Triorganoindium reagents in cross-coupling reactions: transition-metal-free reactions with benzopyranyl acetals and tetrahydroisoquinolines and solid-stable organometallics

Abstract

[Abstract] This Thesis presents the development of a new transition-metal-free coupling reaction of triorganoindium reagents with chromene and isochroman acetals under BF3·OEt2 activation. This reaction allows the synthesis of the corresponding 2-substituted 2H-chromenes and 1-substituted isochromans in good yields, in which aryl, heteroaryl, alkynyl, alkenyl, and alkyl groups can be transferred using only 50 mol% of the triorganoindium reagents. As an extension of this methodology, a transition-metal-free coupling reaction of triorganoindium reagents with N-protected tetrahydroisoquinolines (THIQs) under oxidative conditions is presented as well, where different aryl, heteroaryl, alkynyl, benzyl, and alkyl groups can be installed at the C-1 position of the THIQs, using only 50 mol% of the triorganoindium reagent. To demonstrate the synthetic utility of this reaction, it was applied to the synthesis of alkaloid Nuciferine. This Thesis also presents the synthesis and isolation of solid, bench-stable triorganoindium reagents by coordination with 4-dimethylaminopyridine (DMAP). Different R3In·DMAP complexes bearing aryl, heteroaryl, alkynyl, and benzyl groups were prepared and then used in palladium-catalyzed cross-coupling reactions, where they reacted efficiently with diverse electrophiles including aryl, alkenyl, allyl, and benzyl bromides.

[Resumen] En esta Tesis se presenta el desarrollo de una nueva reacción de acoplamiento de reactivos triorganoíndicos con acetales de cromeno e isocramano mediante activación con BF3·OEt2 en ausencia de metales de transición. Esta reacción permite la síntesis de los correspondientes 2H-cromenos-2-sustituidos e isocromanos 1-sustituidos en buenos rendimientos, en donde grupos arilo, heteroarilo, alquinilo, alquenilo y alquilo se transfieren empleando solamente un 50 mol% de los reactivos triorganoíndicos. Como extensión de esta metodología, se presenta también la reacción de acoplamiento de reactivos triorganoíndicos con tetrahidroisoquinolinas (THIQs) N-protegidas en condiciones oxidantes y ausencia de metales de transición, en donde grupos arilo, heteroarilo, alquinilo, bencilo, y alquilo se acoplan en la posición C-1 de las THIQs, empleando solamente un 50 mol% del reactivo triorganoíndico. Para demostrar su utilidad sintética, esta nueva reacción se emplea en la síntesis del alcaloide Nuciferina. En esta Tesis también se presenta la síntesis y aislamiento de reactivos triorganoíndicos sólidos y estables mediante coordinación con 4-dimetilaminopiridina (DMAP). Distintos R3In·DMAP con grupos arilo, heteroarilo, alquinilo y bencilo se preparan y son empleados en reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio, donde reaccionan de forma eficiente con distintos electrófilos incluyendo bromuros de arilo, alquenilo, alilo y bencilo.

[Resumo] Nesta Tese presentamos o desenvolvemento dunha nova reacción de acoplamento de reactivos triorganoínicos con acetais de cromeno e isocromano pola activación con BF3·OEt2 en ausencia de metais de transición. Esta reacción permite a síntese dos correspondentes 2H-cromenos-2-sustituidos e isocromanos 1-sustituidos en bos rendementos, onde grupos arilo, heteroarilo, alquinilo, alquenilo y alquilo transfírense utilizando só un 50 mol% dos reactivos triorganoíndicos. Como extensión desta metodoloxía, presentamos tamén la reacción de reactivos triorganoíndicos con tetrahidroisoquinolinas N-protegidas, en condicións de oxidación e ausencia de metais de transición en que grupos arilo, heteroarilo, alquinilo, bencilo y alquilo pódense acoplar na posición C-1 das THIQs, utilizando só un 50 mol% dos reactivos triorganoíndicos. Para demostrar a súa utilidade sintética, a reacción emprégase na síntese do alcaloide Nuciferina. Nesta Tese son sintetizados e illados reactivos triorganíndicos sólidos por coordinación con 4-dimetilaminopiridina (DMAP). Varios triorganoíndicos sólidos con grupos arilo, heteroarilo, alquinilo y bencilo prepáranse y son utilizados en reaccións de acoplamento cruzado catalizadas por paladio, reaccionando eficientemente con diferentes electrófilos incluíndo bromuros de arilo, alquenilo, alilo e bencilo.