (Schema 12), mentre in solventi più polari e/o sostituendo al butil litio
le litioammidi, la metallazione coinvolge esclusivamente la posizione 4.
NLi
CH2
HR
N
Li
N N
termodinamicamentepiù stabile
N
(R)-37
BuLi
Et2O, 0°C
LiNiPr2
THF, 0°C
38 39
40 41
Schema 12
Certamente la coordinazione del litio sull’atomo di azoto, favorita dalla scarsa
polarità del solvente, gioca un ruolo fondamentale nella deprotonazione del metile
adiacente all’atomo di azoto, portando all’intermedio 39. All’aumentare della
polarità del solvente, e quindi del suo potere solvatante, l’effetto coordinante
dell’azoto chinolinico diminuisce, cosicchè la maggiore stabilità termodinamica
dell’anione con struttura parachinoide diventa determinante per l’attacco al metile
in posizione 4 (Schema 12).23
Pertanto la metallazione del chinolinofano (R)-37 con butillitio in etere etilico a
0°C, e successivo trattamento con bis(trimetilsilil) perossido e, infine, con acido
18
cloridrico ha permesso di ottenere l’(R)-(+)2-idrossimetil-4-metil-
[2]paraciclo[2](5,8)-chinolinofano (+)-(R)-26 con una buona resa (79%).
L’ossidazione di quest’ultimo con piridinio dicromato in CH2Cl2 ha fornito la
corrispondente aldeide con una ottima resa (94%). Dall’aldeide (R)-42 con il
cloridrato di idrossilammina e successiva ossidazione dell’ossima risultante con
biossido di selenio è stato infine ottenuto l’(R)-(-)-2-ciano-4-metil-
[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano (R)-43 con il 70% di resa. Quest’ultimo è il
precursore di tutti i ligandi impiegati in questo lavoro di tesi. Infatti, facendo
reagire il nitrile (R)-43 di volta in volta con l’opportuno 2-amminoetanolo chirale,
in clorobenzene a 140° e in presenza di cloruro di zinco anidro, si ottengono i
ligandi 29a-e (Fig. 8) con rese che variano dal 30% al 60% a seconda
dell’amminoalcool impiegato.
N
(R)-37
N
(R)-26
N
(R)-42
NCN
(R)-43
N
29a-e
HOO
H
O
N
R1
R2
a) 1. n-BuLi, EE, 0°C; 2. ((CH3)3Si)2O2 -78°C 3. HCl. b) Piridinio dicromato, CH2Cl2. c) 1. NH4OH, HCl,
piridina; 2. SeO2. d) ZnCl, C6H5Cl, H2N-C*H(R)-CH2-OH.
a b
c
d
a
R1 R2
b
c
d
e
Ph
Ph
iPr
iPr
Me Me
config.
(Rp,R)-QUINOPHOX
(Rp,S)-QUINOPHOX
(Rp,R)-QUIPROX
(Rp,S)-QUIPROX
(Rp)-QUIDIMOX
H
H
H
H
Fig.8
19
2.2 Reazioni di Cicloaddizione della crotonammide (44) al ciclopentadiene
(10) catalizzate da complessi del rame 45a-e
Il test scelto per valutare la performance dei ligandi 29a-e come induttori di
chiralità in processi enantioselettivi è stato la reazione di cicloaddizione del 3-
crotonilossazolidin-2-one (44) al ciclopentadiene (10) catalizzata dal rame(II). La
formazione del complesso fra i ligandi e il rame è risultata immediatamente
evidente dall’intensa colorazione verde scuro assunta dalla soluzione allorché un
equivalente di triflato rameico (Cu(OTf)2) è stato aggiunto ad un equivalente del
ligando in CH2Cl2. Quando la soluzione del catalizzatore così preparata viene
aggiunta in quantità catalitiche ad una miscela quasi equimolare di ciclopentadiene
(10) e dell’ossazolidone (44) nello stesso solvente si osserva la lenta formazione
dei prodotti di cicloaddizione (endo- ed eso-norboren-4-il-carbammati 46a-b)
come illustrato nello Schema 13
N
29a-e
O
N
R1
R2
N O
N
R1
R2
CuTfO
OTf
45a-e
Cu(OTf)2
CH2Cl2
CH3
H+ O N
O O45a-e
O N
O
O
+
endo-(2'S,3'R) eso-(2'S,3'R)
H
CH3
NO
OO
CH2Cl2
16h10 44
46a 46b
Schema 13
Nella Tab. 1 sono riportati alcuni risultati di questa indagine ottenuti utilizzando
come catalizzatori i complessi 45a-e.
20
Tab. 1 Cicloaddizione del 3-crotonilossazolidin-2-one (44) al
ciclopentadiene (10) catalizzata dai complessi di rame(II) 45a-e Ligando Resa,
% a Rapporto endo/eso a
ee endo (config.) b
Ee eso (config) c
(Rp,R)-QUINOPHOX
90
60/40
25
(2’S,3’R)
19
(2’S,3’R) (Rp,S)-QUINOPHOX 15 62/38 ~ 1
(2’S,3’R) ~ 2
(2’S,3’R) (Rp,R)-QUIPROX 87 59/41 73
(2’S,3’R) 70
(2’S,3’R) (Rp,S)-QUIPROX 60 74/26 ~ 6
(2’S,3’R) ~ 6
(2’S,3’R) (Rp)-QUIDIMOX 92 70/30 57
(2’S,3’R) 52
(2’S,3’R)
a Determinati per analisi 1H NMR del grezzo di reazione. b Determinati dal rapporto fra il valore di [α]D
20 dell’addotto endo isolato per cromatografia e il valore di letteratura dell’enantiomero (2’S,3’R) otticamente puro ([α]D
20 = -215)24. c Determinati dal rapporto fra il valore di [α]D
20 dell’addotto eso isolato per cromatografia e il valore di letteratura dell’enantiomero (2’R,3’S) otticamente puro ([α]D
20 = +95)25
I dati di reattività e selettività riportati nella Tab. 1 si prestano ad alcune
interessanti considerazioni: i) Una volta separati per semplice cromatografia su gel
di silice, entrambi gli addotti (eso ed endo) esibiscono un valore negativo della
rotazione ottica. Secondo quanto riportato in letteratura, ciò implica la prevalenza
dell’addotto endo-(2’S,3’R) e dell’addotto eso-(2’S,3’R); ii) la velocità del
processo, desunta dalla resa dei prodotti di addizione relativamente al substrato
reagito in tempi definiti, dipende in modo sostanziale dalla stereochimica del
ligando. I complessi con i ligandi di configurazione (Rp,R) hanno un effetto
catalitico maggiore rispetto a quelli con i ligandi (Rp,S); iii) la chiralità centrale
sembra avere un ruolo del tutto marginale nell’induzione asimmetrica, sia per
quanto riguarda la configurazione assoluta del cicloaddotto, sia per quanto
riguarda l’eccesso enantiomerico.
Sulla base di queste considerazioni, è possibile formulare un’ipotesi meccanicistica
alquanto verosimile del processo di cicloaddizione. Partendo dal presupposto che il
21
rame(II) forma generalmente complessi tetraedrici (ibrido sp3), si può arguire che,
con ogni probabilità, due vertici del tetraedro siano occupati dai due atomi di azoto
del ligando, mentre nei rimanenti due vertici siano posizionati gli atomi di
ossigeno carbonilici del dienofilo, il 3-crotonilossazolidin-2-one (44). In tal modo,
il piano individuato dal metallo e dai due atomi di azoto del ligando risulta
perpendicolare al piano contenente i due ossigeni carbonilici e l’azoto ammidico
con essi coniugato. Se tale ipotesi fosse corretta è legittimo pensare che nelle
reazioni catalizzate dai complessi del rame con i ligandi di configurazione (Rp,R)
l’enantioselettività del processo di cicloaddizione dipenda sostanzialmente dalla
differenza di energia fra i due complessi A e B che si distinguono per il modo in
cui il dienofilo viene coordinato (Fig. 9). In A il gruppo crotonile legato all’azoto
ammidico non interagisce stericamente né con il gruppo fenile (o isopropile)
sull’anello ossazolinico, né con l’anello aromatico sovrastante il sistema
chinolinico, mentre in B lo stesso gruppo crotonile si trova compresso tra questi
due elementi del ligando, innalzando l’energia del sistema. A causa del ponte
etilenico del sistema chinolinofano, l’attacco del diene alla faccia re per dare
l’addotto di configurazione (2’S,3’R) risulta evidentemente favorito.
NCuN
OO
O
N
O
CH3
Ph
NCuN
O
O
O
N
Ph
O
CH3
A B
H
H
H
H
faccia sifaccia re
faccia re
faccia si
(o iPr)(o iPr)
Fig. 9
La differenza di energia fra i due complessi C e D ottenuti con ligandi di
configurazione (Rp,S) risulta molto inferiore (se non addirittura nulla) (Fig. 10). Il
complesso C stericamente impedito dovrebbe risultare poco efficace mentre in D
22
l’attacco del diene sulla faccia re o sulla faccia si dovrebbe avvenire con una
probabilità molto simile fornendo miscele quasi racemiche di addotto endo.
NCuN
O
ON
O
CH3
Ph
NCuN
O
O
N
Ph
O
CH3
C DH
Hfaccia si
faccia re
H
H
faccia refaccia si
(o iPr) (o iPr)
Fig. 10
Poiché l’enantiomero maggioritario dell’addotto eso ha configurazione (2’S, 3’R)
nel comlesso A l’attacco del dienofilo dovrebbe verificarsi sulla stessa faccia (re)
del crotonile. Inoltre il fatto che l’eccesso enantiomerico degli addotti endo e eso
sia praticamente uguale per ciascuna serie (Rp,S e Rp,R)di ligandi, fa supporre che
i due complessi A e B (o C e D), una volta formati siano stabili, e che ciascuno di
essi offra al ciclopentadiene la faccia re, cosicché il rapporto fra gli enantiomeri di
ciascun addotto è governato dal rapporto molare con cui si formano i complessi A
e B (o C e D).
I dati relativi alle reazioni catalizzate dal complesso 45e, in cui il ligando esibisce
solamente la chiralità planare, possono essere interpretati allo stesso modo. Di più,
il fatto che i valori dell’eccesso enantiomerico (ee) in entrambi gli addotti endo e
eso non siano molto diversi da quelli osservati con i ligandi delle serie (Rp,R)
lascia supporre che la chiralità centrale abbia un effetto trascurabile
sull’enantioselettività del processo. Come grossolanamente mostrato anche dai
modelli molecolari, l’enantioselettività dipende in larga misura dalla chiralità
planare, il cui effetto è esplicato attraverso l’interazione sterica del ponte
etilinenico del sistema chinolinofano con il gruppo crotonile favorente la
formazione del complesso dienofilo E termodinamicamente più stabile (Fig. 11).
23
NCu
N
O
O
ON
O
H3C
CH3
NCuN
O
O
O
N CH3
O
H3C
EF
CH3 CH3
H
Hfaccia re
faccia si
H
H
faccia si faccia re
Fig. 11
2.3 Sintesi, struttura e impiego dei complessi Ru-29a-e-CymCl nella
cicloaddizione della crotonammide (44) al ciclopentadiene (10)
Oltre al rame, il rutenio è uno dei metalli comunemente impiegati per catalizzare le
reazioni di Diels-Alder. Con le chinolinofanilossazoline 29a-e in mano, è risultato
perciò del tutto naturale lo stimolo a studiare altri sistemi catalitici sia per
migliorare le performance di stereoselettività di questi ligandi, sia per ottenere
ulteriori informazioni circa la correlazione fra l’attività catalitica e struttura del
catalizzatore in relazione alla natura del metallo.
2.3.1 Sintesi dei Complessi [Ru-(29a-e)cymCl]+
BPh4- (o PF6
-)
La sintesi dei complessi del rutenio con le chinolinofanilossazoline 29a-e secondo
le procedure già note in letteratura non ha presentato alcun problema. I complessi
cationici del rutenio (47a-e) aventi come controione l’esafluorofosfato (PF6-) o il
tetrafenilborato [B(C6H5)4-], sono stati ottenuti con ottime rese (>90%) attraverso
la precipitazione del complesso Ru2Cl4Cym2 con NH4PF6 o NaB(C6H5)4 in
presenza dei ligandi 29a-e (schema 14). Essi sono relativamente stabili e possono
essere conservati per lungo tempo, in un ambiente secco, a 25°C.
24
a
R1 R2
b
c
d
e
Ph
Ph
i-Pr
i-Pr
Me Me
config.
(Rp,R)
(Rp,S)
(Rp,R)
(Rp,S)
(Rp)
29a-e 47a-e
(RuCl2Cym)2
NaBPh4 (o PF6-)
N
NO R1
R2
N
NO R1
R2
Ru+myc
Cl
BPh4-
(o PF6-)
H
H
H
H
Schema 14
2.3.2 Analisi Strutturale di Complessi Ru-Chinolinofanossazoline (47a-e)
La struttura dei complessi Ru-Chinolinofanossazoline (36a-e) è stata elucidata con
la spettroscopia 1H NMR. Sulla base degli Effetti Overhauser Nucleari (NOE) è
stato possibile identificare tutti i protoni dei vari complessi ad eccezione dei
protoni del ligando p-cimene i cui segnali appaiono molto allargati ed in certi casi
indecifrabili. Di seguito sono riportate le assegnazioni dei valori di chimical shift
dei protoni di ciascun complesso.
[(Rp,R)-Ru-QUINOPHOX]+BPh4
- (47a)
[α]D20 = +298 (c = 0.098, CHCl3)
H
HH11
14
12
H
N
CH3
N
O
H
H
H
HH
HH
H
H
H
HH
H H
H
H
H
1318a
18s
15
16
17s1917a
10s10a
6
7
9a9s
3
21
20t
20c
25
24
23
Cl
RuH3C
CH3
CH326'
26
28
29
30
29'
28'
H27H
H
H
H
BPh4-
H-3 7.84 (s) H-20t 4.51 (dd) H-6 7.07 (dAB) H-20c 4.97 (m) H-7 7.16 (dAB) H-21 5.2 (m) H-9a 3.12 (m) H-23 7.4 (b) H-9s 5.59 (ddd) H-24 7.01 (t) H-10a 2.9 (m) H-25 6.90 (t) H-10s 3.2 (m) H-26 0.54 (vb) H-12 6.61 (dAB) H-26’ 0.47 (d) H-13 6.74 (dAB) H-27 2.63 (sept) H-15 5.55 (s) H-28 4.85(bd) H-16 5.55 (s) H-28’ 5.1 (b) H-17a 3.2 (m) H-29 4.80 (bd) H-17s 4.07 (dd) H-29’ 5.0 (b) H-18a 3.37 (dd) H-30 1.06 (vb) H-18s 2.9 (m) BPh4 m 7.01 (t) H-19 3.09 (s) BPh4 o 7.4(b) BPh4 p 6.90 (t)
25
[(Rp,R)-Ru-QUINOPHOX]+PF6
- (47a-PF6)
H
HH11
14
12
H
N
CH3
N
O
H
H
H
HH
HH
H
H
H
HH
H H
H
H
H
1318a
18s
15
16
17s1917a
10s10a
6
7
9a9s
3
21
20t
20c
25
24
23
Cl
RuH3C
CH3
CH326'
26
28
29
30
29'
28'
H27H
H
H
H
PF6-
[(Rp,S)-Ru-QUINOPHOX]+BPh4
- (47b)
[α]D20 = +514 (c = 0.081, CHCl3)
H3
H
BPh4-
HH11
14
12
H
N
CH3
N
OH
H
H
HH
HHH
H
HH
H H
13
18a
18s
15
16
17s1917a
10s10a
6
7
9a
9s 21
20t
20c
Cl
RuH3C
H3CCH3
26'
26
28
29
3029'
28'
H 27
H
H
H
H
HH
H23
24
25
H-3 7.90 (s) H-19 3.09 (s) H-6 7.23 (dAB) H-20t 5.65 (dd) H-7 7.85 (dAB) H-20c 4.73 (dd) H-9a 3.3 (m) H-21 6.30 (t) H-9s 5.6 (m) H-23 7.73 (d) H-10a 2.94 (m) H-24 7.5 (m) H-10s 3.2 (m) H-25 7.5 (m) H-12 6.65 (dAB) H-26 0.51 (d) H-13 6.75 (dAB) H-26’ 0.56 (b) H-15 5.58 (dd)AB H-28 5.13 (d) H-16 5.62 (dd)AB H-28’ 5.76 (d) H-17a 3.17 (m) H-29 5.25 (d) H-17s 4.09 (dd) H-29’ 5.81 (d) H-18a 3.39 (dd) H-30 1.13 (bs) H-18s 2.90 (m) H-27 1.72 (b)
H-3 7.89 (s) H-19 3.07 (s) H-6 7.17 (dAB) H-20t 5.42 (dd) H-7 7.28 (dAB) H-20c 5.62 (dd) H-9a 3.18 (dt) H-21 5.05 (t) H-9s 5.4 (m) H-23 7.6 (m) H-10a 2.99 (m) H-24 7.7 (m) H-10s 3.03 (m) H-25 7.7 (m) H-12 6.64 (ddAB) H-26 ? H-13 6.77 (ddAB) H-26’ ? H-15 5.59 (dd) H-28 ? H-16 5.47 (dd) H-28’ ? H-17a 3.26 (dt) H-29 ? H-17s 4.08 (dd) H-29’ ? H-18a 3.40 (dd) H-30 ? H-18s 2.87 (ddd) H-27 ? BPh4 m 7.05 (t, 8 H) BPh4 o 7.3 (8 H) BPh4 p 6.90 (t, 4 H)
26
[(Rp,S)-Ru-QUINOPHOX]+PF6- (47b-PF6)
H3
H
PF6-
HH11
14
12
H
N
CH3
N
OH
H
H
HH
HHH
H
HH
H H
1318a
18s
15
16
17s1917a
10s10a
6
7
9a9s 21
20c
20t
Cl
RuH3C
CH3
CH326'
26
28
29
30 29'
28'
H27
H
H
H
H
HH
H23
24
25
[(Rp,R)-Ru-QUIPROX]+BPh4
- (47c)
[α]D20 = +221 (c = 0.069, CHCl3)
H
HH11
14
12
H
N
CH3
N
O
CH3
H3C
H
H
H
HH
HH
H
H
H
HH
H H
1318a
18s
15
16
17s1917a
10s10a
6
7
9a9s
3
21
20t
20c
Cl
RuH3C
CH3
CH324'
24
26
27
28
27'
26'
H25H
H
H
H
BPh4-
H 22
23
23'
H-3 8.12 (s) H-19 3.09 (s) H-6 7.10 (dAB) H-20c 5.36 (dd) H-7 7.24 (dAB) H-20t 5.16 (t) H-9a 3.2 (m) H-21 5.56 (m) H-9s 5.47 (m) H-23 7.9 (vb) H-10a 2.93 (m) H-24 7.6 (bs) H-10s 3.18 (m) H-25 7.6 (bs) H-12 6.60 (ddAB) H-26 1.0 (vb) H-13 6.71 (ddAB) H-26’ 1.1 (vb) H-15 5.57 (dd)AB H-27 ? (b) H-16 5.52 (dd)AB H-28 5.19 (vb) H-17a 3.16 (m) H-28’ ? (d) H-17s 4.09 (dd) H-29 5.2 (vb) H-18a 3.36 (dd) H-29’ ? (d) H-18s 2.84 (dt) H-30 1.87 (bs)
H-3 7.73 (s) H-20t 4.65 (dd) H-6 7.07 (dAB) H-20c 4.50 (t) H-7 7.11 (dAB) H-21 4.23 (ddd) H-9a 3.06 (m) H-22 2.37(setd) H-9s 5.57 (ddd) H-23 1.07 (d) H-10a 2.89 (ddd) H-23’ 0.90 (d) H-10s 3.19 (m) H-24 0.69 (d) H-12 6.60 (ddAB) H-24’ 0.87 (d) H-13 6.71 (ddAB) H-25 2.02 (bset) H-15 5.49 (dd)AB H-26 5.12 (d) H-16 5.45 (dd)AB H-26’ 4.86 (d) H-17a 3.13 (m) H-27 4.79 (d) H-17s 4.00 (dd) H -27’ 4.89 (d) H-18a 3.34 (dd) H-28 1.18 (s) H-18s 2.79 (dt) BPh4 m 7.01 (t) H-19 3.01 (s) BPh4 o 7.38 (b) BPh4 p 6.91 (t)
27
[(Rp,S)-Ru-QUIPROX]+BPh4
- (47d)
[α]D20 = +575 (c = 0.105, CHCl3)
H3
H
BPh4-
HH11
14
12
H
N
CH3
N
OH
H
H
HH
HHH
H
HH
H H
1318a
18s
15
16
17s1917a
10s10a
6
7
9a9s 21
20t
20c
Cl
RuH3C
CH3
CH3
H
H
H
H
H
H3CCH3
H22
23
23'
24
24'
25
26
27
28
26'
27'
[(Rp)-Ru-QUIDIMOX]+BPh4
- (47e)
[α]D20 = +357 (c = 0.086, CHCl3)
H
HH11
14
12
H
N
CH3
N
O
CH3
H
H
HH
HH
H
H
H
HH
H H
1318a
18s
15
16
17s1917a
10s10a
6
7
9a9s
3
21
20t
20c
Cl
RuH3C
CH3
CH323'
23
25
26
27
26'
25'
H24H
H
H
H
BPh4-
CH322
H-3 7.59 (s) H-20t 4.78 (d) H-6 7.05 (dAB) H-20c 4.79 (d) H-7 7.12 (dAB) H-21 4.49 (ddd) H-9a 3.07 (m) H-22 2.32(b) H-9s 5.25 (ddd) H-23 1.12 (d) H-10a 2.92 (m) H-23’ 0.99 (d) H-10s 3.05 (m) H-24 0.4 ? (b) H-12 6.59 (ddAB) H-24’ 0.4 ? (b) H-13 6.70 (ddAB) H-25 ? H-15 5.48 (dd)AB H-26 5.09 (d) H-16 5.40 (dd)AB H-26’ 4.95 (d) H-17a 3.17 (dt) H-27 ? H-17s 3.96 (ddd) H-27’ ? H-18a 3.34 (dd) H-28 1.60 (bs) H-18s 2.79 (dt) BPh4 m 7.00 (t) H-19 2.91 (s) BPh4 o 7.36 (b) BPh4 p 6.89 (t)
H-3 7.69 (bs) H-18s 2.80 (dt) H-6 7.07 (dAB) H-19 2.99 (s) H-7 7.16 (dAB) H-20t 4.56 (?) (d) H-9a 3.12 (m) H-20c 4.46 (?) (d) H-9s ? (…) H-21 1.58 (?) (s) H-10a 2.91 (m) H-22 1.56 (?) (s) H-10s 3.09 (m) H-23 0.4 (?) (b) H-12 6.60 (ddAB) H-23’ 0.5 (?) (b) H-13 6.72 (ddAB) H-24 2.28 (b) H-15 5.49 (dd)AB H-25 ? H-16 5.43 (dd)AB H-25’ ? H-17a 3.19 (dt) H-26 5.12 (d) H-17s 4.01 (dd) H-26’ 5.03 (d) H-18a 3.36 (dd) H-27 ? BPh4 o 7.38 (b) BPh4 m 7.01 (t) BPh4 p 6.89 (t)
28
L’analisi RX (Fig. 12 e Tab. 2), effettuata sul complesso 47b-PF6, conferma
l’analisi strutturale basata sugli NOE. È interessante notare che, almeno allo stato
solido, il ligando p-cimene (η6) giace su un piano perpendicolare a quello
contenente il fenile legato all’anello ossazolinico.
Fig. 12 Struttura di (RpS)-[QUINOPHOX]+PF6- ai raggi X
12
8 9
10
11N
14
15
1617
13
18
27
21
22 23
24
2520
19
2628N
O
29
3031
H
R u
C l
3
4
3 ' 2 '
1
2
5
6'
6
7
P F 6
H d
H u
H d
H i32
33
3435
36
Fig.13 Tab. 2 Angoli (°) e distanze (Ö�� GL� OHJDPH� QHO� FRPSOHVVR� �RpS)-
[QUINOPHOX]+PF6
- Parametri Valore Commenti
Ru-Cl 2.42 Ru-N1 2.08 Ru-N2 2.22 Più lunga del normale Ru-C1 2.16
29
Ru-C4 2.20 Ru-Centroid1 1.68 Centroide del p-cimene H3-Centroid2 2.74 Centroide del sostituente fenile.
Compatibile con interazione CH-π N1-C28 1.28 C28-C12 1.45 C12-N2 1.35 C26-C27 1.51 C29-C30 1.51 Centroid3-Centroid4 2.97 Centroidi degli anelli paraciclofanici N1-Ru-N2 76.8 N1-Ru-Cl 81.5 N2-Ru-Cl 93.0 Ru-N1-C28 115.1 N1-C28-C12 120.5 C28-C12-N2 113.8 C12-N2-Ru 110.2 C13-C9-C12 123.5 C10-C14-C27 124.4 C14-C27-C26 113.6 N1-C28-C12-N2 -17.7 Nel ligando “bipiridina” = 0.7 C12-C8-C9-C13 162.7 Nel toluene = 180 C12-C8-C9-C10 -10.2 Nel benzene è 0 C11-C10-C14-C27 -148.8 C14-C27-C26-C23 -17.2 C11-C10-C14-C15 -16.6 Una tale configurazione è stabilizzata da una interazione di tipo H-��JLà riporttata
in letteratura. Come si può notare dalla struttura RX in Fig. 12, il sistema
chinolinico risulta distorto e ruotato di -17.7° rispetto all’anello ossazolinico.
30
2.3.3 Reazioni di Cicloaddizione della crotonammide (44) al ciclopentadiene
(10) catalizzate dai complessi 47a-e
I complessi monocationici del rutenio con i ligandi del tipo 47a-e sono complessi a
18 elettroni e come tali non possiedono alcuna attività catalitica. Vista la loro
sorprendente stabilità, è altresì improbabile che in soluzione di solventi poco polari
essi perdano un ligando per liberare un sito di coordinazione. Affinché possano
esplicare efficacemente la loro attività catalitica i complessi monocationici del
rutenio debbono essere trasformati in complessi dicationici per allontanamento
forzato di un ligando. Tale trasformazione viene comunemente effettuata in situ
facendo reagire il complesso con un sale di argento o tallio avente come
controione una specie poco basica e con caratteristiche non leganti come ad
esempio gli ioni PF6- o SbF6
- (Schema 15). In tali condizioni il cloro legato
inizialmente al rutenio viene precipitato come AgCl o TlCl con formazione del
catione complesso bivalente a 16 elettroni. In grado di coordinare il substrato su
cui effettuare la reazione desiderata.
[RuL5Cl]+X- + AgX (oTlX) → [RuL5]++2 X- (X = SbF6
-, PF6-)
18 e 16 e
Schema 15
Purtroppo, tale procedura applicata ai complessi Ru-47-a-e non ha dato I risultati
sperati. Il tentativo di formare il complesso [RuQUINOPHOX-Cym]++2(PF6-) da
[RuQUINOPHOX-CymCl]+BPh4- per precipitazione del cloro con 2 equivalenti di
TlPF6 è stato vano, probabilmente a causa dell’insolubilità di quest’ultimo nel
solvente di reazione CH2Cl2. La ricerca è tuttora in corso con l’obiettivo di trovare
sali di argento o tallio, almeno parzialmente solubili in CH2Cl2, in grado di
effettuare la trasformazione appena descritta.
31
3. Parte Sperimentale
3.1 Tecniche analitiche e strumentazione
Gli spettri NMR sono stati registrati su spettrometri Bruker AC 200 e Bruker
AVANCE DRX 400 operanti a 200 e 400 MHz (1H), 50 e 100 MHz (13C). Gli
spettri IR sono stati registrati con uno spettrofotometro Perkin-Elmer in soluzione
di CCl4 nell’intervallo 800-4000 cm-1. L’analisi GC-MS è stata effettuata su
colonna capillare HPSMS da 25 m. Gli spettri di massa sono stati registrati a 70
eV. I poteri rotatori sono stati misurati con un polarimetro JASCO Dip 360 in
soluzione di CHCl3. Per la TLC sono state utilizzate lastre Silica gel 60 F254,
Merck su alluminio. Per la cromatografia su colonna è stato utilizzato Silica gel S
0,032-0.063 mm Riedel-de Haën.
3.2 Reagenti e solventi
I reagenti commercialmente disponibili (Aldrich) sono stati usati senza ulteriore
purificazione. Il Parylene DPX-N è stato fornito dalla SCS Specialty Coating
System.
L’etere etilico ed il tetraidrofurano, sono stati anidrificati rifluendoli per 3 h su
sodio trafilato, in presenza di benzofenone e distillandoli successivamente
all’occorrenza. Il toluene e il clorobenzene sono stati anidrificati con il metodo
della distillazione azeotropica. Il diclorometano è stato distillato dopo 3 h di
riflusso su anidride fosforica. Il bis(trimetilsilil)perossido è stato preparato secondo
la procedura descritta da Ricci:26 ad una soluzione di 1,4-diazabiciclo[2.2.2]ottano
(DABCO) (10 g, 89 mmol) in THF (150 mL) aggiungere, goccia a goccia, a 0°C, il
perossido di idrogeno (soluzione acquosa al 27%, 23 mL ~ 180 mmol). Il
complesso DABCO- H2O2 precipita immediatamente. Filtrare e seccare
accuratamente il solido bianco sotto vuoto. Porre il solido (10 g, 55.5 mmol) e il
DABCO (10 g, 89 mmol) in un pallone a tre colli da 1 L munito di un setto ed un
32
rubinetto collegato ad una presa di azoto. Mantenere la miscela a 40°C sotto vuoto
(1 mmHg) per eliminare ogni traccia di solvente e, dopo averla raffreddata a 0°C,
riempire il recipiente con azoto. Aggiungere attraverso il setto il diclorometano
(300 mL) e quindi il trimetilclorosilano (23.7 g, 220 mmol). Dopo 3h di agitazione
a 0°C si forma un copioso precipitato costituito da DABCO cloridrato. Filtrare ed
evaporare il solvente, aggiungere pentano (200 mL) per completare la
precipitazione del DABCO residuo e filtrare di nuovo. Evaporare cautamente il
solvente e recuperare il prodotto (il composto è molto volatile e quindi è
necessario evaporare il solvente a bassa temperatura). Il bis(trimetilsilil)perossido
così ottenuto mostra una purezza gascromatografica del 98%, sufficiente per essere
utilizzato come reagente nelle reazioni di idrossilazione di litioalchil derivati.
Determinazione del titolo del butillitio
Il titolo è stato determinato con il metodo della doppia titolazione. Versare 5 ml
della soluzione di n-BuLi ~ 1.5 M in esano in una beuta contenente ~ 50 ml di
acqua e ghiaccio, titolare la miscela risultante con una soluzione di acido solforico
0.1 N, usando come indicatore la fenolftaleina. Determinare la basicità totale del n-
BuLi dalla formula:
totale basicità5
0.1 · V1 =
Ad una soluzione di 1,2-dibromoetano in 10 ml di etere etilico anidro a 0°,
aggiungere sotto azoto 5 ml della soluzione di n-BuLi. Rimuovere il bagno di
ghiaccio e lasciare reagire a temperatura ambiente per 20 minuti. Versare la
soluzione su 50 ml di acqua ghiacciata e titolare la miscela risultante con una
soluzione di acido solforico 0.1 N, usando come indicatore la fenolftaleina.
Determinare la basicità dovuta ad impurezze di natura non organometallica
(principalmente LiH, LiOH, Li2CO3) nel modo seguente:
( ) butillitio del titolo
5
0.1 · V-V impurezze; da basicità
5
0.1 · V 212 ==
33
3.3 Sintesi dei ligandi QUINOPHOX, QUIPROX E QUIDIMOX
(±±)-4-Trifluoroacetil[2.2]paraciclofano
(CF3CO)2O/AlCl3
CH2Cl2 0°CO
CF3
Reagenti
- CH2Cl2 (600 mL)
- Anidride trifluoroacetica (30 mL, 212 mmol)
- AlCl3 (22.8g, 171 mmol)
- [2.2]paraciclofano (20g, 96 mmol)
Procedura
Ad una soluzione di AlCl3 anidro (22.8g, 171 mmol) in 600 mL di diclorometano,
raffreddata a 0°C, aggiungere, goccia a goccia e sotto azoto, l’anidride
trifluoroacetica (30 mL, 212 mmol) (mantenere il flusso di azoto il più basso
possibile, per evitare l’evaporazione dell’anidride trifluoroacetica). Agitare la
miscela per 15 min. a 0°C ed aggiungere [2.2]paraciclofano (20g, 96 mmol), in
piccole porzioni, in un periodo di 15 min, mantenendo la temperatura al di sotto di
5°C. (la miscela assume nel frattempo una colorazione rossa). Terminata
l’aggiunta, far salire la temperatura a 20°C e continuare l’agitazione per altri 30
min. Raffreddare la miscela su un bagno di ghiaccio ed aggiungere con cautela
HCl conc. (30 mL, si osserva uno sviluppo violento di gas). Lavare la miscela
risultante con acqua (2 x 250 mL), con NaOH 1N (2 x 250 mL) ed ancora con
acqua (250 mL). Riunire le fasi organiche, seccarle con Na2SO4, filtrare ed
34
evaporare il solvente a pressione ridotta. Si ottengono 22.8 (resa: 78%) di 4-
trifluoroacetil[2.2]paraciclofano che può essere usato nella reazione successiva
senza ulteriore purificazione. Un campione ricristallizzato da miscele di
etanolo/H2O ha mostrato le seguenti caratteristiche spettroscopiche e analitiche.
P.f. 80-81°C (da metanolo); 1H-NMR (CDCl3) δ: 7.10 (dd, J = 1.2 e 0.6 Hz, 1 H),
6.78 (dd, J =7.8 e 1.2 Hz, 1 H), 6.62 (dd, J = 7.8 e 0.6 Hz, 1 H), 6.51-6.43 (quattro
multipletti, sistema AB splittato, JAB = 7.9, 4J = 1.5 Hz, 2 H), 3.91-3.99 (m, 1 H),
2.90-3.20 (m, 7 H); 13C-NMR (CDCl3) δ: 181.2, 145.4, 140.3, 139.9, 139.4, 138.9,
137.0, 134.7, 134.6, 133.00, 132.5, 131.4, 130.2, 130.2, 116. 6, 36.3, 35.1, 34.6;
IR (CHCl3): 1708, 1204 e 1137 cm-1; MS: m/z (%) 304 (M+, 16), 200 (4), 131
(15), 104 (100), 77 (28). Anal. Elem. Calcolato per C18H15F3O: C, 71.05; H, 4.97.
Trovato C, 71.23; H, 5.07.
35
(±±)-4-Carbossi[2.2]paraciclofano
1. NaOH 10%, rifl.2. H3O+
O
OH
O
CF3
Reagenti
- Soluzione di KOH al 10% (800 mL)
- 4-trifluoroacetil[2.2]paraciclofano (22.8g, 75 mmol)
Procedura
Ad una soluzione acquosa di KOH al 10% (800 mL) aggiungere 22.8g di 4-
trifluoroacetil[2.2]paraciclofano (72 mmol). Rifluire la sospensione risultante fino
a completa dissoluzione del prodotto (3.5h), continuare quindi il riflusso per altre
6h. Raffreddare la soluzione a temperatura ambiente e filtrare il solido precipitato.
Estrarre la fase acquosa con cloroformio e acidificarla cautamente con HCl conc.
Raffreddare con un bagno di ghiaccio. Filtrare il solido precipitato e seccarlo in
stufa a 80°C. Per ricristallizzazione da miscele acido acetico/acqua si ottengono
17.0 g (90%) di prodotto puro con le seguenti caratteristiche.
P.f. 221-224°C; 1H-NMR (CDCl3) δ: 7.29 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 6.70 (dd, J = 7.8 e
1.9 Hz, 1 H), 6.61-6.49 (m, 5 H), 4.21 (m, 1 H), 3.25-2.88 (m, 7 H); 13C-NMR
(CDCl3) δ: 172.0, 143.8, 140.1, 140.1, 139.5, 137.4, 136.4, 136.2, 133.2, 132.8,
132.4, 131.8, 129.7, 36.3, 35.3, 35.2, 35.0; IR (KBr) 3200, 1686 cm-1.
36
(R)-(-) e (S)-(+)-4-Carbossi[2.2]paraciclofano
1. (R)-(+)- e (S)-(-)-αMBA2. HCl
EtOHO
OH
O
OH
(R)-(-)
Reagenti
- (±)-4-Carbossi[2.2]paraciclofano (50.0g, 200 mmol)
- (S)-(-)-α-metilbenzilammina (24.6g, 203 mmol)
- etanolo assoluto (1020 mL, 13.75 mL per ogni grammo di sale)
Procedura
Sospendere in 1020 mL di etanolo assoluto (13.75 mL per ogni grammo di sale) il
(±)-4-carbossi[2.2]paraciclofano (50.0 g, 200 mmol) ed aggiungere la (S)-(-)-α-
metilbenzilammina (24.6g, 203 mmol) e del carbone decolorante. Riscaldare a
riflusso la miscela fino a completa salificazione dell’acido. Filtrare la soluzione a
caldo e lasciarla cristallizzare per almeno 48 ore. Si ottengono circa 19 g di sale
impuro che viene fatto ricristallizzare da etanolo assoluto (260 mL). Si ottengono
circa 9.7 g (26%) di un sale cristallino bianco otticamente puro [α]D20= +97
(c=0.56, CHCl3). Sciogliere il sale nella minima quantità di metanolo a riflusso ed
acidificare la soluzione con HCl 5 N. Lasciare raffreddare e diluire con acqua
fredda. Filtrare l’acido, lavarlo con acqua fredda ed essiccarlo in stufa a 80°C fino
a costanza di peso. Si ottengono 6.4 g (25%) di (S)-(+)-4-
carbossi[2.2]paraciclofano sottoforma di solido amorfo bianco otticamente puro
[α]D20= +164 (c=0.6, CHCl3), [lett. [α]D
20= +164].
Concentrare le acque madri delle due cristallizzazioni pressione ridotta, sciogliere
il sale nella minima quantità di metanolo a riflusso ed acidificare con HCl 5 N.
37
Lasciare raffreddare e diluire con acqua fredda. Filtrare l’acido, lavarlo con acqua
fredda ed essiccalo in stufa a 80°C fino a costanza di peso. Ripetendo su questo
acido scalemico R la stessa operazione descritto sopra, impiegando nella
salificazione la (R)-(+)-α-metilbenzilammina e rispettando accuratamente le
proporzioni sale/solvente, si ottiene l’ (R)-(-)-4-carbossi[2.2]paraciclofano
otticamente puro.
38
(S)-4-Acilazido[2.2]paraciclofano
O
N3
(R)-(-)O
OH(R)-(-)
1. SOCl22. NaN3/Me2CO/H2O
Reagenti
- (R)-(-)-4-carbossi[2.2]paraciclofano (16.16g, 64mmol)
- SOCl2 (33 mL)
- NaN3 (6.7g, 102 mmol)
- Acetone ( circa 100 mL)
Procedura
In un pallone protetto da una valvola a CaCl2, porre l’ (R)-(-)-4-
carbossi[2.2]paraciclofano (16.16g, 64mmol) e 33 mL di cloruro di tionile
(SOCl2), agitando di tanto in tanto. Lasciare reagire per circa 24 h. Allontanare
l’eccesso di SOCl2 per evaporazione a pressione ridotta (per eliminarne le ultime
tracce aggiungere toluene ed evaporare di nuovo sotto vuoto). Sciogliere il cloruro
acilico così ottenuto in acetone a caldo (circa 100 mL) ed aggiungere sodioazide
(6.7 g, 102 mmol) disciolta in una miscela acqua/acetone (100:75 v/v). Agitare la
miscela risultante per circa 1 h a t.a., raffreddare la soluzione a 0°C ed aggiungere
acqua per far precipitare l’acilazide. Filtrare il solido con imbuto Buckner,
asciugandolo il più possibile per aspirazione e terminare l’essiccamento in un
essiccatore in presenza di P2O5 (eventualmente sotto vuoto) fino a costanza di peso
39
(attenzione, l’assenza di acqua nel prodotto è determinante per una buona resa
dell’ammina finale!!). Si ottengono 16.6 g (resa: 94%) di acilazide
sufficientemente pura per essere utilizzata nella reazione successiva. 1H-NMR (CDCl3) δ: 7.13 (d, J = 1.9 Hz, 1 H), 6.71 (dd, J = 7.8 e 1.9 Hz, 1 H),
6.58-6.41 (m, 5 H), 4.22-4.10 (m, 1 H), 3.25-2.78 (m, 7 H); IR (CCl4) 2933, 2859,
2130, 1690, 1593, 1554, 1498, 1245, 1191, 997 cm-1.
40
(R)-(-)-4-ammino[2.2]paraciclofano
(R)-(-)(R)-(-)
1. Toluene, rifl.2. Bu4N+OH- 40%/THF
N3O
NH2
Reagenti
- (R)-4-acilazido[2.2]paraciclofano (10.0g, 36 mmol)
- toluene (100 mL)
- soluzione di tetrabutilammonio idrossido al 40% in acqua (13.0g)
- tetraidrofurano (70 mL)
Procedura
Sciogliere l’(R)-4-acilazido[2.2]paraciclofano (6.72g, 24 mmol) in toluene (100
mL) e mantenere la soluzione a riflusso per 1 h monitorando il progresso della
reazione per tlc su SiO2 (eluente, etere di petrolio/etere etilico 95:5). Evaporare il
solvente a pressione ridotta. Si ottengono 8.90g (99%) di isocianato.
Ad una soluzione di tetrabutilammonio idrossido al 40% in acqua (13.0g) in 70 mL
di THF aggiungere l’isocianato, in piccole porzioni e sotto agitazione e, sotto un
leggero flusso di azoto, portare la miscela all’ebollizione per 30 s. Allontanare il
tetraidrofurano a pressione ridotta ed aggiungere alla miscela acqua e ghiaccio
(800 mL). Acidificare con HCl dil. e rendere nuovamente basica la miscela
aggiungendo idrossido di sodio. Filtrare il solido precipitato con Buchner, e lavarlo
con acqua fredda fino a neutralità. Essiccare l’ammina in un essiccatore su P2O5
fino a costanza di peso. Si ottengono 8.8 g (99%) di (S)-4-
ammino[2.2]paraciclofano. Un campione (0.1 g) di ammina, sublimato a
41
200°C/0.05 mmHg, ha mostrato le seguenti caratteristiche spettroscopiche e
analitiche.
(R)-[2.2]paraciclofano-4-isocianato: 1H-NMR (CDCl3) δ: 9.95 (dd, J = 7.8 e 1.9
Hz, 1 H), 6.57-6.37 (m, 5 H), 5.98 (s, 1 H), 3.40-3.35 (m, 1 H), 3.15-2.93 (m, 6 H),
2.81-2.67 (m, 1 H); IR (CCl4), 2934, 2859, 2269, 1597, 1561, 1504 cm-1
(R)-4-ammino[2.2]paraciclofano: P.f. 241-243 °C [αα]D20= +71 (c=0.58, CHCl3)
1H-NMR (CDCl3) δ: 7.18 (dd, J = 7.9 e 1.8 Hz, 1 H), 6.60 (dd, J = 7.8 e 1.8 Hz, 1
H), 6.40 (dd, J = 7.8 e 1.9 Hz, 2 H), 6.28 (d, J = 7.7 Hz, 1 H), 6.14 (dd, J = 7.7 e
1.8 Hz, 1 H), 5.39 (d, J = 1.7 Hz, 1 H), 3.16-2.57 (m, 8 H), 1.57 (s largo, 2 H); 13
C-NMR (CDCl3) δ: 144.4, 141.1, 139.0, 138.9, 135.2, 133.4, 132.4, 131.5,
126.8, 124.7, 123.2, 122.4, 112.4, 35.3, 34.9, 33.0, 32.2; IR (KBr) 3472, 3385 cm-
1; MS, m/z (%) 223 (M+, 26), 119 (100), 91 (16); Anal. Elem. Calcolata per
C16H17N: C, 86.06; H, 7.67; N, 6.27. Trovato: C, 85.92; H, 7.81; N, 6.38.
42
(R)-(+)-2,4-dimetil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano
(R)-(-)(R)-(-)
NNH2
1. (MeCO)2CH22. PPA
Reagenti
- (R)-(-)-4-ammino-[2.2]paraciclofano (5.0g, 22.4 mmol)
- acetilacetone (circa 10 mL)
- PPA, 330 g
Procedura
All’(R)-(-)-4-ammino-[2.2]paraciclofano (5.0g, 22.4 mmol) aggiungere la minima
quantità di acetilacetone in modo da permettere una efficace agitazione magnetica
(ca 10 mL). Riscaldare la miscela a 90°C, sotto agitazione, per 8 h monitorando il
decorso della reazione per tlc su SiO2 (eluente etere di petrolio/etere etilico 6:4).
Raffreddare la miscela, sospendere il solido in 15 mL di etere di petrolio, filtrare
con Buchner e lavare il solido con etere di petrolio per eliminare l’eccesso di
acetilacetone). Si ottengono 6.0 g (87%) di chetimmina (base di Schiff)
sufficientemente pura da essere usato direttamente nella reazione successiva.
Porre la chetimmina (5.5g, 18 mmol), finemente polverizzata, sul in un pallone da
500 mL e ricoprirla con 330 g di acido polifosforico (PPA). Scaldare la miscela a
70°C in un bagno ad olio mantenendola sotto agitazione meccanica e monitorando
il progresso della reazione per tlc (SiO2, eluente, etere di petrolio/etere etilico 6:4).
In genere, dopo ca 8 h gran parte dell’addotto ha reagito. Versare il contenuto del
pallone in un becher contenente ca 500g di ghiaccio e basificare la miscela per
cauta aggiunta di NaOH al 50%. Estrarre il prodotto con diclorometano (3 × 100
43
mL), seccare la fase organica con Na2SO4 ed evaporare il solvente a pressione
ridotta. Purificare il residuo per cromatografia su SiO2 (eluente, etere di
petrolio/etere etilico 9:1). Si ottengono 3.2 g (62%) di un prodotto cristallino giallo
pallido, (S)-2,4-dimetil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano, con le seguenti
caratteristiche spettroscopiche e analitiche.
P.f. 124-125°C; [αα]D20= +38 (c = 0.52, CHCl3);
1H-NMR (CDCl3) δ: 6.97 (s, 1 H),
6.84 (porzione A di un sistema AB, J =7.2 Hz, 1 H), 6.74 (porzione B di un
sistema AB, J = 7.2 Hz, 1 H), 6.48 (s, 1 H), 6.47 (s, 1 H), 5.74 (d, J = 7.8 Hz, 1 H),
5.49 (d, J =7.8 Hz, 1 H), 4.35-4.22 (m, 1 H), 3.84 (dd, J = 13.1 e 9.1 Hz, 1 H),
3.22-2.88 (m, 5 H), 2.69 (s, 3 H), 2.67 (s, 3 H), 2.63-2.48 (m, 1 H); 13C-NMR
(CDCl3) δ: 155.4, 150.0, 142.8, 139.5, 138.9, 137.6, 136.7, 132.9, 132.3, 132.1,
131.0, 128.3, 128.1, 127.9, 123.4, 37.6, 35.1, 34.5, 31.9, 24.9, 22.5; IR (CCl4)
3063, 3014, 2961, 2927, 2852, 2361, 2340, 1594, 1558, 1503, 1434, 1377, 860 cm-
1; MS m/z (%): 287 (M+, 66), 183 (100), 104 (9) Anal. Elem. Calcolato per
C21H21N: C, 87.76; H, 7.36; N, 4.87. Trovato: C, 87.51; H, 7.47; N, 5.01.
44
(R)-(+)-2-idrossimetil-4-metil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano
(R)-(+)
N
1. BuLi2. (Me3SiO)23. H3O+
(R)-(+)
NOH
Et2O
Reagenti
- n-BuLi 1.71M in esano ( 4.5 mL, 7.7 mmol)
- (R)-(+)-2,4-dimetil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano (2.0g, 7.0 mmol)
- Bis(trimetilsilil) perossido (1.6g, 8.7 mmol)
- Etere etilico anidro (10 mL)
Procedura
In un tubo di Schlenk seccato alla fiamma, aggiungere sotto azoto, etere etilico
anidro (10 mL), n-BuLi (4.5 mL, 1.71 M in esano, 7.7 mmol) e l’(S)-(-)-2,4-
dimetil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano (2.0g, 7.0 mmol). Si osserva
immediatamente la comparsa di una colorazione rossa intensa. Lasciare sotto
agitazione per ca. 1 h. Raffreddare la miscela a –78°C (bagno a ghiaccio
secco/acetone) ed aggiungere il bis(trimetilsilil) perossido (1.5g, 8.7 mmol)
precedentemente preparato.26 Rimuovere il bagno di ghiaccio secco, lasciare salire
la temperatura a 20°C. mantenendo la soluzione sotto agitazione ca 3 h (in questo
tempo, il colore della miscela passa gradualmente da rosso cupo a giallo ocra).
Aggiungere HCl 5 N (5 mL), e dopo alcuni minuti sotto agitazione, rendere la
soluzione di nuovo basica per aggiunta di NaOH 5 N (5 mL). Estrarre la miscela
con cloroformio (3 × 50 mL), seccare la fase organica con Na2SO4 ed evaporare il
solvente a pressione ridotta. Purificare il prodotto per cromatografia su gel di silice
(eluente: etere di petrolio/etere etilico 7:3). Si ottengono 1.7g (79%) di (R)-(+)-2-
45
idrossimetil-4-metil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano aventi le seguenti
caratteristiche spettroscopiche e analitiche.
P.f. 116-118°C; [αα]D20 = +16 (c=0.5, CHCl3);
1H-NMR (CDCl3) δ: 6.92 (s, 1 H),
6.91-6.78 (quattro picchi, sistema AB, J = 7.3 Hz, 2 H), 6.45 (s, 2 H), 5.72 (d, J =
7.8 Hz, 1 H), 5.45 (d, J = 7.8 Hz, 1 H), 4.87 (dd, J = 22.0 e 15.1 Hz, 2 H), 4.26 (m,
1 H), 3.83 (dd, J = 12.9 e 8.7, 1 H), 3.19-2.92 (m, 6 H), 2.67 (s, 3 H), 2.61-2.50
(m, 1 H). 13C-NMR (CDCl3) δ: 155.0, 148.4, 144.3, 139.4, 138.8, 137.8, 137.3,
133.7, 132.8, 132.5, 131.3, 129.6, 128.2, 127.8, 119.8, 63.4, 37.6, 35.2, 34.4, 31.9,
22.8; IR 3417 (OH) cm-1. Anal. Elem. Calcolato per C21H21NO: C, 83.13; H, 6.98;
N, 4.62. Trovato: C, 83.20; H, 6.99; N, 4.54.
46
(R)-(-)-4-metil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano-2-carbaldeide
(R)-(+)
NOH
(R)-(-)
NO
PCC
CH2Cl2
Reagenti
- (R)-(+)-2-idrossimetil-4-metil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano (1.40g, 4.64
mmol)
- Piridinio dicromato (2.62g, 6.96 mmol)
- Diclorometano (circa 20 mL)
Procedura
Ad una soluzione di (R)-(+)-2-idrossimetil-4-metil[2]paraciclo[2](5,8)
chinolinofano (1.40g, 4.64 mmol) in CH2Cl2 (20 mL), aggiungere piridinio
dicromato (2.6g, 7.0 mmol) e mantenere la soluzione sotto agitazione per ca 6 h
monitorando il progresso della reazione per tlc (SiO2, eluente etere di petrolio/etere
etilico 6:4). Aggiungere alla miscela H2O (50 mL) ed etere etilico (100 mL),
quindi filtrare il tutto su celite. Estrarre la miscela con etere etilico 3 x 50 mL),
seccare la fase organica con Na2SO4 ed evaporare il solvente a pressione ridotta. Si
ottengono 1.3 g (95%) di (R)-(-)-4-metil[2]paraciclo[2](5,8)chinolinofano-2-
carbaldeide, sotto forma di un solido giallo, sufficientemente puro da essere
impiegato tal quale nella reazione successiva.
P.f. 172-173°C; [αα]D20=-150.1 (c= 0.508, CHCl3);
1H-NMR (CDCl3) δ: 10.21 (s, 1
H), 7.74 (s, 1 H), 6.96 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.3 Hz, 2 H), 6.53 (s, 2
47
H), 5.68 (d, J = 6.9 Hz, 1 H), 5.42 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 4.44 (m, 1 H), 3.90 (dd, J =
12.4 e 8.5 Hz, 1 H), 3.21-3.03 (m, 6 H), 2.79 (s, 1H), 2.67-2.56 (m, 1 H). 13C-
NMR (CDCl3) δ: 194.7, 150.4, 149.4, 144.2, 142.7, 141.1, 139.5, 138.0, 137.2,
131.2, 128.8, 128.3, 119.2, 37.7, 35.2, 34.5, 31.6, 22.9 IR (CHCl3) 1698 cm-1
(C=O)
48
(R)-(-)-2-ciano-4-metil-[2]paraciclo[2](5.8)chinolinofano
(R)-(-)
NO
(R)-(-)
NCN
CHCl3
1. NH3OHCl2. SeO2, Piridina
Reagenti
- (R)-(-)-2-formil-4-metil-[2]paraciclo[2](5.8) chinolinofano (1.0 g; 3.3
mmol)
- idrossilammina cloridrata (0.24 g; 3.5 mmol)
- piridina (0.26 g; 3.3 mmol)
- cloroformio esente da etanolo (20 mL)
- ossido di selenio (0.37g; 3.3 mmol)
Procedura
Ad una soluzione di (R)-(-)-4-metil[2]paraciclo[2](5.8)chinolinofano-2-
carbaldeide (1.0 g; 3.3 mmol) in CHCl3 esente da etanolo aggiungere cloridrato di
idrossilammina (0.24 g; 3.5 mmol) e rifluire la miscela per 5 min. Aggiungere
piridina (0.26 g; 3.3 mmol) e continuare il riflusso fino a scomparsa dell’aldeide
(tlc, SiO2, eluente etere di petrolio/etere etilico 6:4). Dopo 7 h, aggiungere in
piccole porzioni, nell’arco di 15 min, SeO2 (0.37 g; 3.32 mmol) e lasciar procedere
la reazione fino a scomparsa dell’ossima (2 h, tlc, SiO2, eluente etere di
petrolio/metanolo 95:5).
A reazione ultimata lasciare raffreddare la miscela di reazione a temperatura
ambiente, seccare la soluzione con Na2SO4 e filtrare su celite (lavando bene con
cloroformio).
Dopo evaporazione del solvente a pressione ridotta purificare il solido arancione
risultante per cromatografia su gel di silice (eluente etere di petrolio/etere etilico
49
7:3). Si recuperano 0.15 g dell’aldeide di partenza e si ottengono 0.69 g di (R)-(-)-
2-ciano-4-metil-[2]paraciclo[2](5.8)chinolinofano (70%; 81% sul reagito) sotto
forma di un solido giallo brillante.
P.f. 127.3-128.3°C; [αα]D20= -64.4 (c=0.679, CHCl3);
1H-NMR (CDCl3) δ 7.40 (s,
1 H), 7.00-6.91 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.3 Hz, 2 H), 6.54-6.48 (sistema
AB sdoppiato, JAB = 7.9 Hz, 4J = 1.6 Hz, 2 H), 5.74 (dd, J =7.8 e 1.5 Hz, 1 H), 5.43
(dd, J = 7.8 e 1.8 Hz, 1 H), 4.33-4.25 (m, 1 H), 3.85 (dd, J =14.0 e 9.1 Hz, 1 H),
3.22-2.91 (m, 5 H), 2.75 (s, 3 H), 2.58 (dt, J = 13.0 e 9.1 Hz, 1 H); 13C-NMR
(CDCl3) δ 150.8, 144.5, 140.7, 139.7, 137.8, 137.1, 136.5, 133.6, 133.1, 132.7,
131.3, 130.9, 130.3, 128.8, 128.7, 128.3, 125.4, 123.0, 118.2, 37.7, 35.2, 34.4,
31.5, 22.6; IR (CHCl3) 2235 cm-1 (C≡N)
50
Procedura generale per la sintesi delle 2-(4-metil-[2]paraciclo[2]-
(5,8)chinolinofan-2-il)ossazoline diastereoisomere 4 sostituite otticamente attive
NC6H5Cl, 130°C
NCN
R
OH
NH2
ZnCl2
N
O
RR = Ph, iPr, 2 CH3
Reagenti
- (R)-(-)-2-ciano-4-metil-[2]paraciclo[2](5.8)chinolinofano (0.50g, 1.68
mmol)
- (R)- (o (S))-2-ammino-2-aril(o alchil)etanolo (2.18 mmol)
- cloruro di zinco (0.1g)
- clorobenzene (circa 12 mL)
Procedura
In un tubo di Schlenk, preventivamente seccato alla fiamma, porre l’(R)-(-)-2-
ciano-4-metil-[2]paraciclo[2](5.8)chinolinofano (0.50g, 1.68 mmol) e l’(S)- o (R)-
2-ammino-2-aril- (o 2-alchil) etanolo (2.18 mmol), sciolti in clorobenzene (circa
12 mL). Eliminare qualsiasi traccia di acqua eventualmente presente per
distillazione azeotropica della soluzione con impiego di un apparecchio di Dean-
Stark. Quando il volume della soluzione si è ridotto a ca 10 mL, aggiungere ZnCl2
(quest’ultimo viene preparato fondendo il sale idrato sotto alto vuoto in un secondo
tubo di Schlenk, facendolo raffreddare in atmosfera di azoto e grattando le pareti
per recuperare il sale anidro sublimato). Riscaldare la miscela a 140°C per ca 76 h,
monitorando la scomparsa del nitrile per tlc (SiO2, eluente etere di petrolio/etere
etilico 6:4).
51
Lasciar raffreddare la miscela a temperatura ambiente, aggiungere acqua (20 mL) e
filtrare su celite lavando sia il tubo di Schlenk che lo strato filtrante con CHCl3.
Separare la fase organica, seccarla con Na2SO4 ed evaporare il solvente a pressione
ridotta. Riprendere il residuo oleoso nero con etere etilico e filtrare. Per
evaporazione del solvente a pressione ridotta si ottiene un solido giallo, consistente
nell’ossazolina contaminata dall’ammidoalcool precursore. L’ossazolina viene
purificata per flash-cromatografia su gel di silice (eluente etere di petrolio/etere
etilico 6:4)
(Rp,S)-2-(4-metil-[2]paraciclo[2](5,8) chinolinofan-2-il)-4-fenilssazolina
[(Rp,S)-QUINOPHOX]
(Rp,S)-QUINOPHOX
N
N
O
C6H5
H
(S)
P. f. 65-67.5°C; [αα]D23 -106 (c = 0.92, CHCl3);
1H-NMR δ 8.01 (s, 1 H), 7.46-7.33
(m, 5H), 6.95-6.85 (quattro picchi, sistema AB, J = 7.3, 2 H), 6.5 (m, 2H), 5.79
(dd, J = 6.5 e 1.5 Hz, 1 H), 5.52 (dd, J = 6.5 e 1.5 Hz, 1 H), 5.50 (dd, J = 10.3 e 8.5
Hz, 1 H), 4.97 (dd, J = 10.3 e 8.5 Hz, 1 H), 4.50 (t, J = 8.5 Hz, 1 H), 4.42-4.47 (m,
1 H), 3.89 (dd, J = 14.1 e 9.0 Hz, 1 H), 3.24-3.16 (m, 2 H), 3.08-2.99 (m, 3 H),
2.76 (s, 3 H), 2.61 (dt, J = 13.0 e 9.0 Hz, 1 H); 13C-NMR δ 164.9, 150.2, 143.6,
143.3, 142.1, 140.7, 139.9, 137.9, 136.8, 135.3, 132.8, 132.6, 131.1, 130.9, 129.0,
128.9, 128.9, 128.5, 127.8, 126.9, 126.9, 123.0, 75.3, 70.4, 37.8, 35.4, 34.6, 31.9,
22.8; IR νmax 3.23, 2930-2857, 1711, 1636, 1364, 1214, 704 cm-1. Anal. Elem.
Calcolato per C29H26N2O: C, 83.22; H, 6.26; N, 6.69. Trovato C, 83.33; H, 6.17; N,
6.51.
52
(Rp,R)-2-(4-metil-[2]paraciclo[2](5,8) chinolinofan-2-il)-4-fenilssazolina
[(Rp,R)-QUINOPHOX]
(Rp,R)-QUINOPHOX
N
N
OC6H5
H
(R)
P. f. 63-66.5°C; [αα]D23 +29 (c = 0.39, CHCl3);
1H-NMR δ 8.03 (s, 1 H), 7.46-7.28
(m, 5 H), 6.96-6.85 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.2 Hz, 2 H), 6.52 (sistema
AB stretto e sdoppiato, JAB = 7.9, 4J = 1.5 Hz, 2 H), 5.80 (dd, J = 7.7 e 1.2 Hz, 1
H), 5.53 (dd, J = 10.2 e 8.8 Hz, 1 H), 5,50 (dd, J = 8.3 e 1.3 Hz, 2 H), 5.01 (dd, J =
10.2 e 8.4 Hz, 1 H), 4.45 (t, J = 8.6 Hz, 1 H), 4.41 (m, 1 H), 3.88 (dd, J = 14.0 e
8.9 Hz, 1 H), 3.26-2.99 (m, 6 H), 2.76 (s, 3 H), 2.60 (dt, J = 13.0 e 9.0 Hz, 1 H); 13
C NMR δ 165.0, 150.1, 143.7, 143.3, 142.1, 140.7, 139.8, 137.9, 136.9, 135.4,
132.8, 132.6, 131.1, 130.9, 128.8, 128.5, 127.7, 126.9, 122.9, 75.5, 70.4, 37.8,
35.3, 34.6, 32.0, 22.7. Anal. Elem. Calcolato per C29H26N2O: C, 83.22; H, 6.26; N,
6.69. Trovato C, 83.19; H, 6.29; N, 6.54.
53
(Rp,S)-2-(4-metil-[2]paraciclo[2](5,8)-chinolinofan-2-il)-4-
isopropilossazolina [(Rp,S)-QUIPROX]
(Rp,S)-QUIPROX
N
N
O H
(S)
P. f. 129-131°C; [αα]D23 -90 (c = 0.64, CHCl3);
1H-NMR δ 7.92 (s, 1 H), 6.91-6.80
(quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.2 Hz, 2 H), 6.52-6.47 (sistema AB sdoppiato,
JAB = 7.9, 1.5 Hz, 2 H), 5.74 (dd, J = 7.7 e 1.4 Hz, 1 H), 5.48 (dd, J = 7.7 e 1.5 Hz,
1 H), 4.57 (dd, J = 9.8 e 8.4 Hz, 1 H), 4.39-4.29 (m, 2 H), 3.05-2.96 (m, 3 H), 2.74
(s, 3 H), 2.57 (dt, J = 13.0 e 8.9 Hz, 1 H), 1.98 (ottetto, J = 6.7 Hz, 1 H), 1.14 (d, J
= 6.7 Hz, 3 H), 1.01 (d, J = 6.7 Hz, 3 H); 13C-NMR δ 163.6, 150.0, 143.6, 143.4,
140.6, 139.7, 137.8, 136.7, 135.1, 132.6, 132.4, 131.6, 128.8, 128.3, 122.7, 72.8,
70.6, 37.7, 35.2, 34.5, 32.8, 31.8, 22.6, 19.2, 18.1; IR (CDCl3���max 3031, 3009-
2875, 1702, 1641, 1418, 1360, 1237, 1091, 902 cm-1. Anal. Elem. Calcolato per
C26H28N2O: C, 81.21; H, 7.34; N, 7.29. Trovato C, 81.15; H, 7.28; N, 7.21.
54
(Rp,R)-2-(4-metil-[2]paraciclo[2](5,8)-chinolinofan-2-il)-4-isopropilossazolina
[(Rp,R)-QUIPROX]
(Rp,R)-QUIPROX
N
N
O
H
(R)
P. f. 179-182°C; [αα]D23 +33 (c = 0.56, CHCl3);
1H-NMR δ 7.93 (s, 1 H), 6.92-6.81
(quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.2 Hz, 2 H), 6.51-6.46 (tre picchi, sistema AB,
JAB = 10.0 Hz, 2 H), 5.74 (d, J = 7.9 Hz, 1 H), 5.46 (d, J = 7.9 Hz, 1 H), 4.63-4.58
(m, 1 H), 4.37 (quintetto, J = 9.4 Hz, 1 H), 4.29-4.20 (m, 2 H), 3.85 (dd, J = 14.0 e
9.1 Hz, 1 H), 3.19-3.12 (m, 2 H), 3.04-2.96 (m, 3 H), 2.74 (s, 3 H), 2.56 (dt, J =
13.0 e 9.0 Hz, 1 H), 1.92 (ottetto, J = 6.7 Hz, 1 H), 1.10 (d, J = 6.7 Hz, 3 H), 0.99
(d, J = 6.7 Hz, 3 H); 13C-NMR δ 163.5, 150.0, 143.5, 143.4, 140.6, 139.7, 137.8,
136.7, 135.1, 132.6, 132.4, 131.0,130.7, 128.8, 128.7, 128.3, 122.7, 72.8, 70.8,
37.7, 35.2, 34.5, 32.9, 31.9, 22.6, 19.0, 18.3. Anal. Elem. Calcolato per
C26H28N2O: C, 81.21; H, 7.34; N, 7.29. Trovato C, 81.19; H, 7.24; N, 7.18.
55
(R)-2-(4-metil-[2]paraciclo[2](5,8)-chinolinofan-2-il)-4,4-dimetil-ossazolina
[(R)-QUIDIMOX]
N
N
O CH3
CH3(R)-QUIDIMOX
P. f. 172.5-175°C; [αα]D23 -37 (c = 0.88, CHCl3);
1H-NMR δ 7.95 (s, 1 H), 6.94-
6.83 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.2 Hz, 2 H), 6.52 (sistema AB stretto e
sdoppiato, JAB = 7.9, 4J = 1.5 Hz, 2 H), 5.77 (dd, J = 7.7 e 1.3 Hz, 1 H), 5.51 (dd, J
= 7.7 e 1.3 Hz, 1 H), 4.42-4.36 (m, 1 H), 4.34-4.29 (quattro picchi, sistema AB, JAB
= 8.1 Hz, 2 H), 3.87 (dd, J = 14.1 e 9.0 Hz, 1 H), 3.26-3.15 (m, 2 H), 3.08-2.98 (m,
3 H), 2.76 (s, 3 H), 2.59 (dt, J = 13.0 e 9.0 Hz, 1 H), 1.53 (s, 3 H), 1.46 (s, 3 H); 13
C NMR δ 162.2, 150.0, 143.6, 143.4, 140.5, 139.7, 137.8, 136.7, 135.1, 132.6,
132.4, 130.9, 130.6, 128.9, 128.4, 122.6, 79.5, 67.7, 37.7, 35.2, 34.5, 31.8, 28.4,
28.2, 22.3; IR (CDCl3) νmax 3031-3009, 2930, 1712, 1418, 1364, 1234, 903 cm-1.
Anal. Elem. Calcolato per C25H26N2O: C, 81.05; H, 7.07; N, 7.56. Trovato C,
81.02; H, 7.00; N, 7.51.
3.4 Cicloaddizioni di Diels-Alder catalizzate dai complessi [Cu-
QUINOPHOX](OTf)2, [Cu-QUIPROX] (OTf)2 e [Cu-QUIDIMOX]
(OTf)2
Ad una sospensione di Cu(OTf)2 (27 mg, 0.075 mmoli) in CH2Cl2 (2.5 mL) in una
provetta con setto in teflon aggiungere il ligando (0.080 mmoli) sotto argon ed
agitare la miscela fino a completa dissoluzione del sale (3 h). Si ottiene una
soluzione verde scuro. Filtrare la soluzione se fossero presenti impurezze solide. In
una soluzione di 3-crotonilossazolidin-2-one (0.12 g, 0.76 mmoli) in CH2Cl2
56
anidro in uno Schlenk, aggiungere sotto azoto del ciclopentadiene (66 mg, 1.0
mmoli) distillandolo direttamente attraverso una colonna Vigreux. Aggiungere,
con una siringa, la soluzione di catalizzatore precedentemente preparata (0.76 mL).
Lasciare reagire a temperatura ambiente per 16 h, controllando l’andamento della
reazione per tlc (eluente etere, di petrolio/acetato di etile 1:1). Evaporare il
solvente a pressione ridotta e filtrare il solido risultante su SiO2 (eluente etere di
petrolio/acetato di etile 1:1) per allontanare i sali di rame. Determinare il rapporto
diastereomerico eso/endo del cicloaddotto attraverso l’analisi 1H NMR dell’olio
ottenuto dopo l’evaporazione del solvente. Cromatografare il prodotto su SiO2
(eluente esano/acetato di etile 65:35) per separare i due addotti e misurarne il
potere rotatorio. Determinare l’eccesso enantiomerico in rapporto al potere
rotatorio dell’enantiomero puro riportato in letteratura.
3.5 Procedura generale per la Sintesi dei complessi Ru-Cym-
(QUINOPHOX), Ru-Cym-(QUIPROX) e Ru-Cym-(QUIDIMOX)
Sciogliere il complesso Ru2(CymCl2)2 nella minima quantità di metanolo ed
aggiungere sotto agitazione, il ligando (in lieve eccesso rispetto al complesso di
rutenio). Lasciare la miscela sotto agitazione per almeno 2 h ed aggiungere in
piccole porzioni un eccesso di NH4PF6 (o NaB(C6H5)4). Si osserva la formazione
di un precipitato rosso. Dopo 15 min filtrare la miscela e lavare il solido con esano.
Cristallizzare il prodotto in doppio strato (diclorometano/etere etilico).
57
(Rp,S)-[QUINOPHOX-Ru-p-Cym]+BPh4-
N
Ru ON
H
Cl
BPh4-
(S)
[αα]D20 = +514 (c = 0.081, CHCl3);
1H-NMR δ 7.90 (s, 1 H), 7.67-7.65 (m, 3 H),
7.61-7.59 (m, 2 H), 7.3 (m allargato, 8 H), 7.29-7.16 (quattro picchi, sistema AB,
JAB = 7.5 Hz, 2 H), 7.05 (t, J = 7.4 Hz, 8 H), 6.90 (t, J = 7.2 Hz, 4 H), 6.79-6.63
(sistema AB sdoppiato, JAB = 8.0 Hz, 4J = 1.8 Hz, 2 H), 5.62 (dd, J = 7.8 e 1.8 Hz,
1 H), 5.59 (dd, J = 7.2 e 1.8 Hz, 1 H), 5.46 (dd, J = 7.8 e 1.8 Hz, 1 H), 5.42 (dd, J
= 10.5 e 9.3 Hz, 1 H), 5.05 (t, J = 8.5 Hz, 1 H), 4.06 (dd, J = 14.2 e 9.0 Hz, 1 H),
3.40 (dd, J = 11.7 e 9.7 Hz, 1 H), 3.30-3.08 ( m, 3 H), 3.07 (s, 3 H), 2.96 (ddd, J =
13.8, 10.6 e 3.8 Hz, 1 H), 2.87 (dt, J = 13.2 e 8.9 Hz, 1 H), 2.25 (s allargato, 1 H),
1.56 (s, 3 H), 0.9-0.12 (allargato 6 H). I protoni aromatici del p-cimene sono
difficilmente attribuibili. Anal. Elem. Calcolato per C65H73BClN2ORu: C, 74.66;
H, 7.04; N, 2.68. Trovato C, 74.56; H, 7.01; N, 2.51.
58
[(Rp,S)-QUINOPHOX-Ru-p-Cym]+PF6-
N
Ru ON
H
Cl
PF6-
(S)
1H-NMR δ 8.12 (s, 1 H), 8.00-7.50 (m allargato, 5 H), 7.87 (s molto allargato, 2
H), 7.64 (m allargato, 2 H), 7.58 (q, J = 7.3 Hz, 1 H), 7.25-7.09 (quattro picchi,
sistema AB, JAB = 7.3 Hz, 2 H), 6.72-6.59 (quattro picchi sdoppiati, sistema AB
sdoppiato, JAB = 7.8 Hz, 4J = 1.6 Hz, 2 H), 5.59-5.47 (m, 4 H), 5.36 (dd, J = 10.2 e
9.0 Hz, 1 H), 5.16 (t, J = 9.9 Hz, 1 H), 4.09 (dd, J = 14.6 e 9.4 Hz, 1 H), 3.35 (dd,
J = 13.1 e 9.8 Hz, 1 H), 3.24-3.12 (m, 3 H), 3.09 (s, 3 H), 2.97-2.90 (m, 1 H), 2.84
(dt, J = 12.8 e 8.9 Hz, 1 H), 1.87 s allargato (3 H ?), protoni p-cimene e fenile
difficilmente identificabili. Anal. Elem. Calcolato per C40H49ClF6N2OPRu: C,
56.17; H, 5.77; N, 3.28. Trovato C, 56.08; H, 5.70; N, 3.24.
59
[(Rp,R)-QUINOPHOX-Ru-p-Cym]+BPh4-
N
Ru+ ON
H
Cl
BPh4-
[αα]D20 = +298 (c = 0.098, CHCl3);
1H-NMR δ 7.84 (s, 1 H), 7.47-7.39 (m, 13 H),
7.17-7.06 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.4 Hz, 2 H), 7.03-7.00 (m, 8 H),
6.91-6.88 (m, 4 H), 6.75-6.60 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.8 Hz, 2 H), 5.59
(ddd, J = 14.0, 10.5 e 3.5 Hz, 1 H), 5.55 (s, 2 H), 5.22-5.16 ( m, 1 H), 5.07 (s
allargato, 1 H), 5.01 (s allargato, 1 H), 4.98-4.92 (m, 1 H), 4.85 (d allargato, J =
5.2 Hz, 1 H), 4.80 (d allargato, J = 5.9 Hz, 1 H), 4.51 (dd, J = 11.2 e 9.1 Hz, 1 H),
4.07 (dd, J = 14.6 e 9.0 Hz, 1 H), 3.39 (dd, J = 12.5 e 9.7 Hz, 1 H), 3.25-3.15 (m, 2
H), 3.12-3.05 (m, 1 H), 3.09 (s, 3 H), 2.91-2.82 (m, 2 H), 2.63 8sept, J = 6.7 Hz, 1
H), 1.00 (s allargato , 3 H), 0.52 (s allargato, 3 H), 0.52 (s allargato, 3 H), 0.47 (d,
J = 6.9 Hz, 3 H). Anal. Elem. Calcolato per C65H73BClN2ORu: C, 74.66; H, 7.04;
N, 2.68. Trovato C, 74.58; H, 6.99; N, 2.54.
60
[(Rp,R)-QUINOPHOX-Ru-p-Cym]+PF6-
N
Ru+ ON
H
Cl
PF6-
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.90 (s, 1 H), 7.73 (d, J = 6.9 Hz, 2 H), 7.52-7.42
(m, 3 H), 7.24-7.08 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.4 Hz, 2 H), 6.76-6.62
(sistema AB sdoppiato, JAB = 8.0 Hz, e 4J = 1.2 Hz, 2 H), 6.30 (t, J = 10.9 Hz, 1
H), 5.81 (d, J = 6.0 Hz, 1 H), 5.74 (d, J = 6.0 Hz, 1 H), 5.66-5.57 (m, …. H), 5.49
(d, J = 6.1 Hz, 1 H), 5.25 (d, J = 5.9 Hz, 1 H), 5.13 (d, J = 5.9 Hz, 1 H), 4.73 (dd, J
= 11.4 e 8.5 Hz, 1 H), 4.09 (dd, J = 14.1 e 9.1 Hz, 1 H), 3.39 (dd, J = 13.0 e 10.1
Hz, 1 H), 3.33-3.14 (m, 3 H), 3.09 (s, 3 H), 2.95-2.89 (m, 1 H) 2.87 (dt, J = 13.4 e
9.6 Hz, 1 H), 1.73, (s allargato, 1 H), 1.25 (s allargato, 3 H), 0.56 s allargato, 3 H),
0.51 (d, J = 6.8 Hz, 3 H). Anal. Elem. Calcolato per C40H49ClF6N2OPRu: C,
56.17; H, 5.77; N, 3.28. Trovato C, 56.11; H, 5.67; N, 3.20.
61
[(Rp,S)-QUIPROX-Ru-p-Cym]+BPh4-
N
RuO
N
H
Cl
BPh4-
(S)
[α]D20 = +575 (c = 0.105, CHCl3);
1HNMR (400 MHz, CDCl3) d 7.59 (s, 1 H), 7.4
(m allargato, 8 H), 7.13-7.04 (Quattro picchi, sistema AB, JAB, 7.4 Hz, 2 H), 7.00
(t, J = 7.2 Hz, 8 H), 6.89 (t, J = 7.1 Hz, 4 H), 6.60-6.58 (Quattro picchi sdoppiati,
sistema AB sdoppiato, JAB = 7.9 Hz, 4J = 1.7 Hz, 2 H), 5.49-5.38 (Quattro picchi
sdoppiati, sistema AB sdoppiato, JAB = 7.9 Hz, 4J = 1.8 Hz, 2 H), 5.28-5.22 (m, 1
H), 5.07 (s allargato, 1 H), 4.95 (d, J = 5.6 Hz, 1 H), 4.83-4.75 (porzione AB di un
sistema ABX, 2 H), 4.50 (t sdoppiato, porzione X di un sistema ABX, 1 H), 3.96
(dd, J = 14.6 e 9.2 Hz, 1 H), 3.12-3.02 (m, 2 H), 2.94-2.90 (m, 1 H), 2.91 (s, 3 H),
2.79 (dt, J = 13.1 e 8.5 Hz, 1 H), 2.31 (s allargato, 1 H), 1.60 (s allargato, 3 H),
1.12 (d, J = 7.0 Hz, 3 H), 0.99 (d, J = 6.8 Hz, 3 H), (forte allargamento fra 0.6 e
0.0, protoni del p-cimene non identificabili). Anal. Elem. Calcolato per
C62H75BClN2ORu: C, 73.61; H, 7.47; N, 2.77. Trovato C, 73.48; H, 7.40; N, 2.73.
62
[(Rp,R)-QUIPROX-Ru-p-Cym]+BPh4-
N
Ru ON
H
Cl
BPh4- (R)
[α]D20 = +221 (c = 0.069, CHCl3);
1HNMR (400 MHz, CDCl3) d 7.73 (s, 1 H),
7.38 (s allargato, 8 H), 7.11 (porzione A di un sistema AB, JAB = 7.4 Hz, 1 H),
7.01 (t, J = 7.2 Hz, 9 H), 6.91 (t, J = 7.2 Hz, 4 H), 6.72-6.58 (sistema AB
sdoppiato, J = 7.9 e 4J = 1.6 Hz, 2 H), 5.56 (ddd, J = 13.8, 10.6 e 3.4 Hz, 1 H),
5.51-5.44 (sistema AB sdoppiato, JAB = 7.9, 4J = 1.8 Hz, 2 H), 5.12 (d, J = 5.9 Hz,
1 H), 4.90-4.85 (sistema AB, JAB = 5.9 Hz, 2 H), 4.79 (d, J = 6.0 Hz, 1 H), 4.65
(dd, J = 9.2 e 5.9 Hz, 1 H), 4.50 (t, J = 9.8 Hz, 1 H), 4.23 (ddd, J = 9.7, 5.8 e 2.7
Hz, 1 H), 4.01 (dd, J = 14.6 e 8.9 Hz, 1 H), 3.35 (dd, J = 12.8 e 9.8 Hz, 1 H), 3.22-
3.04 (m, 3 H), 3.01 (s, 3 H), 2.89 (ddd, J = 13.8, 10.6 e 3.4 Hz, 1 H), 2.79 (dt, J =
13.3 e 9.1 Hz, 1 H), 2.37 (sett. d, J = 7.0 e 2.4, 1 H), 2.02 (sett allargato, J = 6.7
Hz, 1 H), 1.18 (s, 3 H), 1.07 (d, J = 7.2 Hz, 3 H), 0.90 (d, J = 6.5 Hz, 3 H), 0.88 (d,
J = 6.9 Hz, 3 H), 0.69 (d, J = 6.9 Hz, 3 H). Anal. Elem. Calcolato per
C62H75BClN2ORu: C, 73.61; H, 7.47; N, 2.77. Trovato C, 73.50; H, 7.38; N, 2.71
63
[(Rp)-QUIDIMOX-Ru-p-Cym]+BPh4-
N
RuO
N
Cl
BPh4-
[a]D20 = +357 (c = 0.086, CHCl3); 1H NMR δ 7.69 (s allargato, 1 H), 7.39-7.36
(m, 8 H), 7.17-7.06 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 7.4 Hz, 2 H), 7.01 (t, J = 7.3
Hz, 8 H), 6.89 (t, J = 7.1 Hz, 4 H), 6.73-6.59 (sistema AB sdoppiato, JAB = 7.8 Hz, 4J = 1.7 Hz, 2 H), 5.50-5.42 (sistema AB sdoppiato, JAB = 7.8 Hz, 4J = 1.8 Hz, 2
H), 5.42 (s allargato, 1 H), 5.13 (d, J = 5.8 Hz, 1 H), 5.03 (d, J = 5.7 Hz, 1 H),
4.57-4.46 (quattro picchi, sistema AB, JAB = 8.7 Hz, 2 H), 4.01 (dd, J = 14.2 e 8.9
Hz, 1 H), 3.36 (dd, J = 12.9 e 9.8 Hz, 1 H), 3.19 (dt, J = 14.4 e 9.0 Hz, 1 H), 3.15-
3.08 (m, 2 H), 2.99 (s 3 H), 2.94-2.87 (m, 1 H), 2.81 (dt, J = 12.9 e 9.1 Hz, 1 H),
2.3 (s molto allargato, 1 H), 1.58 (s, 3 H), 1.56 (s, 3 H9, 1.4 (s, 3 H), 0.8-00
(multipletto molto allargato, protoni del p-cimene non identificabili). Anal. Elem.
Calcolato per C61H73BClN2ORu: C, 73.44; H, 7.38; N, 2.81. Trovato C, 73.40; H,
7.30; N, 2.77
64
3.6 Cicloaddizioni di Diels-Alder catalizzate dai complessi
[RuCymQUINOPHOX], [RuCymQUIPROX] e
[RuCymQUIDIMOX]
In una soluzione del catalizzatore 47a-d (0,02 mmol) e 3-crotonilossazolidin-2-one
(0,047 g, 7.3 mmoli) in CH2Cl2 (5 mL) distillare, sotto azoto, il ciclopentadiene
(0,066 grammi, 1.0 mmoli). Dopo aver degasato la soluzione, con il metodo vuoto-
azoto, aggiungere TlPF6 (0,016 g, 0,045 mmol) e lasciare reagire la miscela a
temperatura ambiente controllando l’andamento della reazione per tlc (eluente
etere di petrolio/acetato di etile 7:3). Dopo per 48 h, aggiungere etere etilico e
filtrare il precipitato risultante. Evaporare il solvente a pressione ridotta ed
elaborare la soluzione oleosa risultante come descritto per le reazioni catalizzate
dal rame.
65
4. Bibliografia
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Ringraziamenti
Se la bibliografia continuasse, questa è una nota che dovrebbe essere inserita in ogni pagina della mia tesi, alla fine di ogni riga. In ordine rigorosamente alfabetico desidero ringraziare:
- Gli Amici (con la A maiuscola), per avermi accompagnato, per tratti più o meno lunghi, in questa avventura universitaria… Il vostro contributo è stato determinante nel rendere più sostenibili i momenti difficili e più piacevoli i momenti tranquilli.
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- Dott. Ciancaleoni, Gianluca, per la sua “assistenza tecnica” nella sintesi dei complessi, per gli spettri e per la disponibilità pressoché infinita.
- Dragani, Raffaela, per la sua compagnia nel laboratorio e per la sua pazienza nel sopportarmi quasi un anno… Una donna a prova di terz-butil litio… ma non fatele toccare il propargil bromuro!!
- Dott. Ricci, Giacomo, per una lista infinita di consigli, aiuti, favori: la migliore persona che potessi desiderare come amico e collega di lavoro
- Prof. Ruzziconi, Renzo, per aver supervisionato ogni fase della tesi e per essere stato un’“enciclopedia della chimica”, sempre disposto alla consultazione.
- Spaccini, tutta la famiglia: in particolare i miei genitori, mia sorella e i miei nonni: è grazie al loro supporto morale e materiale che sono arrivato fin qui. Voglio ringraziare in modo speciale mio padre, per avermi trasmesso tante passioni che mi caratterizzano: il computer, la lettura, l’enigmistica e i fumetti.
