El indol es uno de los heterociclos aromáticos presente en mayor número de productos naturales con propiedades farmacológicas. Aunque se han desarrollado diferentes métodos para sintetizar derivados de indoles, la búsqueda de metodologías para obtener nuevos compuestos es todavía un tema de interés en química orgánica. Un método interesante para sintetizar derivados de indol es la reacción de hidroarilación de alquinos.Hemos encontrado que la hidroarilación intramolecular de de alquinos catalizada por nuevos complejos de Au(I) permite la síntesis de derivados de indol con anillos de siete miembros fusionados en una reacción de tipo 7-exo-dig. Cuando esta misma reacción se lleva a cabo con AuCl3, en lugar de anillos de siete se forman anillos de ocho miembros en un proceso poco frecuente de tipo 8-endo-dig. En algunas ocasiones, también hemos observado la formación de alenos o tetraciclos como resultado de una reacción de fragmentación. Basándonos en resultados experimentales, hemos propuesto un mecanismo para la formación de este tipo de sustratos que consiste en la formación de un enlace C-C en la posición tres del indol, seguido de una migración 1,2, en una reacción de tipo Friedel-Craft. Hemos desarrollado la versión intermolecular de la reacción entre indoles y alquinos obteniendo una amplia diversidad de productos en función de la sustitución en el indol y el alquino.En el segundo capítulo de la Tesis esta metodología sintética ha sido aplicada al estudio de la síntesis total de los productos naturales lundurinas A-D, cuya estructura posee una indoloazocina. Mediante la ciclación catalizada por AuCl3 del sustrato adecuado hemos conseguido sintetizar la estructura tetracíclica característica de esta familia de compuestos.Otro tema de mi trabajo de Tesis Doctoral ha sido el estudio de la reacción de éteres de enol con alquinos catalizada por platino y por oro. Cuando uno de los átomos del puente entre el alquino y el éter de enol es un oxígeno se obtienen 3-oxabiciclo[4.1.0]hept-4-enos mediante la ciclopropanación intramolecular de éteres de enol por alquinos catalizada por Pt(II) u Au(I) De acuerdo con el esquema general del mecanismo de la ciclación de 1,6-eninos catalizada por Pt(II), Pd(II) y Au(I), los ciclopropil carbenos metálicos formados en la ciclación de tipo 6-endo-dig pueden evolucionar para dar anillos de siete miembros. Este tipo de reactividad ha sido observada por primera vez en la reacción intramolecular que hemos desarrollado de éteres de enol con alquinos catalizada por complejos de oro y platino electrófilos. En algunos ejemplos de las reacciones catalizadas por Au(I) se han obtenido acetales fruto de un complejo reordenamiento de la molécula que también transcurre a través de un intermedio con un anillo de siete miembros.Finalmente, hemos hecho una nueva propuesta para el mecanismo de la ciclación de alquinil iminas para dar pirroles catalizada por Cu(I), corrigiendo el mecanismo originalmente propuesto por Gevorgyan. De acuerdo con la nueva propuesta, hemos hecho un estudio de la síntesis de pirroles sustituidos en posición tres. / Indole is a structure present in a large number of alkaloids and natural products with important pharmaceutically properties. Although a variety of methods have been developed to sythesize derivatives of this heterocycle and to modify its substitution pattern, new methods that provide indole derivatives are still of high interest in organic chemistry. An interesting way to obtain indole derivatives could be the catalytic hydroarylation of alkynes, although this method has not been widespread developed, until now.We have found that the intramolecular hydroarylation of alkynes using recently developed cationic gold(I) complexes allows the synthesis of seven membered ring indole derivatives by a 7-exo-dig cyclization process. Interestingly, AuCl3 promotes the formation of eight membered rings by an unusual 8-endo-dig cyclization. In some cases, we have also observed the formation of allenes or tetracyclic derivatives with gold(I), as a result of a fragmentation reaction. Based on experimental results, a mechanism has been proposed to explain the formation of these compounds. This mechanism involves a C-C bond formation at C-3 followed by a 1,2-migration in a Friedel-Craft type reaction.We have also developed the intermolecular reaction between indoles and alkynes catalyzed by gold, giving rise to a wide range of different products.In the second chapter of this Thesis the methodology developed for the cyclization of indoles with alkynes has been applied to the study of the total synthesis of the family of natural products lundurines A-D. This products contain an indoloazocine unit and by the cyclization of the appropiate substrate the tetracyclic core of the lundurines has been synthetized.Another topic of my Doctoral Thesis is the study of the reaction of enol ethers with alkynes. A methodology for the synthesis of 3-oxa-biciclo[4.1.0]hept-4-enes catalyzed by Pt(II) and Au(I) has been developed The general mechanism of Pt(II)-, Pd(II)-, and Au(I)-catalyzed reactions between alkynes and alkenes has been demonstrated in the context of 1,6-enyne cyclization. Accordingly cyclopropyl metal carbenes formed in the 6-endo-dig cyclization may evolve to form seven-membered ring intermediates. This has been achieved for the first time by using highly electrophilic platinum(II) and gold(I) complexes. Gold(I) also triggers a remarkable rearrangement of certain enynes leading to complex cyclic systems. This reaction also proceeds via a seven-membered ring intermediate.Finally, the mechanism for the cyclization of alkynyl imines catalyzed by Cu(I) to give pyrroles originally proposed by Gevorgyan has been corrected. Based on this new mechanistic proposal, we have carried out a study for the synthesis of 3-substitud pyrroles.

.En la present tesi doctoral s'han optimizat metodologies per a l'obtenció a escala preparativa d'adductes de Pauson-Khand (una cicloaddició [2+2+1] entre un alquí, un alquè i una molécula de CO) del norbornadiè i acetilens terminals, ja sigui en forma racèmica o enantiopura. Mitjançant una reacció de Pauson-Khand enantioselectiva emprant quantitats estequiomètriques d'un complex quiral de cobalt s'ha obtingut l'adducte del trimetilsililacetilè i el norbornadiè òpticament pur. Per obtenir el mateix adducte en forma racèmica s'han emprat protocols catalítics que simplifiquen la purificació dels productes i presenten una major economia atòmica. En aquestes condicions s'observa la formació del diastereoisòmer endo no desitjat en proporciones apreciables. La formació d'aquest producte és dependent de la pressió de CO emprada i es pot minimitzar dràsticament substituint un lligand CO por trifenilfosfina en el catalitzador de cobalt. De forma preliminar s'han assajat diversos auxiliars quirals en la reacció de Pauson-Khand catalítica y enantioselectiva sense haver arribat fins ara a bons excessos enantiomèrics. L'adducte de Pauson-Khand del norbornadiè i el trimetilsililacetilè (1) òpticament pur s'ha transformat en els desoxifitoprostans dPPJ1-I i II, confirmant així per primer cop la seva estereoquímica absoluta y relativa.S'han estudiat les transformacions sintètiques sobre l'adducte de Pauson-Khand 1 racèmic, centrant-se en reaccions d'addició conjugada i desililació. En primer lloc s'han preparat les corresponents cetones beta-substituïdes amb diversos substituents alifàtics per addició conjugada de dialquilcuprats de liti o bé de reactius de Grignard en presència de quantitats catalítiques de Cu (I). Sobre aquests substrats s'ha desenvolupat una seqüència de metilenació/addició conjugada per introduir substituents en posició á al carbonil. Per addició conjugada de sintons d1 sobre l'adducte 1 s'han preparat 1,4-hidroxicetones i 1,4-oxoaldehids. Per fer-ho s'ha emprat l'anió cianur com a equivalent sintètic d'un aldehid i alternativament l'addició fotosensibilitzada de metanol per a la introducció directa d'un fragment hidroximetil.Amb aquests intermedis sintètics s'ha abordat la síntesi de la prostaglandina A2. Per introduir la cadena omega de la PGA2 ens hem basat en reaccions de Wittig sobre els carboxaldehids mencionats. Alternativament s'ha introduït la cadena omega directament per addició conjugada d'un organometàl·lic funcionalizat sobre 1. Per elaborar la cadena á es va provar en primera instància l'alquilació en alfa al grup carbonil emprant halurs al·lílics com a electròfils. Vistos els baixos rendiments obtinguts per aquesta via es va aplicar la metodologia de metilenació/addició conjugada que va resultar més eficient. Els precursors així obtinguts es van sotmetre a condicions de retro-Diels-Alder per alliberar el fragment d'enona present en la PGA2. Si bé en compostos relacionats i compostos model més senzills la reacció és efectiva, no s'ha aconseguit reproduir-la en el cas de la PGA2. S'ha vist que el principal problema és l'eliminació inesperada del grup hidroxil protegit de l'alcohol al·lílic present en la cadena omega. Petites modificacions de la ruta sintètica ens permetrien en un futur pròxim arribar a la PGA2.Per últim s'ha estudiat una reacció de transposició fotoinduïda dels adductes de Pauson-Khand del norbornadiè sense precedents en la literatura. Aquesta es va observar per primer cop en els assaigs d'addició fotosensibilitzada de metanol a 1. La reacció permet accedir a compostos amb una inusual estructura de triciclo[5.2.1.02,6]-3,8-decadien-10-ona partint d'adductes de Pauson-Khand derivats tant d'alquins terminals com interns i és compatible amb diversos grups funcionals com amines, èsters, alcohols i amides. La reacció te lloc tant en presència com en absència d'un sensibilitzador de triplets així com en presència d'un quencher de triplets, sempre amb velocitats aparents molt semblants tal com s'ha observat en seguir el curs de la reacció per espectroscòpia d'infraroig in situ. El mecanisme de la reacció, que transcorre per mitjà d'un intermedi diradicalari bisal·lílic, s'ha estudiat per mètodes computacionals ab inito. / "Synthetic applications of norbornadiene Pauson-Khand cycloadducts.Towards the synthesis of prostaglandins and phytoprostanes."ABSTRACT IN ENGLISH.The Pauson-Khand reaction is a [2+2+1] cycloaddition between an alkyne, an alkene and carbon monoxide mediated by a (typically) Co (0) complex to give a cyclopentenone. In this thesis we have optimized methodologies for the obtention of the adduct between norbornadiene and trimethylsilylacetylene (1) on a preparative scale both in enantiopure and racemic form. The optically pure compound (+)-1 has been employed in the total synthesis of deoxyphytoprostanes J1-I and J1-II (dPPJ1-I and II).In order to obtain alpha, beta-disubstituted cyclopentenones from 1 a sequence of conjugate addition, desilylation, alpha-alkylation (or somehow related procedure) and retro-Diels-Alder reactions has been applied. First, simple organocopper reagents derived from commercial alkyl lithium and Grignard reagents were used to obtain a diverse set of addition compounds in good yields. Later on a d1 synthon addition to 1 was envisaged in order to obtain valuable intermediates for prostaglandin synthesis. The desired carboxaldehyde was obtained from reduction of a nitrile intermediate obtained from 1,4 addition of cyanide to 1. Alternatively a photoinduced addition of methanol to 1 was employed to obtain the related hydroxymethyl derivative. With the formyl and hydroxymethyl derivatives obtained we started the synthesis of prostaglandin A2 (PGA2). The ù chain was elaborated by Wittig reactions of these compounds or alternatively by conjugated addition of the appropriate functionalized organocopper reagent to 1. For the introduction of the alpha chain an enolate alkylation using allylic halides was used. The low yields thus obtained prompted us to develop an alternative sequence of methylenation and conjugate addition to the obtained exocyclic cyclopentenone which resulted in much better overall yields. The final retro-Diels-Alder step required to liberate the enone fragment resulted incompatible with the allylic moiety in the omega chain, a problem which we plan to overcome in the future.In this thesis we also undisclosed a photochemical rearrangement of norbornadiene cycloadducts such as 1 which yields an unusual structure of tricyclo[5.2.1.02,6]-3,8-decadien-10- one and is tolerant to diverse functional groups. This unprecedented transformation was first encountered as a side reaction in the photoinduced methanol addition to 1, but could be converted in the main reaction in the absence of methanol.