PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

45 General:

Los reactivos utilizados para la realización de este trabajo son comercialmente asequibles, comercializados por diferentes marcas (Acros, Aldrich y Merck), del mayor grado de pureza posible, por lo que no se purificaron. Alguno de los catalizadores utilizados se había preparado con anterioridad en el departamento de Química Orgánica de la Universidad de Alicante.

Los espectros de IR se realizan en un espectrómetro FT-IR 4100LE (JASCO) (Pike Miracle ATR). Las mediciones se llevaron a cabo sin preparación previa de la muestra.

Los espectros de resonancia magnética nuclear de protón (1H-RMN) y de carbono (13C-RMN) se llevan a cabo en las unidades de Resonancia Magnética Nuclear de los Servicios Técnicos de la Universidad de Alicante (SSTTI-UA). El equipo utilizado es un espectrofotómetro Bruker AC-300 o AC-400. En la preparación de las muestras a análisis se utilizaron CDCl3 y DMSO-d6 como disolventes, en el caso del cloroformo

deuterado se aplicó como referencia el tetrametilsilano (TMS). Los espectros de protón y carbono se realizan a 300 o 400 MHz. Con respecto a las unidades utilizadas, los desplazamientos químicos (δ) se dan en partes por millón (ppm) y las constantes de acoplamiento (J) en Hz. Para representan las diferentes señales que aparecen en los espectros, se utilizan las siguientes abreviaturas: s (singlete), d (doblete), t (triplete), c (cuartete) y m (multiplete).

La cromatografía de capa fina (TLC o CCF) se realiza en cromatoplacas prefabricadas Merck de 20x20 cm de área y gel de sílice 60, sobre soporte de aluminio. Como revelador se utiliza indicador fluorescente sensible a λ=254nm.

La cromatografía preparativa de capa fina se llevó a cabo empleando gel de sílice P/UV254 con CaSO4 sobre soporte de vidrio.

La cromatografía de gases se realiza con un equipo Younglin 6100GC dotado de un FID y una columna capilar HP-5 (entrecruzamiento 5% PH ME siloxano) de 30m de longitud, 0.25mm de diámetro interno y 0.25μm de grosor de lámina. Se empleó nitrógeno (2mL/min) como gas portador, 10psi de presión en el inyector, 270ºC de temperatura del bloque de inyección y 1.00μL de volumen de muestra inyectada. El programa usado consistió en 60ºC de temperatura inicial durante 3 minutos y una rampa de temperatura de 15ºC/min hasta los 270ºC, manteniéndose esta temperatura durante 10 minutos.

Los análisis de MS se realizan con un espectrómetro Agilent GC/MS-5973N, realizándose los estudios en la modalidad de EI a 70eV como fuente de ionización y

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helio como fase móvil. Las muestras fueron introducidas por inyección a través de un cromatógrafo de Hewlett-Packard HP-6890, equipado con una columna HP-5MS de 30m de longitud, 0.25mm de diámetro interno y 0.25 μm de espesor de película (entrecruzamiento 5% PH ME siloxano).

Síntesis de 2-fenil-2-(4-fenil-1H-1,2,3-triazol-1-il)etanol (Esquema 6). 25

En un matraz de fondo redondo de 50 mL se prepara una suspensión de CuNPs/C (0.5 mol% Cu) en H2O (2 mL). A

continuación se añade NaN3 (1 mmol), óxido de estireno (1

mmol) y fenilacetileno (1 mmol). Se calienta la mezcla a 70ºC y se monitoriza la reacción mediante CCF hasta conversión total. Una vez finalizada, se añaden 30 mL de H2O y se extrae con

AcOEt (3x10 mL). La fase orgánica se seca con MgSO4 y se elimina el disolvente a

vacío. No se pudo caracterizar el producto. Síntesis de 1-bencil-4-fenil-1H-1,2,3-triazol. -Método A (Esquema 7).41

En un matraz de fondo redondo de 25 mL, se añade azida de sodio (10 mmol), bromuro de bencilo (20 mmol), el catalizador de magnetita impregnada con níquel y cobre (NiO/Cu-Fe3O4, 125 mg, 0.9 mol% Ni

y 0.9 mol% Cu) y por último fenilacetileno (5 mmol). Se calienta la reacción durante 2 días. Al finalizar la reacción, se añade H2O y se extrae con AcOEt

(3x5 mL). La fase orgánica se seca con MgSO4 y el disolvente se evapora a vacío. Se

obtiene el producto de reacción con un rendimiento del 3% (41.6 mg, 0.177 mmol). Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 7.82 (d, J = 7.0 Hz, 2H; Ar-H), 7.68 (s, 1H, NC-H),

7.38 (ddd, J = 7.2, 6.1, 1.9 Hz, 8H; Ar-H), 5.60 (s, 2H; CH2); Sólido blanco; Rf 0.20

(hexano/AcOEt, 9:1). -Método B (Esquema 8).21

En una matraz de fondo redondo de 250 ml, a una disolución de ascorbato sódico (30 mol%) y CuSO4·5H2O (5 mol%) en H2O, se añade

bromuro de bencilo (10 mmol) junto con azida de sodio (10 mmol) y seguidamente fenilacetileno (10 mmol). Se calienta la reacción a 50ºC durante 1 día. Una vez finalizada, se extrae con AcOEt (3x25 mL), se seca la fase orgánica con MgSO4 y se evapora el disolvente a vacío. Se lava el sólido resultante con

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hexano. El producto 2 se obtiene con un rendimiento del 55% (1296.3 mg, 5.509 mmol).

Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 7.83-7.76 (m, 2H; Ar-H), 7.66 (s, 1H; NC-H), 7.45-

7.28 (m, 8H; Ar-H), 5.58 (s, 2H; CH2); 13C-RMN (101 MHz, CDCl3): δ 148.09, 134.59,

130.42, 129.07, 128.73, 128.70, 128.10, 127.98, 125.61, 119.51, 77.32, 77.00, 76.68, 54.16; Sólido gris; Rf 0.40 (hexano/AcOEt, 8:2).

Síntesis de bromuro de 1,3-dibencil-4-fenil-1H-1,2,3-triazol-3-io (Esquema 7). 41,42 En un matraz de fondo redondo de 25 mL, se añade azida de sodio (10 mmol), bromuro de bencilo (20 mmol), el catalizador de magnetita impregnada con níquel y cobre (NiO/Cu-Fe3O4,

125mg, 0.9 mol% Ni y 0.9 mol% Cu) y por último fenilacetileno (5 mmol). Se calienta la reacción durante 2 días. Al finalizar la reacción, se añade H2O y se extrae con AcOEt (3x5 mL). La fase

orgánica se seca con MgSO4 y el disolvente se evapora a vacío. Se obtiene el compuesto

3, con un rendimiento del 5% (108 mg, 0.266 mmol). Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 10.04 (s, 1H; NC-H), 7.77 (d, J = 3.8 Hz, 2H; Ar-H),

7.61-7.30 (m, 11H; Ar-H), 7.06 (d, J = 8.0 Hz, 2H; Ar-H), 6.25 (s, 2H; CH2), 5.69 (s,

2H; CH2); Sólido blanco; Rf 0.20 (hexano/AcOEt, 9:1).

Síntesis de 1-bencil-5-fenil-1H-1,2,3-triazol. -Método A (Esquema 12).27a

En un matraz de fondo redondo de 50 mL, bajo atmosfera inerte, se añade fenilacetileno (2.73 mmol), azida de bencilo (1.5 mmol) y el complejo CpRuCl(PPh3)2 (0.031 mmol). Se adiciona THF seco a la

mezcla, se conecta a reflujo, calentando a 65ºC durante 3h. Una vez finaliza la reacción, se evapora el disolvente a vacío y se lleva a cabo la separación de los dos compuestos regioisómeros. Se separan por cromatografía preparativa de capa fina, se eluye en hexano/AcOEt (8:2). No se caracterizaron los productos.

-Método B (Esquema 13).27a

En un matraz de fondo redondo de 50 mL, bajo atmosfera inerte, se añade fenilacetileno (5.4 mmol), azida de bencilo (3 mmol) y el complejo Cp*RuCl(PPh3)2 (0.062 mmol). Se adiciona THF seco a la

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mezcla, a reflujo, calentando a 65ºC durante 3h. Una vez finaliza la reacción, se evapora el disolvente a vacío. El rendimiento de la reacción es del 90% (634 mg, 2,69 mmol).

Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 7.75 (s, 1H; NC-H), 7.46-7.39 (m, 3H; Ar-H), 7.31-

7.24 (m, 5H; Ar-H), 7.09 (d, J = 3.3 Hz, 2H; Ar-H), 5.55 (s, 2H; CH2); 13C-RMN (75

MHz, CDCl3): δ 138.03, 135.38, 133.14, 129.39, 128.83, 128.75, 128.69, 128.02,

127.01, 126.76, 77.42, 77.00, 76.58, 51.68; Sólido naranja; Rf 0.95 (hexano/AcOEt,

8:2).

Síntesis de cloro(5-ciclopentadienil)bis(trifenilfosfina)rutenio(II) (Esquema 10). En un matraz de fondo redondo de 250 mL, bajo atmósfera inerte, se adiciona trifenilfosfina (12 mmol) en 150 mL de EtOH y se calienta hasta su disolución. En otro matraz el RuCl3·H2O (3 mmol)

se disuelve en 15 mL de EtOH y se lleva a ebullición, se deja enfriar y se adiciona el ciclopentadieno44 (Cp, 18 mmol). La mezcla se añade al matraz de reacción que contiene la fosfina, durante un periodo de 10 min, mientras se calienta a 80ºC. Pasada 1h la disolución cambia de color a un rojo-anaranjado, el complejo ya puede exponerse al aire. Se evaporan 2/3 del disolvente y el resto se deja a -10ºC para que precipite el complejo 5. Se filtra el sólido y se lava con EtOH (3x25 mL) y pentano (2x25 mL). El rendimiento obtenido es del 79% (1706 mg, 2.364 mmol).

Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 7.41-7.33 (m, 10H; Ar-H), 7.22 (d, J = 6.9 Hz, 5H;

Ar-H), 7.14 (d, J = 7.1 Hz, 10H; Ar-H), 4.10 [s, 5H; Ar-H (Cp)]; Sólido naranja.

Síntesis de cloro(1,2,3,4,5-pentametilciclopentadienil)bis(trifenilfosfina)rutenio(II) (Esquema 11).

En un matraz de fondo redondo de 250 mL, bajo atmósfera inerte, se conecta a reflujo y se añade RuCl3·H2O (2.22 mmol),

trifenilfosfina (8.74 mmol) y por último pentametilciclopentadieno (14.45 mmol). A continuación se adicionan 135 mL de EtOH y la mezcla se calienta a 80ºC durante 60h. Una vez acabe la reacción, se evaporan 2/3 del disolvente y el resto se deja a -10ºC para que precipite el complejo 5. Se filtra el sólido y se lava con hexano y dietil éter. El rendimiento obtenido es del 32% (563 mg, 0.71 mmol). No se pudo caracterizar por RMN. P.f. (descompone) 226-230ºC; Sólido marrón.

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Síntesis de yoduro de 1-bencil-3-metil-4-fenil-1H-1,2,3-triazol-3-io (Esquema 14). 19 En un matraz de fondo redondo de 50 mL, se disuelve el compuesto 2 (2.13 mmol), en 20 mL de MeCN y se añade un exceso de MeI (31.88 mmol). Se calienta a 80ºC durante 24h. Seguidamente se elimina el disolvente a vacío y se seca. Se lava el sólido obtenido con dietil éter. El rendimiento de la reacción es del 75% (610 mg, 1.62 mmol).

Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 9.42 (s, 1H; NC-H), 7.76-7.39 (m, 10H; Ar-H), 6.06

(s, 2H; CH2), 4.29 (s, 3H; CH3); 13C-RMN (75 MHz, CDCl3): δ 142.93, 131.85, 131.10,

129.82, 129.58, 129.51, 129.28, 129.12, 121.52, 77.42, 77.00, 76.58, 57.41, 39.37; Sólido naranja; Rf 0.38 (hexano/AcOEt, 8:2); P.f. 122-127ºC.

Síntesis de yoduro de 1-bencil-3-metil-5-fenil-1H-1,2,3-triazol-3-io (Esquema 15). 18 En un matraz de fondo redondo de 50 mL, se disuelve el compuesto 2 (2.53 mmol), en 20 mL de MeCN y se añade un exceso de MeI (37.9 mmol). Se calienta a 80ºC durante 24h. Seguidamente se elimina el disolvente a vacío y se seca. Se lava el sólido obtenido con dietil éter. El rendimiento de la reacción es del 82% (777 mg, 2.06 mmol).

Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 9.51 (s, 1H), 7.63 – 7.49 (m, 5H; Ar-H), 7.35 (d, J =

6.4 Hz, 3H; Ar-H), 7.13 (dd, J = 7.5, 1.9 Hz, 2H; Ar-H), 5.70 (s, 2H; CH2), 4.60 (s, 3H;

CH3); 13C-RMN (75 MHz, CDCl3): δ 142.52, 131.73, 130.98, 130.74, 129.68, 129.37,

129.05, 128.11, 121.45, 55.44, 41.37; Sólido naranja.

Síntesis de complejo metal-carbeno mesoiónico de paladio (Esquema 16).19

En un matraz de fondo redondo de 50 mL, bajo atmósfera inerte, se disuelve la sal de triazolio 7 (0.5 mmol) en 10 mL de DMSO seco. Se añade el complejo [Pd(OAc)2] (0.503 mmol) y se calienta a 120ºC durante

3h. A continuación se añaden 50 mL de agua fría y se extrae con CH2Cl2 (2x50 mL). La fase orgánica se seca

con MgSO4 y se evapora el disolvente. El sólido

obtenido se lava con MeCN (3x10 mL) y el filtrado se evapora a vacío. El producto obtenido se recristaliza en CH2Cl2/Pentano. El rendimiento

de la reacción es del 20% (59 mg, 0.048 mmol).

50

1

H-RMN (300 MHz, DMSO): δ 7.97 (d, J = 7.6 Hz, 2H; Ar-H), 7.58 (d, J = 7.1 Hz, 5H; Ar-H), 7.41 (d, J = 5.6 Hz, 3H; Ar-H), 5.92 (s, 2H; CH2), 4.04 (s, 6H; CH3); Sólido

morado.

Síntesis de 1-([1,1’-bifenil]-4-il)etanona. -Método A (Esquema 17).18

En un matraz de fondo redondo de 10 mL, se añade 4- bromoacetofenona (1 mmol), ácido bencenoborónico (1.2 mmol) y K2CO3 (1.5 mmol). La mezcla se disuelve en 3 mL de

H2O y se añade el catalizador 9. La mezcla de reacción se agita

a temperatura ambiente durante 48h. A continuación se vierte en 30 mL de CH2Cl2 y se extrae en H2O (5x20 mL), La fase acuosa se extrae con 20 mL

de CH2Cl2. La fase orgánica se seca con MgSO4 y se evapora el disolvente a vacío. El

rendimiento en base al peso del crudo de la reacción y su pureza obtenida por CG es del 60% (135 mg, 0.688 mmol). El producto obtenido se recristaliza en AcOEt/hexano para obtener el producto 10 con un rendimiento del 29% (57.7 mg, 0.029 mmol).

Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

1

H-RMN (300 MHz, CDCl3): δ 8.03 (s, 2H; Ar-H), 7.71 (s, 2H; Ar-H), 7.62 (s, 2H;

Ar-H), 7.48 (s, 2H; Ar-H), 7.40 (s, 1H; Ar-H), 2.65 (s, 3H; CH3); 13C-RMN (75 MHz,

CDCl3): δ 197.67, 145.70, 139.80, 135.79, 128.90, 128.85, 128.18, 127.20, 127.15,

26.60; EM (IE): m/z 196 (M+, 52%), 182(15), 153(30), 152(48), 151(14), 76(8); IR(ATR) 𝜈 1678 (CO); Sólido lila; Rf 0.55 (hexano/AcOEt, 9:1); tR 14.03min.

-Método B (Esquema 18).18

En un matraz de fondo redondo de 10 mL, se añade 4- bromoacetofenona (1 mmol), ácido bencenoborónico (1.2 mmol) y K2CO3 (1.5 mmol). La mezcla se disuelve en 3 de

disolvente eutéctico ChCl-glicerol (1:2) y se añade el catalizador 9. La mezcla de reacción se agita a temperatura ambiente durante 48h. A continuación se vierte en 30 mL de CH2Cl2 y se extrae en H2O

(5x20 mL). La fase acuosa se extrae con 20 mL de CH2Cl2 y la fase orgánica se seca con

MgSO4 y se evapora el disolvente a vacío. El rendimiento en base al peso del crudo de

la reacción y su pureza obtenida por CG es del 70% (136.6 mg, 0.697 mmol). Los datos espectroscópicos se muestran a continuación:

EM (IE): m/z 196 (M+, 53%), 182(14), 153(30), 152(53), 151(15), 76(8); Sólido lila; Rf 0.56 (hexano/AcOEt, 9:1); tR 13.96 min.

53

En este trabajo se ha llevado a cabo una búsqueda de procedimientos para la formación de compuestos derivados del 1,2,3-triazol, con el fin de formar los respectivos complejos tipo carbenoa partir de sus correspondientes sales de triazolio. Para ello se utilizaron diferentes rutas sintéticas, obteniendóse los mejores resultados usando la mezcla ascorbato de sodio y CuSO4·5H2O y el complejo de rutenio

Cp*RuCl(PPh3)2, para la formación de los dos regioisómeros posibles, respectivamente

Los complejos metal-carbeno NHC presentan un gran interés a la hora de desarrollar catalizadores eficaces que sean capaces de trabajar en medios de reacción benignos. Por ello una vez formados los diferentes regioisómeros, se ha llevado a cabo la formación del complejo dímero de paladio, a partir de la sal de triazolio 7. Dicho complejo se ha utilizado en la reacción de Suzuki-Miyaura como catalizador, para que se produzca el acoplamiento cruzado entre dos especies orgánicas dando lugar al producto 10. La reacción se ha realizado en dos medios de reacción diferentes, siendo estos medios benignos para el medio ambiente. Es de destacar que se han obtenido mejores resultados al llevarse a cabo la reacción en un medio eutéctico ChCl-glicerol, que al realizarse en H2O. Por falta de tiempo, no se ha podido formar el complejo del regioisómero para

comparar la diferencia de reactividad existente entre ambos complejos.

El hecho de usar un complejo metal-carbeno mesoiónico, un complejo estable, posibilitará la recuperación el catalizador cuando se trabaja con medios eutécticos, aunque en este caso no se ha llevado a cabo el estudio de recuperación por falta de tiempo. De este modo se reduciría la cantidad de productos de desecho que se generan en la reacción y se estarían cumpliendo los principios de la “Química Verde”.

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