Activando la catálisis del paladio por la luz: enseñando a un viejo metal de transición nuevos trucos

Los químicos desarrollan un método para producir π-complejos de aluminio por medio de la química radical

26.03.2020 - Alemania

En la producción de compuestos, los químicos tienen el objetivo fundamental de encontrar las estrategias más selectivas y evitar los productos de desecho. Los avances en esta área sirven, entre otras cosas, para impulsar la innovación industrial y el desarrollo de medicamentos. En este contexto, las reacciones de sustitución de los alílios utilizando catalizadores hechos de los llamados metales de transición ya han dado lugar a importantes avances en la ciencia. Los catalizadores hacen que en una molécula un grupo funcional sea sustituido por otro grupo en posición alíliica, es decir, en proximidad directa a un doble enlace carbono-carbono.

En particular, la llamada funcionalización alílica mediante un catalizador basado en el metal de transición paladio se ha convertido en una estrategia bien establecida para construir enlaces carbono-carbono o carbono-heteroátomo, y su utilidad ha quedado demostrada en la síntesis de productos naturales, el descubrimiento de fármacos y la ciencia de los materiales. No obstante, en la práctica sigue habiendo problemas considerables, especialmente en lo que respecta a la sostenibilidad de las sustancias y a su capacidad de sufrir reacciones químicas.

Ahora un equipo de investigadores dirigido por el profesor Frank Glorius de la Universidad de Münster ha desarrollado un nuevo enfoque de la funcionalización de los alilos y ha generado π-complejos de alfaliladio utilizando la química radical.

Anteriormente se habían desarrollado varios métodos para generar π-complejos de alilfaladio mediante mecanismos iónicos; sin embargo, estos métodos suelen requerir materiales de partida prefuncionalizados u oxidantes estequiométricos, lo que naturalmente limita su alcance. "Esta es la primera vez que se logran los complejos de π-aliladio mediante una estrategia radical. Esperamos que esta estrategia radical sea adoptada rápidamente por la comunidad de los sintéticos y se utilice como método complementario para permitir otras reacciones conexas", afirma el Profesor Frank Glorius.

Así es como funciona el nuevo método: Un catalizador de paladio disponible en el mercado se fotoexcita con luz visible, fusionando ésteres de N-hidroxiftalimida derivados de ácidos carboxílicos alifáticos baratos y abundantes y de butadieno como materia prima, lo que permite generar π-complejos de paladio. Esto conduce a la llamada 1,4-aminoalquilación de los dienos, que los científicos pudieron mostrar a través de más de 60 ejemplos. Además, pudieron demostrar la utilidad de esta estrategia en las reacciones radicales en cascada y en la modificación de drogas y productos naturales.

"Esta es una innovación en la química del paladio, le enseñamos a este viejo catalizador de metal de transición nuevos trucos. Además, se emplearon los ésteres de N-hidroxiftalimida fácilmente disponibles como reactivos bifuncionales, matando dos pájaros de un tiro", dice el Dr. Huan-Ming Huang, primer autor del estudio.

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