La reacción de Pauson-Khand es una cicloadición promovida por cobalto entre un alqueno y un alquino con inserción de una molécula de monóxido de carbono para dar una ciclopentenona. Esta reacción, descubierta por Pauson y Khand el año 1973, es hoy en día uno de los principales métodos de síntesis para la construcción de compuestos con anillos de cinco eslabones. Como se puede ver en la figura, si la oleofina es disubstituida, se pueden crear dos nuevos centros estereogénicos en la reacción. En los últimos años en nuestro grupo de investigación se han desarrollado métodos eficientes de síntesis asimétrica basados en el uso de auxiliares quirales. También hemos sido capaces de diseñar ligandos quirales para reacciones de Pauson-Khand enantioselectivas.

Entre los ligandos diseñados para esta reacción cabe destacar dos familias; los derivados de productos naturales como el PuPHOS y los de tipo N-fosfino-sulfinamida (PNSO) que derivan de sulfinamidas comerciales. Se trata de ligandos bidentados del tipo P, S. La característica más importante de estos ligandos es la separación muy corta, de sólo un átomo de carbono, que hay entre los átomos de azufre y fósforo. Esta disposición hace que, al coordinarse a un complejo bimetálico, la formación de un complejo del tipo puente, donde el azufre y el fósforo están coordinados a diferentes átomos metálicos, se halla favorecida con respecto a la estructura quelada.

Estos ligandos se han utilizado con éxito en la reacción de Pauson-Khand intramolecular. Por ejemplo, los ligandos de tipo PNSO se coordinan al complejo de dicobaltohexacarbonilo del trimetilsililacetileno con una diastereoselectividad de hasta 12/1. El complejo mayoritario se puede aislar con buen rendimiento por cristalización. La reacción con norbornadieno de este complejo conduce a la correspondiente ciclopentenona con elevada pureza óptica (96-97% ee). Es importante destacar que los dos enantiómeros de los ligandos PNSO son asequibles a escala multigramo. Esto permite acceder también a los dos enantiómeros de las ciclopentenonas finales.

En la actualidad estamos investigando la utilización de estos ligandos y de otros en una versión asimétrica y enantioselectiva de la reacción de PK intermolecular. Con este fin, mediante técnicas de seguimiento de la reacción in situ (FT-IR) se están evaluando las propiedades idóneas que tiene que tener el ligando para esta transformación. El reto para el futuro es conseguir hacer la reacción con cantidades catalíticas tanto de ligando como de metal.