Reducción de alquenos: hidrogenación catalítica asimétrica

La hidrogenación catalítica de un alqueno es la reducción del enlace C = C utilizando hidrógeno molecular para dar un alcano en presencia de un catalizador de metal de transición.

El catalizador utilizado para la hidrogenación puede ser heterogéneo, es decir, metal finamente dividido sobre carbón vegetal, u homogéneo, como el catalizador de Wilkinson, dando un producto de adición sin.

Dado que la reacción da como resultado un nuevo centro quiral en el producto, se anticipa un par de productos enantioméricos.

Ahora surge la pregunta: ¿es posible producir un solo producto enantiomérico en lugar de un par de enantiómeros?

Para un alqueno de este tipo, se puede lograr un exceso enantiomérico de uno de los productos a través de la hidrogenación, utilizando un catalizador quiral homogéneo.

A esto se le llama hidrogenación asimétrica. En esta reacción, el catalizador quiral reduce significativamente la energía de activación para la formación de un enantiómero sobre el otro.

Los catalizadores generalmente utilizados son complejos de rutenio y rodio coordinados con un ligando de fosfina quiral como "BINAP".

Aunque el ligando en sí no tiene centros quirales, su quiralidad surge de la rotación restringida de los dos anillos alrededor del enlace simple.

La difosfina quelante proporciona un catalizador quiral con el metal anclado a los dos átomos de fósforo en una atmósfera quiral.

El catalizador tiene varias aplicaciones industriales; por ejemplo, cataliza la síntesis asimétrica del antiinflamatorio (S)-naproxeno con más del 98% de ee.

Otra aplicación es hacia la hidrogenación asimétrica del geraniol, un producto natural aislado del aceite de rosas.

Curiosamente, aunque el geraniol contiene dos enlaces dobles, el que está más cerca del grupo –OH se reduce.

Por lo tanto, para los sustratos que se someten a hidrogenación asimétrica, un grupo funcional vecino cercano a un doble enlace es esencial para coordinarse con el catalizador metálico.