Università degli Studi di Salerno. Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali. Corso di Laurea in Chimica. Classe 21 TESI DI LAUREA

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1 Università degli Studi di Salerno Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e aturali Corso di Laurea in Chimica Classe 21 TESI DI LAUREA REAZII DI SSIDAZIE CATALIZZATE DA U CMPLESS DI TI /SALE Relatore Prof.ssa A. Soriente Candidato Enrico appi Matr. 555/ Anno Accademico

2 IDICE 1. ITRDUZIE 1.1 Complessi metallo(salen): sintesi 1.2 Complessi metallo(salen): effetti conformazionali nelle basi di Schiff 1.3 Cis- complessi di Salen come catalizzatori in reazioni asimmetriche Addizione di trimetilsilil cianuro ad aldeidi Solfossidazioni asimmetriche ssidazione di Baeyer-Villiger Reazioni di ciclopropanazione 1.4 Complessi metallici di ligandi binaftile/base di Schiff: sintesi e loro applicazioni nelle trasformazioni organiche. 2. BIETTIVI DI RICERCA 3. RISULTATI E DISCUSSIE 3.1. Reazioni di epossidazione di alcool allilici 3.2. Reazione di ossidazione di solfuri a solfossidi. 4. CCLUSII 5. PARTE SPERIMETALE 5.1. Procedure generali 5.2. Procedura standard di epossidazione del geraniolo catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) condotta a temperatura ambiente con UHP 5.3. Procedura standard di epossidazione del geraniolo catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) con UHP condotta mediante irradiazione alle MW 5.4. Procedura standard di epossidazione del geraniolo catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) condotta a temperatura pag.3 pag.7 pag.9 pag.14 pag.15 pag.17 pag.18 pag.19 pag.19 pag.27 pag.30 pag.30 pag.30 pag.41 pag.42 pag.42 pag.43 pag.43 pag.44 1

3 ambiente con t-butil idroperossido 5.5. Reazione di Acetilazione del geraniolo 5.6. Reazione di Epossidazione del geraniolo acetilato catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) condotta alle MW con t-butil idroperossido 5.7. Procedura standard di solfossidazione del Metil p-tolil solfuro catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) condotta a temperatura ambiente con t-butil idroperossido 5.8. Procedura standard di solfossidazione del Metil p-tolil solfuro condotta a temperatura ambiente con 2 in assenza del complesso binaftile-salen di Ti(IV) 6. CARATTERIZZAZIE 7. BIBLIGRAFIA pag.45 pag.45 pag.47 pag.47 pag.49 pag.51 2

4 1. ITRDUZIE I processi catalitici enantioselettivi di ossidazione di composti organici rivestono un ruolo importante in sintesi organica e numerosi studi sono rivolti ad individuare sistemi catalitici più generali ed efficienti. In generale, le reazioni consistono nel trasferimento di un atomo di ossigeno, che può essere definito dall equazione: M z n L m + T M z+2 n+1 L m M z+2 n+1 L m + S M z n L m + S dove M z = ione metallico; L = ligando; T = ossidante terminale; S = substrato. e sono catalizzate da complessi metallici inclusi alcuni metallo-enzimi che giocano un ruolo importante nei processi biochimici ossidativi. La scoperta di un piccolo numero di ligandi che hanno mostrato elevata efficienza per un'ampia serie di substrati e in un ampio spettro di reazioni 1 ha permesso lo sviluppo di processi catalitici asimmetrici utili sia per applicazioni in scala di laboratorio che industriale; questo gruppo di ligandi speciali include BIAP e BIL, derivati dell acido tartarico, leganti bisossazolinici e pybox, derivati dell alcaloide cinchona e leganti duphos bis(fosfina) 2. Particolare notazione merita il ligando Salen 3 che, in anni recenti, ha ricevuto notevole attenzione ed è stato oggetto di studio di numerosi gruppi di ricerca (Figura 1). 3

5 X X X X (R)-BIAP X = PP (R)-BIL X = H R (+) - DIPT R = C 2 i-pr, X = H, H (R, R)-DIP R = C PP, X = C(CH 3 ) 2 (R, R)-TADDL R = CP H, X = C(CH 3 ) 2 R R R (S, S)-BX X = C (S, S)-PyBX X= 2,6-C 5 H 3 Et H R R Me P P DIIDRCHIIA H H R R DUPHS Bu t H H Bu t Bu t (R, R)-Salen Bu t Figura 1. Ligandi speciali con elevata efficienza per un'ampia serie di substrati e reazioni. Infatti, molti metallo-complessi di questo ligando sono stati con successo impiegati in un ampio campo di reazioni catalitiche asimmetriche di interesse sia per le industrie farmaceutiche che chimiche. Il termine salen (ovvero bis- (salicilaldeide)-etilen diammina) deriva dall abbreviazione dei due composti utilizzati per la sua preparazione (una salicilaldeide condensata con una diammina: Figura 2) e si riferisce ad una particolare classe di basi di Schiff 4 che presenta quattro siti di coordinazione e due siti assiali aperti ai ligandi ancillari. 4

6 R 2 H R 3 H H CH R 2 H Salen! R 2 H Figura 2. Preparazione di basi di Schiff Sebbene il termine salen originariamente sia stato utilizzato solo per descrivere basi di Schiff tetradentate derivate dall etilendiammina, il termine più generale tipo-salen è utilizzato in letteratura per descrivere una classe di ligandi tetradentati bis-base di Schiff [,,, ] (Figura 3). 5

7 R H H H H R H H H H R SALE SALPHE SALE CHIRALE R Figura 3. Differenti ligandi tipo-sale Questi leganti sono considerati ligandi privilegiati 5 perché mostrano: Facilità di preparazione per condensazione tra aldeidi ed ammine; oggi, infatti, un grande varietà di chirali e /o achirali saliciladeidi, diammine chirali sono commercialmente disponibili o facilmente preparabili. Capacità di coordinare i metalli attraverso l azoto imminico e un altro gruppo di solito vicino all aldeide. Capacità di stabilizzare molti metalli in vari stati di ossidazione, controllando la funzionalità catalitica in una larga varietà di trasformazioni catalitiche efficaci. Possibilità di introdurre facilmente centri stereogenici o altri elementi di chiralità (piani, assi) nello schema sintetico. 6

8 1.1 Complessi metallo-(salen): sintesi Il primo ligando salen ed il suo complesso del rame furono scoperti da Combes 6 nel 1889 durante lo studio dell effetto delle diammine sui dichetoni; da allora, un numero sempre più grande di derivati dei salen e di loro complessi metallici sono stati sintetizzati e caratterizzati riconoscendone gradualmente la loro potenziale attività catalitica. In molte applicazioni catalitiche i complessi metallici delle basi di Schiff sono preparati in situ per reazione tra la base di Schiff ed un complesso metallico; questo approccio è semplice ed adatto per applicazioni catalitiche. In generale, è possibile preparare questi complessi attraverso cinque differenti vie sintetiche (Figura 4): 1) Utilizzo di un metallo-alcossido. Vengono solitamente utilizzati alcossidi di titanio o zirconio per la loro facile disponibilità commerciale e la facile maneggiabilità ma la reazione di una base di Schiff con un metallo alcossido è una reazione di equilibrio e l identità delle specie generate è qualche volta difficile da definire. Infatti, possono essere presenti differenti complessi a diverse concentrazioni in funzione della costante di equilibrio anche se l introduzione di un gruppo ingombrato nella base di Schiff può controllare l identità e l omogeneità del complesso spostando l equilibrio verso la formazione di specie singole. Inoltre, essendo i metallo alcossidi sensibili all idrolisi, la presenza di acqua può portare alla formazione di specie -oxo che possono comportare difficoltà nella riproduzione dei risultati di reazioni catalitiche. 2) Utilizzo di metallo-ammidi. M(Me 2 ) 4 con M = Ti, Zr sono validi reagenti per la preparazioni di complessi metallici con basi di Schiff. La reazione avviene attraverso l eliminazione di un protone acido fenolico della base di Schiff e con la contemporanea formazione di HMe 2. 7

9 3) Utilizzo di metallo-alchilici. Molti metallo alchili (ad esempio Al, Ga e In) sono disponibili commercialmente e possono essere utilizzati nella preparazione di complessi con basi di Schiff per reazioni di scambio. 4) Utilizzo di un metallo-acetato. Molti complessi possono essere ottenuti per trattamento della base di Schiff con il corrispondente metalloacetato, di solito per riscaldamento della base di Schiff in presenza di un sale metallico in condizioni di riflusso. Complessi con il rame, il cobalto e il nickel sono peparati utilizzando il corrispondente acetato M(Ac) 2. 5) La procedura sintetica consiste di una sequenza di due reazioni: deprotonazione della base di Schiff e successiva reazione con un alogenuro metallico. 1) Y= H; M(R) n 2) Y= H; M(R 2 ) n R 2 Y R 2 M X n-2 3) Y= H; MR n R= alchile, arile R 2 Y R 2 4) Y= H; M(Ac) n X = R, R 2, R, Ac, Cl, Br 5) Y= a, K; MX n X= Cl, Br Figura 4. Preparazione dei complessi metallici di basi di Schiff. 8

10 1.2 Complessi metallo(salen): effetti conformazionali nelle basi di Schiff Studi recenti hanno rivelato che i complessi metallosalen sono dotati di flessibilità strutturale e per essi esistono diversi stereoisomeri (isomeri configurazionali e conformazionali) a seconda del centro metallico e dei sostituenti sul ligando salen ed inoltre, l attività catalitica di questi complessi è fortemente legata alla loro configurazione. 7 I complessi metallosalen possono adottare tre configurazioni (trans, cis- e cis- ): nell isomero trans due leganti ancillari occupano le posizioni apicali, nell isomero cis- una posizione equatoriale ed una apicale, e nell isomero cis- due posizioni equatoriali (Figura 5). H H MX n X M Y M Y X Y M X trans cis- cis- Figura 5. Tipiche configurazioni di complessi M(salen) I complessi metallosalen adottano la configurazione trans quando i ligandi ancillari sono monodentati. In generale, i ligandi ancillari di un complesso di trans -metallosalen possono essere sostituiti facilmente da un composto nucleofilo (u) che può essere sia un reagente sia un substrato (Figura 6). 9

11 W W:,CRH u: PhI=, RC M Y reazione di trasferimento atomico epossidazione ciclopropanazione ecc. X M Y u -X Sostituzione W u M Y u: aldeide, epossido etero Diels-Alder, apertura dell'epossido Figura 6. Sostituzione di ligandi ancillari di un complesso trans-metallosalen Il u coordinato, in funzione della sua natura, è attivato dallo ione metallico (acido di Lewis) o ulteriormente trasformato in una specie attiva. In questo modo, varie reazioni possono essere catalizzate da complessi trans M(salen) (ossidazioni, aperture di epossidi, etero Diels-Alder, ecc.), e se si utilizza un ligando chirale le reazioni procedono in maniera enantioselettiva. Dovuto alla libertà rotazionale dell unità etilendiamminica, un complesso trans-m(salen) può adottare diverse conformazioni; pochi complessi mostrano conformazioni planari, mentre la maggior parte degli esempi riportati in letteratura mostra conformazioni a gradini e ad ombrello (Figura 7) 10

12 conformazione a gradini A R M L R R M R L B R = H R = Alchile, Arile L = achirale L = chirale complesso metallosalen achirale complesso metallosalen achirale enantiomeri diastereoisomeri conformazione a ombrello M 7 R 8 8' R 7' Figura 7. Conformazione tipica di complessi trans- M(salen) La conformazione del complesso dipende fortemente dalla conformazione dell anello chelato a cinque membri formato tra lo ione metallico e l'unità etilenediamminica. L anello chelato può adottare la conformazione a mezza-sedia, a busta e loro conformeri distorti; gli anelli chelati di complessi trans-m(salen) che adottano la conformazione a gradini generalmente esistono nel conformero a mezza-sedia, e quelli di complessi con conformazione simmetrica ad ombrello esistono nel conformero a busta. 7, 8 La maggior parte di complessi chirali di M(salen) sostituiti alle posizioni C8 e C8 assumono una conformazione a gradini perché, in questo modo, il conformero a mezza-sedia porta entrambi i sostituenti in orientazioni quasi-equatoriali (conformero A, R H, Figura 7). 7 on solo la chiralità ai carboni C8 e C8 ma anche la conformazione del complesso influenza la sua induzione asimmetrica. 11

13 Un complesso di metallosalen achirale a gradini esiste come una miscela all equilibrio di confomeri enantiomerici (A e B) ( Figura 7, R = H). I confomeri enantiomerici diventano diastereomerici, quando il ligando apicale è sostituito con un ligando chirale, e l'equilibrio si sposta da un lato. Così, un complesso metallosalen achirale può servire come catalizzatore asimmetrico in presenza di un legante chirale. Un complesso trans-metallosalen offre siti di coordinazione disponibili per un reagente o un substrato monodentato, ma non è necessariamente un catalizzatore appropriato, quando un reagente o substrato è multidentato. Come riportato in Figura 5, un complesso metallosalen può adottare un altra configurazione oltre la trans, la configurazione cis- in cui i due ligandi ancillari sono cis l'un l'altro. Il complesso cis- può essere un buon catalizzatore per reazioni con un substrato o reagente bidentato. Alcuni complessi metallosalen adottano preferenzialmente configurazione cis- con o senza un legante ancillare bidentato (X-Y) e precisamente complessi della seconda o terza riga dei metalli di transizione come zirconio, afnio 9 e rutenio possono adottare la configurazione cis- senza un legante bidentato e complessi chirali metallosalen che hanno un sostituente al carbonio C7 e C7 adottano configurazione cis- per evitare la repulsione sterica tra il sostituente C7 e C8 (C7 e C8 ). E interessante riportare che anche complessi metallici con ligandi base di Schiff tetradentate derivate da diammine assialmente chirali come il 2,2 - diammino-1,1 -binaftile e il 2,2 -diamino-6,6 -dimetil-1,1 -bifenile possono adottare configurazione cis- (Figura 8). Alcuni complessi del legante derivato dal 2,2 -diamino-6,6 -dimetil-1,1 -bifenile possono adottare un altra conformazione, cis-, ma il loro uso in reazioni asimmetriche è limitato 10b. 12

14 M Y X cis- X X X= PPh 2 BIAP X= H BIL R 2 H H R 2 Figura 8. Struttura di complessi cis- coordinati con un ligando bidentato ed un esempio di ligando base di Schiff tetradentata derivata da diammine assialmente chirali. Il fatto che la prima sfera di coordinazione di questi complessi è chirale è un'altra caratteristica dei complessi cis- utile per la costruzione di un sito di reazione asimmetrico; inoltre, un sito di reazione asimmetrico più sofisticato potrebbe essere costruito combinando la chiralità della prima sfera di coordinazione e dei sostituenti sul legante salen di base. Per esempio, un legante cis- adeguatamente sostituito potrebbe offrire un unico sito di reazione di tipo concavo che dovrebbe essere capace di un riconoscimento chirale (Figura 9). 13

15 X M Y trans M Y X X enantiomeri cis- M Y achirale chirali X M Y M X Y A-B M A B R R M X Y sito concavo Figura 9. Sito di reazione tipo-concavo fornito da un legante cis- adeguatamente sostituito con possibile capacità di riconoscimento chirale E evidente, quindi, che un complesso chirale metallosalen cis- sia un più efficiente catalizzatore che un complesso trans-metallosalen in reazioni enantioselettive. 1.3 Cis- complessi M(Salen) come catalizzatori in reazioni asimmetriche. Come detto in precedenza, un cis- complesso di metallosalen può essere preparato o trasformando un trans-complesso per esposizione ad un ligando bidentato o direttamente utilizzando come ligando una diammina assialmente 14

16 chirale. Ad esempio complessi achirali di Co III (salen), Fe III (salen), e Cr III (salen)x che normalmente adottano una configurazione trans in presenza di un ligando bidentato (come l acetilacetonato (acac) o l ossalato (ox)) sono convertiti nel corrispondente cis- complesso. Di seguito sono riportate alcune reazioni asimmetriche che mettono in evidenza la catalisi di cis- complessi Addizione di trimetilsilil cianuro ad aldeidi Le cianidrine ed i loro derivati trialchilisililici sono degli utili sintoni in sintesi organica. Sono riportate in letteratura molte reazioni catalizzate da metalli di transizione e tra queste è di particolare interesse l utilizzo di un complesso Ti(salen) di tipo 1 studiato da Belokon e coll. 11 per reazioni asimmetriche di sililcianazione (Figura 10). Il complesso 1 è un di- -oxo complesso di titanio molto efficiente che mette in evidenza la possibile e facile interconversione tra gli isomeri cis- e trans del complesso. Il trattamento di 1 con Me 3 SiC forma un trans- -oxo complesso 2 che per spostamento da parte dell aldeide del debole ligando apicale C si converte nel cis- - -oxo di titanio 3. el complesso 3 l aldeide e il cianuro sono spazialmente vicini e reagiscono intramolecolarmente con una enantioselettività superiore al 80% e.e. anche a temperatura ambiente. Questa reazione intramolecolare è resa possibile solo quando un cis- -salen complesso partecipa alla reazione. 15

17 SiMe 3 RCH + Me 3 SiC 1 R C R= Ph 86%e.e.; R= 4-MeC 6 H 4 84% e.e. H H Cl Ti Cl t-bu H H t-bu Et 3 t-bu C Ti Ti C 2 t-bu 1 Me 3 SiC PhCH Ti Ti 3 C Ph H + Ti Ti 1 - C SiMe 3 C Ph Me 3 SiC C Ti Ti Ph C Figura 10. Reazione di trimetilsililcianazione di aldeidi 16

18 Solfossidazioni asimmetriche Le solfossidazioni asimmetriche sono il metodo più conveniente per preparare solfossidi otticamente attivi; molti metodi sono stati messi a punto e tra questi l utilizzo di 2 come ossidante, e complessi metallosalen, come catalizzatori, hanno di recente ricevuto notevole attenzione. 12 Tra questi complessi, un di- -oxo complesso di titanio 4 portante il ligando 5 si è dimostrato essere un catalizzatore molto efficiente per reazioni di solfossidazione utilizzando UHP (addotto urea۰ 2 ) come ossidante (Figura 11) S R 2 4, urea 2 MeH S + R 2 Cl H H Ph Ph H H Ti Cl Et 3 5 Ti Ti MeH 6 Me Ti Me 2 Ti 7 PhSMe PhSMe Figura 11. Reazione di solfossidazione catalizzata da Ti(salen) 17

19 La reazione è condotta in metanolo, il complesso 4 è prima convertito nel corrispondente trans-ti(salen)(me) 2 complesso (6) e, successivamente, per scambio del ligando alcossido ed interazione di 2 (ligando bidentato), si ottiene un cis- -peroxo Ti(salen) (7). In 7 il gruppo peroxo è posizionato nel sito chirale concavo (Figura 9, Figura 11) ssidazione di Baeyer-Villiger La reazione di Baeyer-Villiger converte i composti carbonilici in esteri o lattoni per trattamento con un perossido ( peracido, 2 ). La reazione inizia con l attacco nucleofilo di un composto perossi sul gruppo carbonilico e si ottiene un intermedio detto di Criegee. La successiva migrazione del carbonio ad un ossigeno elettrofilo del gruppo perossi fornisce il prodotto di reazione; l intermedio generato è un ligando bidentato e può formare un chelato con complessi cis- metallosalen 14 (Figura 12). HR R R R H R intermedio di Criegee R + M Y M Y 2 R M Y H R M R * Figura 12. ssidazione di Baeyer-Villiger 18

20 Reazioni di ciclopropanazione Molti complessi M(salen) possono reagire con diazocomposti (in particolare con -diazo chetoni o esteri) per dare i corrispondenti carbene-metallo complessi che subiscono ciclopropanazione. Un complesso di rutenio che adotta la struttura cis- è stato riportato come efficiente catalizzatore per reazioni selettive di transciclopropanazione. 15 (Figura 13) Ph + 2 CHC 2 R Ru(salen) 2CH 3 C Ph trans C 2 Et 95% e.e. (trans: cis = 98:2) Figura 13. Reazioni di ciclopropanazione asimmetriche 1.4 Complessi metallici di ligandi binaftile/base di Schiff : sintesi e loro applicazioni nelle trasformazioni organiche. La progettazione e la sintesi di leganti chirali che possono indurre alta stereoselettività nelle reazioni organiche costituiscono un importante problema nella moderna chimica di coordinazione. E stata rivolta molta attenzione a leganti binaftili C2-simmetrici come BIAP e binaftolo ( Figura 1) 16 e leganti chirali base di Schiff come i salen ( Figura 3) 17. Recentemente, sta aumentando l interesse nell utilizzare una forma ibrido dei leganti binaftili e salen (Figura 14)

21 R 2 H H R 2 Figura 14 Forma ibrido dei leganti binaftili e salen el 1968 Holm e coll. riportarono la preparazione del primo esempio del legante 10 con i sostituenti = s-bu e R 2 = Me 19. Da allora, è stata preparata una larga varietà di leganti binaftile- base di Schiff come quelli in Figura 15. R 2 R 2 R 2 R 2 H H R 2 L1 H H L 2 F F L 3 Cl Cl L 4 Br Br L 5 I I L 6 t-bu t-bu L L 8 H t-bu L 9 H Ph L 10 H Cl L 11 L 12 Me H L 13 Et H L 14 t-bu H L 15 Me H L 16 Et H L 17 SPh H L 18 Cl H L 19 Me Cl L 20 Et Cl L 21 t-bu Cl L 22 s-bu Me L 23 t-bu Me L 24 Ad Me L 25 Cl t-bu L26 S-i-Pr t-bu L 27 SPh t-bu L 28 t-bu Me L 29 Me 2 L 30 Et 2 L 31 i-pr 2 L 32 t-bu 2 L 33 Cl 2 Figura 15. Ligandi binaftile-base di Schiff chirali di tipo 10 20

22 Altri tipi di leganti chirali binaftile- base di Schiff sono riportati in letteratura, come 8 20 e 9 21, una forma parzialmente idrogenata del legante 10 ed il legante (Figura 16). 8 R 3 R 3 R 3 R 3 R 2 L 34 Cl Cl Cl L 35 Br Br Br L 36 Me Me R 3 R3 R 2 9 R 2 X H L 40 Br t-bu H L 41 Br CH2SCH2Ph H L 42 Br Me H R 2 10 R 2 H H R 2 L 47 H H L 48 Cl Cl H2L 49 t-bu t-bu 11 L50 R 2 H H R 2 Figura 16. Altri tipi di leganti chirali binaftile- base di Schiff 21

23 I leganti chirali binaftili base di Schiff di tipo 10 possono essere preparati generalmente dalla reazione di condensazione del 2,2 -diamino-1,1 -binaftile enantiomericamente puro e due o più equivalenti del rispettivo derivato della salicilaldeide, come riportato dai gruppi di Holm 19, Sakiyama, kawa 23, Meunier 18b, Che 18d, Stack 18e, e Rawal 18z (Figura 17); gli altri ligandi sono preparati da reazioni simili come riportato in letteratura. 24 X= CH R2 H R2 H H R2 R1 (>2eq) R1 10 R1 Figura 17 Sintesi dei leganti chirali binaftili base di Schiff di tipo 10 (Figura 16) Il primo complesso metallico con ligando binaftile-base di Schiff 10 fu preparato da Holm e coll. con il nichel come controione metallico 25, da allora molti complessi metallici del ligando III sono stati sintetizzati con diversi metalli (Al III, Cr III, Mn II, Mn III, Fe II, Fe III, Co II, Co III, i II, Cu II, Zn II, Y II, Zr IV, Ru II, Pd II ecc.). La prima reazione organica catalizzata da un complesso metallico di un ligando binaftile-base di Schiff è stata l idrossilazione enantioselettiva dello stirene riportata da ishinaga e coll. nel a in presenza di un complesso di tipo (R)- [Co II (L n )] (n = 1, 12) (Figura 18). 22

24 H + 2 (R)-[Co II (L 1)] H Figura 18. Reazione di idrossilazione dello stirene A partire dal 1994 sono le reazioni aldoliche ad interessare molti gruppi di ricerca e sono Carreira e i coll. a riportare i primi esempi di addizioni aldoliche catalizzate da un complesso di titanio con un ligando ibrido salen-base di Schiff 26 (Figura 19) 23

25 R H + SiMe 3 1. (R)-[Ti IV (L 40 )(DTBSA)] 2. Bu 4 F R' R'= Me, Et R H R' e.e.: 88-97% R H + SiMe 3 1. (R)-[Ti IV (L 40 )(DTBSA)] 2.CF 3 CH R H resa: 79-97% e.e.: 80-94% R H + Me 1. (R)-[Ti IV (L 40 )(Pr i ) 2 ] 2. 2 HCl Me R'= Me, Et R H Me resa: 79-99% e.e.: 66-98% L 40 : H Bu t H Br Figura 19. Reazioni aldoliche catalizzate da un complesso di titanio con un ligando binaftile-base di Schiff La reazione di epossidazione di alcheni catalizzata da complessi metallici di ligandi chirali binaftile- base di Schiff fu per la prima volta riportata dal gruppo di Meunier 27 e Che 28 nel 1996 (Figura 20). 24

26 Cl Cl Me F 17 F 3 C acl (S)-[Mn II (L n )] (29) 12 e.e. :13-15% + PhI Mn(Ac) 3 x +(S)- L n (30) PhI (R)-[MnIII (L n )X] resa: 34-79% e.e. :19-58% (31) resa: 59-91% e.e. :34-76% + t BuH (R)-[Pd II (L n )] (32) resa: 37% (12),51% (16) e.e. :17%(12), 71% (16) + PhI (R)-[CrIII (L n )Cl]-MCM-41 (m) (33) resa: 42-73% e.e. :26-62% 29, 30, 31,32,33 Figura 20. Reazioni di epossidazione 25

27 La reazione effettuata sull 1,2-diidronaftalene con acl catalizzata da un complesso di Mn(II) portava alla formazione dell epossido in un eccesso enantiomerico paragonabile a quello ottenuto con il complesso Mn II (salen) contenente l 1,2-cicloesil analogo del ligando, anche se con una efficienza minore. Successivamente, l impiego di questi complessi in reazioni asimmetriche molto diverse fra loro ha trovato sempre più crescente interesse, come ad es. in ciclopropanazione di alcheni, 20 trimetilsilicianazioni di aldeidi, 18g ossidazioni di Baeyer-Villiger 14a, 18u-v e reazioni di Diels-Alder di 1,2-diidropiridine. 18z 26

28 2. BIETTIVI DI RICERCA Le reazioni di ossidazione rivestono un ruolo importante in sintesi organica e sono numerosi gli studi effettuati rivolti ad individuare sistemi catalitici più generali ed efficienti. Come detto in precedenza molti complessi di diversi ioni metallici con ligandi salen sono stati sintetizzati ed impiegati con successo in una grande varietà di reazioni asimmetriche, in particolare in reazioni di ossidazione. Il mio lavoro di tesi ha come finalità lo studio delle proprietà catalitiche di un nuovo complesso ottaedrico di Ti(IV) 21, sintetizzato dal gruppo di ricerca del Prof. Pellecchia presso l Università degli Studi di Salerno, in reazioni di epossidazioni di alcool allilici e di solfossidazioni di solfuri. Il complesso ottaedrico mostra come ione metallico il Ti(IV) e come ligando una forma ibridizzata di binaftile-salen. Il ligando è stato sintetizzato come riportato in letteratura 34 e, successivamente, la reazione con TiCl 4 porta alla formazione del complesso 21 (Figura 21) come una polvere rossa microcristallina in resa del 76%. L analisi spettroscopica 1 H- e 13 C-MR insieme con quella cristallografica ai raggi-x ha indicato la formazione preferenziale dell isomero C 1 -simmetrico cis- 21 (Figura 21); infatti, l intorno di coordinazione dell atomo di titanio è un ottaedro distorto con due atomi di cloro cis e due atomi di ossigeno cis. Ti Cl Cl t Bu t Bu Ti t Bu Cl Cl t Bu Cl Ti Cl t Bu t Bu cis- -21 cis- -21 trans-21 = Figura 21. Possibili isomeri del complesso Ti/ binaftile-base di Schiff 1. 27

29 E riportato in letteratura che ligandi tetradentati come quello del complesso 21 possono formare complessi ottaedrici chirali al metallo con configurazione o (eccetto nel caso dell isomero trans) 35 : quando si utilizza il ligando racemico, sono possibili quattro isomeri, le due coppie di diasteroisomeri R- / S- e R- / S- ; quando si utilizza un ligando chirale è possibile predeterminare la chiralità al metallo. Per la configurazione cis-, che è quella predominante per il complesso 21, la presenza di un unico pattern di segnali negli spettri MR ha suggerito la formazione selettiva di una delle due possibili coppie enantiomeriche di diasteroisomeri (R- / S- ) implicando una chiralità al metallo indotta dalla chiralità del ligando; conferma di questi risultati la si è avuta utilizzando una diammina chirale ed ottenendo la formazione selettiva di un solo enantiomero del complesso. Il grande potenziale di complessi cis base di Schiff in catalisi asimmetrica è stato recentemente riportato e studiato da Katsuki 8 ma non sono molti gli esempi di un impiego di complessi di sintesi con geometria cis in reazioni organiche; inoltre, la possibilità di utilizzo di complessi chirali al metallo in catalisi enantioselettiva può comportare notevoli vantaggi sul tradizionale approccio di ligando chirale + metallo dal momento che con un appropriata struttura del ligando la chiralità del sistema dovrebbe essere espressa meglio nei 35, 36 siti attivi. Sono stati effettuati di recente degli studi preliminari dal gruppo di ricerca della Prof. Soriente sull utilizzo del complesso 21 come catalizzatore in reazioni di epossidazione di alcool allilici evidenziandone una buona efficienza ed elevata chemo- e regio-selettività. Sulla base di queste informazioni gli obiettivi posti sono: a) Valutare l attività catalitica del complesso 21 in reazioni di ossidazione, in particolare reazioni di epossidazione e solfossidazione, mettendo a punto una procedura sintetica valida e generale ; 28

30 b) valutare l influenza di un complesso che presenta chiralità al centro metallico sull enantioselettività della reazione utilizzando il complesso 21 con il ligando chirale. 29

31 3. RISULTATI E DISCUSSIE 3.1. Reazioni di epossidazione di alcool allilici Molti complessi metallici di ligandi salen sono stati riportati come efficienti catalizzatori in reazioni di epossidazione di olefine terminali o interne variamente funzionalizzate; 37 la loro importanza risiede nel fatto che hanno fornito il primo processo con pratico accesso ad epossidi enantiomericamente arricchiti senza la necessità di precoordinazione del substrato attraverso un gruppo funzionale dirigente (cf. epossidazioni asimmetriche di alcool allilici catalizzate da Titartrato) 38. Un caso a parte sono gli alcool allilici per i quali è riportato che l utilizzo di complessi metallo-salen porta principalmente alla formazione di prodotti di ossidazione della funzionalità alcolica; 39 l unico esempio di esclusiva epossidazione contro ossidazione alcolica è stato riportato da Adam e coll. utilizzando un complesso achirale di Mn III (salen) e iodosil benzene come sorgente di ossigeno. 40 Gli studi preliminari effettuati dal gruppo di ricerca della Prof. Soriente hanno messo in evidenza la possibilità di impiego del complesso di titanio 21 in reazioni di epossidazione di alcool allilici; gli epossialcool sono ottenuti con elevata regio-, chemo- e diasteroselettività per esposizione alla microonde della miscela di reazione in assenza di solvente. L unico inconveniente di tale procedura era rappresentato dall assenza di enantioselettività utilizzando il complesso 21 chirale. Per questo, successivamente, l interesse è stato rivolto alla messa a punto di condizioni di reazione meno drastiche di quelle del riscaldamento per irradiazione alle microonde in assenza di solvente al fine di valutare l efficienza e l enantioselettività del catalizzatore in reazioni enantioselettive. 30

32 ella fase iniziale del mio lavoro di tesi l attenzione si è inizialmente concentrata sulla messa a punto di una procedura alternativa; sono stati effettuati una serie di esperimenti preliminari sul geraniolo 22, scelto come substrato modello per la presenza di due tipi di doppi legami (allilico e non funzionalizzato) sulla stessa molecola onde avere così la possibilità di valutare contemporaneamente sia la reattività che la selettività del complesso 21. In tali reazioni una soluzione del geraniolo in diclorometano (C Cl 2 ) è trattata con t-butil-idroperossido (TBHP) in presenza di quantità catalitiche di 21 e setacci molecolari. I dati sono riportati in Tabella 1. Tabella 1. Reazione di epossidazione del geraniolo 22 catalizzata dal complesso 21 H TBHP, 21 H m.s., C Cl esempio Cat (mol %) t(h)/t ( C) Resa (%) 1 a 1mol% 16h/rt mol% 16h/rt h/rt mol% 2h/rt h/rt 4 6 2mol% 2h/rt mol% 5h/rt 27 a La reazione è condotta in assenza di setacci molecolari Come riportato nell esempio 1, quando la reazione è condotta a temperatura ambiente in C Cl 2 in assenza di setacci molecolari l attività del complesso 21 è minima, infatti trascorse 16 ore si è osservata la formazione del prodotto di ossidazione in solo 28% di resa senza alcuna decomposizione dei reagenti. 31

33 Successivamente, si è pensato di lasciare invariati tutti i parametri di reazione e di effettuare la reazione in presenza di setacci molecolari attivati (esempio 2); sono riportati, infatti, in letteratura esempi di notevole miglioramento di efficienza della reazione introducendo i setacci molecolari. 41 In queste condizioni, l epossialcool 23 è ottenuto in buone rese dopo 16 ore. E importante sottolineare che nelle condizioni di reazione si è riscontrata la formazione soltanto del 3,4-epossido 23 come unico prodotto di ossidazione e non si è avuta formazione di sottoprodotti. Infatti, le miscele di reazione sia cromatograficamente che spettroscopicamente evidenziano esclusivamente la presenza di prodotto di partenza e del prodotto di reazione 23; non si ha alcuna evidenza della formazione del citrale (proveniente dall ossidazione dell ossidrile), né del 6,7-epossi-geraniolo. La preferenza dell ossidazione per il doppio legame allilico potrebbe essere spiegata da un effetto direzionale del gruppo ossidrilico allilico che favorisce il trasferimento di ossigeno al doppio legame allilico vicino piuttosto che a quello non funzionalizzato più lontano. Al fine di valutare la capacità effettiva di catalisi del complesso 21 si è effettuata una reazione nelle condizioni messe a punto nell esempio 2 ma in assenza di catalizzatore. In queste condizioni di reazione come mostra l esempio 3, la reazione non procede in maniera significativa; si ottiene infatti il prodotto 23 in resa del 13% dopo 24 ore. Il tempo di reazione di 16 ore è necessario per ottenere rese soddisfacenti di epossialcool; infatti, la resa di reazione aumenta gradualmente nel tempo come evidenziato dai risultati ottenuti fermando la reazione a tempi diversi (Tabella 1,esempi 4 e 7). Una diminuzione dei tempi di reazione può essere ottenuta utilizzando quantità maggiori di catalizzatore (cf. esempi 4 e 6, Tabella 1). Una volta valutata la possibilità di poter operare a temperatura ambiente sono stati variati alcuni parametri di reazione come la concentrazione totale dei reagenti e il tipo di ossidante al fine di ottimizzarne l efficienza. 32

34 A tale scopo, scelto il geraniolo come substrato rappresentativo, sono stati condotti una serie di esperimenti variando la concentrazione totale del sistema (Tabella 2). La reazione è stata condotta in presenza dell 1% in moli di catalizzatore 21, in presenza di setacci molecolari, utilizzando diclorometano come solvente. Tabella 2. Influenza della concentrazione totale del sistema sull efficienza di reazione. H TBHP,21 H m.s., C Cl esempio C Cl 2 (ml) t (h)/t ( C) Resa (%) 1 0.5ml 2h/rt ml 2h/rt ml 5h/rt ml 5h/rt ml 5h/rt ml 16h/rt ml 16h/rt 67 I dati riportati in Tabella 2 mostrano che la diluizione ha effetto sulla resa di reazione solo per tempi di reazione brevi. Infatti, effettuando la reazione in 3 ml di C Cl 2, seguendo il protocollo messo a punto, si registra un aumento nell efficienza rispetto alla reazione condotta in condizioni più concentrate: sono necessarie 5 ore perché la reazione in 0.5 ml di solvente raggiunga valori comparabili a quelli ottenuti in condizioni di diluizione in sole 2ore (Tabella 2, esempi 1 e 2). Prolungando invece i tempi di reazione l effetto benefico iniziale della diluizione sull efficienza si annulla; infatti, già dopo 5 ore le rese sono paragonabili a concentrazioni diverse (Tabella 2, esempi 3-7). 33

35 Alla luce di questi dati l influenza della concentrazione è risultata praticamente trascurabile. Successivamente, si è pensato di cambiare l ossidante e di valutarne l influenza sull efficienza della reazione; infatti, un gran numero di ossidanti è stato identificato come efficace donor di ossigeno in reazioni catalizzate da metallosalen. I dati riportati in Tabella 3, comunque, indicano chiaramente che il miglior ossidante è il TBHP (t-butilidroperossido). L impiego di un altro alchilidroperossido come il cumilidroperossido (CHP) nelle condizioni di reazione messe a punto, fornisce il composto 23 in resa molto più bassa del TBHP (cf.esempi 1 e 2) negli stessi tempi di reazione; inoltre, quando si utilizza UHP (addotto urea- 2 ) come ossidante è necessario l utilizzo dell irradiazione alle microonde per ottenere una minima conversione nel prodotto di reazione 23 (esempio 6). Tabella 3. Reazioni di epossidazione del geraniolo in presenza di diversi ossidanti H oxd.(1.1equiv.), 21 H 22 m.s., solvente 23 esempio ossidante solvente t (h)/ T ( C) resa (%) 1 TBHP C Cl 2 16h/rt 67 2 CHP C Cl 2 16h/rt 28 3 UHP C Cl 2 16h/rt - 4 UHP Me4h/rt - 5 UHP MeC 24h/rt - 6 UHP - MW(P=315W, t=15+15min) 24 7 PhI(Ac) 2 C Cl 2 24h/rt - 34

36 Alla luce di questi risultati si è quindi scelto di adottare le condizioni sperimentali riportate in Tabella 1 esempio 2 nel proseguimento del lavoro. Tali condizioni di reazione, quindi, sono state adoperate utilizzando non più il catalizzatore racemo ma il suo corrispondente chirale cis- preparato adoperando (R)-Binaftileammina come costituente del salen. I dati sono riportati in Tabella 4. Tabella 4. Epossidazione con complesso chirale Ti-salen cis- -. H TBHP, 21(1mol%) m.s., C Cl * * H esempio ossidante t (h)/ T ( C) C Cl 2 (ml) resa (%) e.e.(%) 1 t-buh 16 h/ rt 3 50% racemo 2 t-buh 16 h/ rt 6 52% racemo 3 t-buh 40h /-20 C 3 24 racemo 4 CHP 16 h/ rt 3 28 racemo La reazione è condotta inizialmente a temperatura ambiente, in presenza dell 1%mol del complesso chirale 21 e di TBHP; trascorse 16 ore la resa della reazione è leggermente inferiore a quella catalizzata dal complesso racemo ed il prodotto ottenuto risulta essere racemo (Tabella 4, esempio1). L eccesso enantiomerico dell epossialcool 23 è stato valutato adottando la seguente procedura: 1) acetilazione dell epossialcool 23; 2) analisi spettroscopica 1 H-MR in CDCl 3 del composto acetilato in presenza del reagente di shift Europio tris[3(eptafluoruropropilidrossimetilene- (+)camforato]. L aggiunta del sale di Europio sposta il segnale del metile sul 35

37 gruppo acetile e intorno a valori di circa 4.75 lo separa formando due picchi ognuno relativo ad un enantiomero. La variazione di alcuni parametri di reazione come la concentrazione (Tabella 4,esempio 2) o la temperatura (Tabella 4, esempio 3), che potrebbero influire sull enantioselettività della reazione, non comportano nessun cambiamento ed il risultato è sempre l ottenimento di un prodotto non chirale. L utilizzo come ossidante di CHP (cumene idroperossido) che in alcuni casi è riportato mostrare una enantioselettività migliore rispetto a TBHP, nel nostro caso invece ha comportato solo una diminuzione dell efficienza della reazione (Tabella 4, esempio 4) Reazione di ossidazione di solfuri a solfossidi. I solfossidi organici sono degli utili intermedi per la sintesi di un gran numero di molecole interessanti sia dal punto di vista chimico che biologico. Essi spesso giocano un ruolo importante come agenti terapeutici così come anti-ulcera, 42 antibatterici, antimicotici, anti-aterosclerotici, 43 antiipertensivi, 44 agenti cardiotonici 45 così come psicotonici 46 e vasodilatatori. 47 L ossidazione dei solfuri è il metodo più comune per la sintesi dei solfossidi; ci sono un gran numero di reagenti disponibili per l ossidazione dei solfuri, ma molti di loro richiedono un controllo attento delle condizioni di reazione come temperatura e quantità di ossidante per evitare l ulteriore ossidazione a solfoni. In molti casi i reagenti o i catalizzatori utilizzati per reazioni di epossidazione sono stati applicati con successo ad ossidazioni di solfuri, e questo è anche il caso delle ossidazioni catalizzate da salen; in particolare Fujita e coll. sono stati i primi a riportare ossidazioni asimmetriche di solfuri con V(salen) e Ti(salen) complessi usando TBHP come ossidante, 48 Jacobsen e coll. hanno anch essi riportato 36

38 solfossidazioni asimmetriche usando una combinazione di Mn(salen) e acqua ossigenata. 49 Queste reazioni comunque mostrano una bassa enantioselettività spiegata attraverso un non sufficiente controllo della conformazione del gruppo alchilperosso e idroperosso delle specie attive intermedie; infatti, i ligandi salen di questi complessi adottano una geometria quadrato planare e i gruppi idroperosso o alchilperosso alle posizioni apicali costituirebbero un ligando mono-dentato con libertà conformazionale (Figura 22). H M specie idroperosso R M specie alchilperosso M specie perosso (struttura cis- ) Figura 22. Specie planari alchil- e idro-perosso e specie perosso non planare (struttura cis ). In maniera diversa, un M(salen) che adotta una struttura cis- dovrebbe fornire la corrispondente perosso specie in cui la configurazione del gruppo perosso è fissa (Figura 22) come riportato dagli studi effettuati da Katsuki e 37d, 50 coll. Sulla base di queste informazioni, in una prima fase della sperimentazione è stata valutata la possibilità di impiego del complesso cis- 21 come catalizzatore in reazioni di solfossidazione in presenza di TBHP o 2,come ossidanti interessanti per la loro compatibilità ambientale portando alla formazione solo di t- butanolo o acqua come sottoprodotti. L ossidazione del metil p-tolil solfuro 24 è stata scelta come reazione modello. Inizialmente la reazione è stata condotta nelle condizioni messa a punto per la 37

39 reazione di epossidazione: C Cl 2 (3ml) come solvente, quantità catalitiche di complesso 21(1%mol), t-buh (1.1 equiv.) come ossidante, in assenza di setacci molecolari; la loro presenza, infatti, è risultata non influire sull efficienza di reazione come dimostrato da prove effettuate. Dopo 16h la reazione dimostra una bassa selettività portando preferenzialmente alla formazione di un prodotto di ulteriore ossidazione, il solfone 26, e all ottenimento del solfossido 25 in rese minime (Tabella 5, esempio 1); risultati più soddisfacenti si ottengono conducendo la reazione per tempi più brevi (esempio 2). Tabella 5. ssidazione del metil p-tolil solfuro 24 catalizzata dal complesso 21 S oxd.(1.1 equiv) C Cl 2, 21 (1%mol) S + S esempio ossidante t(h)/ T ( C) resa (%) 25 1 t-buh 16h/ rt 16%di 24 14% di 25 67% di 26 2 t-buh 4h/ rt 75% di (50% w/w) 4h /rt 47% di 25 53% di (30%w/w) 4h /rt 26% di (30%w/w) 20h /rt 60% di 25 10% di 26 6 a 2 (30%w/w) 5h /rt - 7 b 2 (30%w/w) 15min /rt 80% di 25 12% di 26 8 b, c 2 (30%w/w) 15min /rt 80% di 25 12% di 26 9 a,b 2 (30%w/w) 15min /rt 39% di 25 a La reazione è condotta in assenza di catalizzatore. b La reazione è condotta in assenza di solvente. c La reazione è condotta in presenza di 0.5%mol di 21 38

40 egli ultimi anni l importanza dell utilizzo di 2 e suoi derivati come agenti ossidanti è cresciuto notevolmente; infatti, al contrario degli altri agenti ossidanti, 2 è il più attraente da un punto di vista ambientale dal momento che l acqua è il suo unico teorico sottoprodotto ed inoltre 2 mostra una buona solubilità in acqua e molti solventi organici. 42e Successivamente, allora, lasciando invariate le condizioni di reazione dell esempio 2 abbiamo variato solo l ossidante, impiego di 2 invece di t-buh, i risultati sono riportati in Tabella 5. L uso di 2 (30%) è preferibile in quanto con 2 (50%) l ossidazione del solfuro è più veloce e si ha una minore selettività con formazione di quantità maggiori di solfone (esempi 3 e 4). Infatti, la reazione condotta con 2 (30%) è più lenta (esempio 4) richiedendo tempi di reazione più lunghi (20h, esempio 5) per raggiungere rese di solfossido paragonabili a quelle con t-buh come ossidante (esempio 2) anche se con una selettività minore (12% solfone). elle condizioni di reazione, in assenza di catalizzatore, dopo 5h non si ha evidenza di formazione di prodotto 25 (esempio 6). E interessante riportare ulteriori esperimenti condotti in assenza di solvente dove si riducono notevolmente i tempi di reazione (15min invece di 5h), aumentano le rese di solfossido (80% invece di 60%) anche se la selettività rimane comunque invariata portando sempre alla formazione di circa 10% di solfone (esempi 7-9). In queste condizioni, in assenza di solvente, è possibile ridurre ulteriormente la quantità di complesso 21 senza influenzare l efficienza di reazione come riportato nell esempio 9. Come dimostrato quindi dai dati riportati il complesso 21 si dimostra un efficiente catalizzatore anche in reazioni di solfossidazione e quindi il passo successivo, sulla base di quanto riportato in letteratura da Katsuki, è stato quello di valutare la sua efficienza in reazioni enantioselettive con l impiego di complessi enantiomericamente puri. Si è quindi scelto di adottare le condizioni sperimentali riportate in Tabella 5 esempio 2,5,7 b nel proseguimento del lavoro. 39

41 Tali condizioni di reazione, quindi, sono state adoperate utilizzando non più il catalizzatore racemo ma il suo chirale cis- preparato adoperando (R)- Binaftileammina come costituente del salen. I dati sono riportati in Tabella 6. Tabella 6. Solfossidazione con complesso chirale Ti-salen cis- -. S oxd.(1.1 equiv) C Cl 2, 21 (1%mol) S * + S esempio ossidante t (h)/ T ( C) resa (%) e.e.(%) 1 t-buh 4h/ rt 60 racemo 2 2 (30%w/w) 20h /rt 45 racemo 3 a 2 (30%w/w) 15min /rt 50 racemo 4 a 2 (30%w/w) 15min /0 C 35 racemo a La reazione è condotta in assenza di solvente. La reazione è condotta inizialmente a temperatura ambiente, in presenza dell 1%mol del complesso chirale 21 e di TBHP; trascorse 4 ore la resa della reazione è leggermente inferiore a quella catalizzata dal complesso racemo ed il prodotto ottenuto risulta essere racemo (Tabella 6, esempio1). La variazione di temperatura (Tabella 6, esempio 4 a ) che potrebbe influire sull enantioselettività della reazione, non comporta nessun cambiamento ed il risultato è sempre l ottenimento di un prodotto non chirale. I risultati ottenuti sono stati del tutto deludenti, il catalizzatore non ha mostrato nessuna enantioselettività portando alla formazione di solfossidi racemici ( gli 40

42 eccessi enantiomerici sono stati valutati mediante HPLC usando una colonna chirale CHIRALPAK B) sia nel caso di t-buh che CCLUSII In base ai dati raccolti è possibile riassumere le seguenti conclusioni: a. il complesso cis- 21 è un efficiente catalizzatore in reazioni di epossidazione e di solfossidazione portando alla formazione dei prodotti di reazione in rese e selettività soddisfacenti; b. dai dati ottenuti per l impiego in reazioni enantioselettive non sembra supportare le ipotesi riportate in letteratura sulla migliore enantioselettività che dovrebbero mostrare complessi cis- di M(salen) in reazioni asimmetriche. 41

43 5. PARTE SPERIMETALE 5.1. Procedure generali Le reazioni in atmosfera inerte (argon o azoto) sono state condotte utilizzando solventi precedentemente distillati. Il diclorometano è stato distillato su Ca. In questi casi la vetreria è stata conservata per tutta la notte in stufa a 120 C o fiammeggiata sotto vuoto ad una pressione di 0.05 torr al momento dell uso. I solventi e i prodotti commerciali sono stati adoperati senza ulteriore purificazione. Le reazioni attivate mediante irradiazione alle MW sono state condotte in recipienti di vetro borosilicato (ACE Pressare Tube 2.54x10.2 cm, Aldrich), utilizzando un forno a microonde domestico (DeLonghi, MW530). Le reazioni sono state monitorate mediante cromatografia su strato sottile (TLC) eseguita su lastre Merck rivestite di gel di silice(0.25mm) e visualizzate usando spray p-anisaldeide o la lampada UV. I prodotti di reazione sono stati purificati mediante cromatografia su gel di silice Merck (silica gel 60 70/230 mesh). Le rese si riferiscono a composti cromatograficamente e spettroscopicamente ( 1 H e 13 C-MR) puri. Gli spettri MR sono stati registrati con uno spettrometro Bruker DRX 400 ( MHz per 1 H e MHz per 13 C) del dipartimento di Chimica dell Università di Salerno. I valori di chemical shifts sono stati riportati in ppm ( le molteplicità in s singoletto, d doppietto, t tripletto, dd doppio doppietto, m multipletto e le costanti di accoppiamento J in Hz; per gli spettri registrati in CDCl 3 è stato usato il segnale del CHCl 3 come standard interno ( 7,26 1 H, C). 42

44 5.2. Procedura standard di epossidazione del geraniolo catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) condotta a temperatura ambiente con UHP In un pallone ad un collo fiammeggiato, in atmosfera di argon, ad una soluzione di geraniolo 22 (1 mmol, l) in diclorometano anidro (0.5 ml) sono stati aggiunti a t.a. UHP (Urea idroperossido, 1.2 mmol, 120 mg) e il complesso metallico binaftile-salen di Ti(IV) 21 (0.01 mmol, 1% in mmol, 7.2 mg). La soluzione assume una colorazione giallo chiaro e presenta un composto insolubile in sospensione che risulta essere l UHP. L andamento della reazione è stato controllato mediante TLC usando come eluente etere di petrolio/etere etilico = 7/3 e come rivelatore p-anisaldeide. Dopo il tempo di reazione appropriato la miscela è filtrata direttamente su tappo di gel silice, eluendo con etere di petrolio/etere etilico = 7/3 per allontanare il catalizzatore. Il solvente è allontanato mediante evaporazione sotto pressione ridotta ed il residuo è purificato mediante separazione cromatografica impiegando come eluente etere di petrolio, etere etilico Procedura standard di epossidazione del geraniolo catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) con UHP condotta mediante irradiazione alle MW In un tubo ACE si aggiunge una soluzione di complesso metallico 21 e cloroformio anidro e si allontana quest ultimo insufflando azoto. Si effettua tale operazione per avere una minima perdita del complesso nel trasferimento dalla vial al tubo ACE. 43

45 Si aggiunge successivamente il geraniolo 22 (1 mmol, l) e l UHP (Urea idroperoxid 1.2 mmol, FW g/mol, 120 mg), si chiude il tubo con un tappo di teflon e si effettuano due cicli da 15 minuti alle MW (P=315W). Terminata l irradiazione, si lascia raffreddare la miscela a temperatura ambiente e si effettua il controllo dell andamento di reazione mediante analisi cromatografia su strato sottile (TLC, eluenti: etere di petrolio/etere etilico=7/3) su lastre di gel di silice visualizzate con spray p-anisaldeide. La miscela è filtrata direttamente su tappo di gel silice, eluendo con etere di petrolio/etere etilico = 7/3 per ottenere solo la miscela geraniolo-epossido del geraniolo (22-23). Il solvente è allontanato mediante evaporazione sotto pressione ridotta ed il residuo è purificato mediante separazione cromatografica impiegando come eluente etere di petrolio, etere etilico Procedura standard di epossidazione del geraniolo catalizzata dal complesso binaftile-salen di Ti(IV) condotta a temperatura ambiente con t- butil idroperossido In un pallone ad un collo fiammeggiato, in atmosfera di argon, ad una soluzione di geraniolo 22 (0.5 mmol, 87.5 l) in diclorometano anidro (3 ml) sono stati aggiunti a t.a. t-butil idroperossido (0.5 mmol, 90 l),il complesso metallico binaftile-salen di Ti (IV) 21 (0.005 mmol, 1% in mmol, 3.6 mg) e setacci molecolari (0.5 g ). La soluzione assume una colorazione arancio. L andamento della reazione è stato controllato mediante TLC usando come eluente etere di petrolio/etere etilico = 7/3 e come rivelatore spray p-anisaldeide. Dopo il tempo di reazione appropriato (16 ore) la miscela è filtrata direttamente su tappo di gel silice, eluendo con etere di petrolio/etere etilico = 7/3 per ottenere solo la miscela geraniolo-epossido del geraniolo. Il solvente è allontanato mediante evaporazione sotto pressione ridotta ed il residuo è purificato mediante separazione 44