Las nanopartículas de metales de transición han surgido en los últimos años como una nueva familia de catalizadores capaces de promover eficientemente una gran variedad de reacciones de interés en síntesis orgánica1 debido a las características que poseen, en muchos casos los requisitos que hoy en día demanda la llamada Catálisis Verde,2 y especialmente una elevada relación superficie/volumen.3 La síntesis de nanopartículas por reducción de sales metálicas con metales alcalinos activados ha sido ampliamente desarrollada en esta última década en el Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Alicante.4 Estas nanopartículas de diferentes metales se han utilizado en diferentes reacciones de interés en química orgánica tanto en suspensión,4d,5 como soportadas sobre soportes inorgánicos.6 Por lo expuesto anteriormente, en la presente tesis se propuso como objetivo la preparación y caracterización de nanopartículas de cobre soportadas sobre diferentes materiales inorgánicos, y su aplicación como catalizadores en distintas reacciones multicomponente. En primer lugar se abordó la síntesis multicomponente de aminas propargílicas a partir de aldehídos, aminas y alquinos terminales. Se prepararon nanopartículas de cobre sobre diferentes soportes inorgánicos, a partir de litio metálico y un areno (como agente de transferencia electrónica), y se probaron en una reacción modelo, con el fin de optimizar las condiciones de reacción y de reutilizar el catalizador. Las condiciones de reacción optimizadas se utilizaron para la generación de una amplia variedad de aminas propargílicas partiendo de distintos sustratos. Se llevaron a cabo estudios mecanísticos, utilizando para ello diversos tipos de test y reacciones de marcaje isotópico. También se estudió la reacción con cetonas en lugar de con aldehídos. Después se estudió la síntesis multicomponente de indolizinas a partir de derivados de piridin-2-carbaldehído, aminas y alquinos terminales. En este caso se siguió una metodología similar a la anterior, se optimizó el catalizador y las condiciones de reacción tratando de conseguir un proceso lo más eficiente posible. Variando el derivado de piridin-2-carbaldehído, amina y alquino, se prepararon una serie de indolizinas con diferentes sustituyentes. Igualmente, se estudió la reactividad de las indolizinas preparadas en este trabajo. Se comenzó por la transformación de indolizinas en indolizidinas a través de métodos de reducción, incluyendo la hidrogenación catalítica homogénea y heterogénea, y la transferencia de hidrógeno. Se obtuvieron diferentes indolizidinas con excesos diastereoméricos a partir de la hidrogenación catalítica en ácido acético de las indolizinas y utilizando PtO2 como catalizador. También se estudió la reactividad de la indolizina en distintos medios ácidos y básicos, obteniendo en esta parte un procedimiento muy novedoso de transformación de indolizinas 1,3-disustituidas en indolizinas 1,3,7-trisustituidas de mayor complejidad estructural que, por su elevada conjugación, absorben radiación en el espectro visible. Por último se llevó a cabo la síntesis de chalconas a partir de alquinos terminales y aldehídos utilizando como catalizador nanopartículas de cobre soportadas. Al igual que en las síntesis anteriores se optimizaron las condiciones de reacción y se obtuvieron diferentes chalconas, heterocíclicas y no heterocíclicas, con modestos rendimientos y estereoquímica E. Se llevaron a cabo diferentes experimentos para estudiar el mecanismo de reacción. Los catalizadores basados en nanopartículas de cobre soportadas sobre diferentes soportes fueron efectivos para la síntesis de diferentes aminas propargílicas, indolizinas y chalconas, en diferentes condiciones de reacción. Además, se obtuvieron indolizidinas e indolizinas trisustituídas a partir de algunas indolizinas obtenidas en este estudio.

Nos últimos anos, houve um aumento considerável dos estudos envolvendo o núcleo indolizínico, um entre os milhares de heterociclos existentes, sendo 2012 o ano de maior destaque, com 102 publicações. Esse crescente interesse é atribuído principalmente à busca por novos substratos funcionalizados que apresentem características medicinais e biológicas. Todavia, as indolizinas ainda são pouco exploradas se comparadas a outros núcleos heterocíclicos, principalmente no que diz respeito a sua funcionalização por emprego de reagentes organometálicos. Desta forma, o objeto deste trabalho foi o estudo da reatividade de diversas indolizinas perante diferentes organometálicos, por meio de reações de metalação dirigida, troca iodo-magnésio e acoplamento cruzado de Negishi com o intuito de construir indolizinas polifuncionalizadas. Assim sendo, inicialmente foi estudada a reatividade de bases organometálicas diante de algumas indolizinas e as reações de seus intermediários organometálicos com uma variedade de eletrófilos. Para tanto, as indolizinas foram divididas por posicionamento das funcionalizações, ou seja, indolizinas funcionalizadas na posição 1 do anel (-CO2Et, -CO2tBu e CN), indolizinas funcionalizadas na posição 2 do anel (-CO2Et, CN) e indolizinas funcionalizadas nas posições 1 e 3 do anel. Na sequência, foram estudadas as reações de troca iodo-magnésio diante das indolizinas funcionalizadas nas posições 1 e 3 e, por último, as reações de metalação dirigida com os substratos 2-arilindolizínicos seguidas por reações de acoplamento cruzado de Negishi. As moléculas sintetizadas nesta última etapa, por terem apresentado fortes propriedades fluorescentes, foram submetidas a um estudo minucioso sobre essas características. Essas estratégias sintéticas desenvolvidas no presente trabalho foram altamente eficientes, permitindo o preparo de uma série de compostos com grande diversidade estrutural, sendo sintetizadas 64 indolizinas polifuncionalizadas inéditas e 11 indolizinas polifuncionalizadas já descritas na literatura por meio de outras metodologias, com rendimentos variando de 15% a 87%. / In recent years, there has been a considerable increase in studies involving the indolizinic core, one of thousands of existing heterocycles, with 2012 being the most outstanding year, with 102 publications. This growing interest is mainly attributed to the search for new functionalized substrates that have medicinal and biological characteristics. However, indolizines are unexplored when compared to other heterocycles, particularly regarding their functionalization with the use of organometallic reagents. Thus, the object of this work was the reactivity study of several indolizines with different organometallics by means of directed metalation reactions, iodine-magnesium exchange and Negishi cross-coupling, in order to build functionalized poly-indolizines. Therefore, initially, it was investigated the reactivity of organometallic bases upon some indolizines and the reactions of their organometallic intermediates with a variety of electrophiles. To achieve this, indolizines were divided according to their function position, i.e. indolizines functionalized at position 1 of the ring (-CO2Et, CN and -CO2tBu), indolizines functionalized at position 2 of the ring (-CO2Et, CN) and functionalized at positions 1 and 3 of the ring. Furthermore, the iodine-magnesium exchange reactions of indolizines functionalized at positions 1 and 3 were studied and, finally, directed metalation reactions with 2-aryl indolizinic substrates followed by Negishi cross-coupling reactions were performed. The ultimate products of such reactions showed strong fluorescent properties and, for this reason, were subject of detailed studies on these characteristics. The synthetic strategies developed in this research were highly efficient, enabling the preparation of a large number of compounds with structural diversity, having been synthesized 64 novel poly-functionalized indolizines and 11 known poly-functionalized indolizines, with yields ranging from 15% to 87%.