Fañanás-Mastral

CATÁLISIS SOSTENIBLE Y SÍNTESIS ASIMÉTRICA

El objetivo de nuestra investigación es el descubrimiento y estudio de nuevas reacciones catalizadas por complejos metálicos con el que permitan llevar a cabo la transformación selectiva de materiales abundantes y accesibles de forma sostenible y con alta eficiencia atómica. En este contexto, la funcionalización selectiva de hidrocarburos y el desarrollo de reacciones catalíticas enantioselectivas y su aplicación en la síntesis de compuestos bioactivos juegan un papel muy importante.

Actualmente trabajamos en las siguientes líneas de investigación:

1. Funcionalización de metano (ERC CoG “BECAME”) ​

El metano es una de las materias primas más abundantes en nuestro planeta. Esta abundancia natural hace que su uso como materia prima química sea muy atractivo. Sin embargo, su baja reactividad en términos de energía de disociación de enlaces, potencial de ionización y pKa ha hecho que el uso de metano sea extremadamente difícil para fines más allá de la combustión aeróbica y la producción de gas de síntesis. Por lo tanto, la activación y funcionalización del alcano más simple representa un gran desafío.

El uso directo de alcanos en transformaciones orgánicas podría conducir a procesos limpios y altamente eficientes en el uso de átomos, ya que la formación de desechos inorgánicos, generalmente generados cuando se usan reactivos organometálicos, se eliminaría en estos casos. En este proyecto trabajamos en el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en catalizadores metálicos que permitan la conversión de metano en moléculas orgánicas más complejas, buscando de esta manera vías sintéticas más limpias y sostenibles para la producción de productos químicos de alto valor añadido.

El proyecto “BECAME – Bimetallic Catalysis for Diverse Methane Functionalization” ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación (CEI) en el marco del Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea (Acuerdo de subvención n.º  863914)

2. Carboboración Catalítica De Hidrocarburos Insaturados

Las estrategias tradicionales para el acoplamiento cruzado de nucleófilos Csp² típicamente involucran la pre-generación, y a menudo el aislamiento, de una cantidad estequiométrica del reactivo organometálico. Para sortear este problema, imaginamos un enfoque diferente que involucra el uso de alquinos como pro-nucleófilos por generación catalítica de especies organometálicas Csp² mediante la adición de un complejo LnCu-Bpin al hidrocarburo insaturado seguido de un acoplamiento cruzado. Mediante la utilización de esta estrategia, se han desarrollado transformaciones altamente quimio, regio- y enantioselectivas en las que ambas posiciones del alquino son funcionalizadas, a la vez que se incorpora un ester borónico (Bpin) que permite una posterior funcionalización de la molécula.

Enfoque 1: Catálisis de cobre

Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 9945
Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 18230

Enfoque 2: Catálisis bimetálica cooperativa

ACS Catal. 2017, 7, 5340
ChemCatChem 2018, 10, 4817

3. Química de yodo hipervalente

Los complejos de cobre(I) se oxidan fácilmente con sales de diariliodonio para formar especies de aril-cobre(III). Hemos explotado esta reactividad única para desarrollar nuevas reacciones de arilación basadas en la formación catalítica de especies electrófilas de cobre(III). Nuestro trabajo en este campo se centra en el diseño de reacciones de arilación selectiva de fosfonatos orientadas hacia la síntesis de compuestos de fósforo biológicamente relevantes.

J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9894
ACS Catal. 2017, 7, 6104