Construcción de enlaces C(sp2)–C(sp3) enantioselectivos mediante catálisis de Ni

ResumenDespués de décadas en las que el paladio dominó el ámbito de las acilaciones cruzadas catalizadas por metales de transición, en años recientes se han presenciado avances emocionantes en el desarrollo de nuevas reacciones de acilación cruzada catalizadas por níquel para formar centros C(sp3). El níquel posee propiedades distintas en comparación con el paladio, tales como una transferencia de electrones única fácil a los electrófilos C(sp3) y una rápida eliminación reductora C–C de NiIII. Estas propiedades, entre otras, hacen que el níquel sea particularmente adecuado para la acilación cruzada reductora (RCC) en la que se acoplan dos electrófilos y se utiliza un reductor exógeno para regenerar el catalizador metálico. Las RCCs catalizadas por Ni utilizan electrófilos fácilmente disponibles y estables como materiales de partida y exhiben una buena tolerancia a grupos funcionales, lo que las hace atractivas para aplicaciones en la síntesis de moléculas complejas. Basándonos en el trabajo fundamental en RCCs catalizadas por Ni de los grupos de Kumada, Durandetti, Weix y otros, así como en los avances en acilaciones cruzadas redox-neutras enantioselectivas lideradas por Fu y coautores, iniciamos un programa para explorar la viabilidad de desarrollar RCCs enantioselectivas catalizadas por Ni altamente eficientes. Nuestra investigación también ha sido impulsada por un gran interés en desentrañar los factores que contribuyen a la enantioinducción y activación de electrófilos, mientras buscamos nuevas vías para avanzar en nuestra comprensión y desarrollar más estas reacciones. En la primera parte de este Informe, organizamos nuestros métodos reportados en función de la identidad de los electrófilos C(sp3), incluyendo cloruros benzenílicos, ésteres de N-hidroxi-ftalimida (NHP) y ésteres y nitritos α-clorados. Destacamos cómo la selección de ligandos quirales específicos juega un papel fundamental en lograr una alta selectividad cruzada y enantioselectividad. Además, mostramos que la reducción se puede llevar a cabo no solo con reductores heterogéneos, como Mn0, sino también con el reductor orgánico soluble tetrakis(dimetilamino)etileno (TDAE), así como electroquímicamente. El uso de reductores homogéneos, como el TDAE, es adecuado para estudiar el mecanismo de la transformación. Aunque este Informe se centra principalmente en las RCCs, también destacamos nuestro trabajo utilizando sales de trifluoroborato (BF3K) como precursores radicales para sistemas duales enantioselectivos de Ni/fotoredox. Al final de este Informe, resumimos los estudios mecanísticos relevantes de dos reacciones de alquinilación reductora asimétrica estrechamente relacionadas desarrolladas en nuestro laboratorio y proporcionamos un contexto entre nuestro trabajo y estudios mecanísticos relacionados por otros. Discutimos cómo las propiedades de los ligandos influyen en las tasas y mecanismos de activación de electrófilos y cómo entender el modo de generación de radicales C(sp3) puede usarse para optimizar el rendimiento de una RCC. Nuestra investigación se esfuerza por ofrecer información sobre los intrincados mecanismos en juego en las RCCs asimétricas catalizadas por Ni con el objetivo de usar la tasa de activación de electrófilos para mejorar el rango de sustratos de RCCs enantioselectivas. Anticipamos que las ideas que compartimos en este Informe pueden proporcionar orientación para el desarrollo de nuevos métodos en este campo.