Un estudio téorico relativo a los resultados experimentales de reacciones de Diels-Alder polares

Abstract

La reacción de Diels-Alder como bloque constructor de anillos carbociclos y heterocíclicos, en una sola etapa, es una de las reacciones más utilizadas en los diagramas de síntesis. A su vez, el uso de compuestos aromáticos como dienófilos ha abierto un amplio campo que conlleva a la construcción de estructuras compatibles con los esqueletos de productos de variada utilidad. Se describe un análisis teórico basado en la teoría del Funcional de la Densidad (DFT) tendiente a la comparación y verificación de las conductas reactivas en una serie de compuestos aromáticos carbocíclicos y heterocíclicos, adecuadamente sustituidos, al participar como dienófilos reacciónes de Diels-Alder polares, junto a dienos de nucleofília variable. Se calcularon las propiedades globales: potencial químico, dureza química , electrofilia global, nucleofília global , y las propiedades locales: electrofília local y nucleofília local , para los pentaheterocíclicos aromaticos, los benzofusionados aromáticos, una serie de compuestos naftalenicos y azanaftalenicos, monosustituidos por grupos atraedores de electrones y para un set de dienos de variada nucleofilia. Estas propiedades han sido utilizadas con el propósito de justificar los datos experimentales, por ejemplo rendimiento, regioquímica y regioselectividad y además predecir el comportamiento de potenciales sustratos a fin de encontrar los mejores pares de dienófilos/dienos. Además se evaluo el índice local de reactividad diferenciada . Por otra parte se realizo un estudio mecanístico; se estudio el efecto de los líquidos iónicos próticos (LIP) como solventes en estos procesos y la acción que ejercen los catalizadores ácidos tipo ácidos de Lewis

The characteristics of the Diels-Alder reaction as a carbocycle and heterocycle block constructor in one step, transform it in one of the most useful reactions in organic synthesis. At the same time, the use of aromatic compounds as dienophiles opens a wide field that involves the construction of different structures compatibles with useful natural products frameworks. Hence, the distinct interest that the study of this reaction presents in both ways theoretical and experimental. The present Thesis work describes a theoretical analysis based on the Density Functional Theory (DFT), which is prone to the comparison and verification of the reactive behave, opportunely described for a series of carbocycle and heterocycle aromatic compounds properly substituted participating as dienophiles in polar cycloadittion processes (Diels-Alder reaction) together with dienes of different nucleophilicity values. Global properties and local properties were calculated for the aromatic pentaheterocycles, the aromatic benzofused rings a series of naphthalene and azanaphthalene compounds, monosubstituted and, complementary, for the employed dienes. These properties have been used with the purpose of justify the experimental results and also to predict de behave of potential substrates. With the aim of evaluate the performance of the local reactivity index which is used as a efficient descriptor of the local electrophilicity/nucleophilicity in a molecule. On the other hand a mechanistic study related to the polar Diels-Alder reaction was performed. was also considered the presence of protic ionic liquids (PILs) as solvents and acid catalyst.