Theoretical and experimental understanding of the pull-push effect of B on the synthesis of organo-boranes, -sulfides and -selenides

Resumen

En aquesta tesis s'ha avaluat la reactivitat de reactius que contenen B-B, B-Se i B-S en front a espècies insaturades com vinil epòxids i alquens i alquins carbonilics. S'ha observat que els compostos amb B-B necessiten una activació a través d'alcòxids entre d'altres per a atacar a electròfils mentres que les espècies amb B-Se i B-S estàn activades per si mateixes i en la sola presència de substrats són capaces d'introduïr un nucleòfil de sofre o seleni. Gràcies a aquests reactius, s'ha acosenguit facilitar la síntesis d'organoborats, organotiols i organoselenols, que fins al moment s'obtenien per vies amb catalitzadors metàl·lics majoritàriament. Ademés, s'han realutzat càlculs basats en la DFT que han permès conèixer o aproximar-se a possibles mecanismes i han facilitat la justificació de les tendències observades en la reactivitat. En esta tesis se ha evaluado la reactividad de reactivos que contienen B-B, B-Se y B-S en frente a especies insaturadas como vinil epóxidos y alquenos y alquinos carbonílicos. Se ha observado que los compuestos con B-B necesitan una activación a través de alcóxidos entre otros para atacar a electrófilos mientras que las especies que contienen B-S y B-Se están suficientemente activadas y en la simple presencia de substratos son capaces de introducir un nucleófilo de azufre o selenio. Gracias a estos reactivos, se ha conseguido facilitar la síntesis de organoborados, organotioles y organoselenoles que hasta el momento se obtenian por vias catalizadas por metales de transición mayoritáriamente. Además, se han realizado cálculos basados en la DFT que han permitido conocer o aproximarse más a posibles mecanismos de reacción y han facilitado la justificación de las tendencias experimentales observadas. In this doctoral thesis the reactivity of B-B, B-Se and B-S containing species has been evaluated when reacting to unsaturated species such as vinyl epoxides and carbonylic alkenes and alkynes. It has been observed that the B-B containing reagents require an activation by alkoxydes or others, whilst the B-Se and B-S species are able to react by themselves with substrates without the need of additives to introduce a S or Se moiety. Thanks to these reagents, the metal-free synthesis of organoboranes, organosulfides and organoselenides has been achieved, being thus an outstanding advance in respect to the previously reported metal catalyzed synthesis. Moreover, DFT studies have helped to understand and propose plausible mechanisms for the reactions, being also very useful in the justification and comprehension of the experimentally observed trends on reactivity.