Los catalizadores de paladio pueden hacer su

Acoplamiento directo de los halogenuros arilo y los compuestos de alquilo por catálisis de paladio

14.10.2020 - Alemania

Los catalizadores de paladio ayudan a sintetizar productos químicos clave para muchas industrias. Sin embargo, la reacción directa de dos reactivos básicos, los aril-halogenuros y los compuestos de alquilo, sigue siendo un desafío. Ahora, un equipo de científicos ha descubierto que un catalizador que contiene ligandos de tipo YPhos puede mediar esta reacción incluso a temperatura ambiente. Este descubrimiento puede contribuir al desarrollo de procesos más sostenibles en la industria química, escriben los autores en la revista Angewandte Chemie.

Los procesos químicos catalizados con paladio son muy útiles. Los catalizadores de paladio ayudan a acoplar compuestos simples que contienen carbono para formar estructuras químicas más complicadas. Sin embargo, aún no han logrado acoplar dos reactivos comunes en la síntesis química, los halogenuros de arilo y los compuestos de alquilo. Entre los aril-haluros, los cloruros de arilo son reactivos de síntesis comunes que reaccionan de forma variable durante las reacciones catalizadas por el paladio para producir productos secundarios.

Para acoplar las reacciones con los haluros de arilo y los compuestos de alquilo, los químicos suelen dar "rodeos" añadiendo pasos intermedios de síntesis. Desafortunadamente, cada paso de síntesis extra produce residuos químicos y añade costes.

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Este problema llevó a Viktoria Däschlein-Gessner y su equipo de la Universidad del Ruhr en Bochum a investigar nuevos catalizadores de paladio. Pensaron que un catalizador funcional facilitaría muchas síntesis químicas. "El acoplamiento de reactivos de cloruro de arilo y de alquilo representa una de las reacciones más difíciles y, si tiene éxito, promete una amplia aplicabilidad", explican los autores.

Después de probar varios catalizadores existentes, los autores identificaron un candidato prometedor. Este catalizador se basaba en una clase de fosfinas sustituidas por ylide llamadas YPhos.

Los químicos usan catalizadores de paladio que contienen YPhos para reacciones de acoplamiento difíciles. Los ligandos de YPhos combinan un centro de carbono cargado negativamente y un grupo de fosfonio cargado positivamente (el ylide) con un ligando de tipo fosfino - las fosfinas son ligandos típicos en la catálisis del paladio. Esta configuración del ligando ylido-fosfina da como resultado propiedades electrónicas especiales. Los científicos observaron que la electrónica del ligando ayudaba a activar los haluros arilo, que es un paso crucial en la reacción entre los haluros arilo y los compuestos de alquilo.

Uno de los ligandos de la clase YPhos, un ligando llamado joYPhos, demostró tener la arquitectura más favorable. Su combinación de propiedades electrónicas y una arquitectura de llenado de espacio suprimió las muchas reacciones secundarias que de otro modo se producirían en el acoplamiento.

Los autores señalan que los precatalizadores que contienen los ligandos YPhos también funcionaron extraordinariamente bien. Los precatalizadores tienen sus ligandos y una fuente de paladio dispuestos en compuestos separados. Como los adhesivos de dos componentes, se ensamblan en la mezcla de reacción para formar el catalizador efectivo. Este preacuerdo hace que su manejo sea fácil y los compuestos son más estables que los ligandos libres, según los autores.

En una ampliación de la reacción, los científicos sintetizaron un componente básico de lesinurad, un fármaco utilizado para el tratamiento de la gota. También demostraron que el catalizador funcionaba bien para muchas variaciones de los reactivos de aril-halogenuro y alquilo. Estos resultados llevaron a la conclusión de que esta transformación es de aplicación general. Este nuevo catalizador de paladio puede así ayudar a evitar costosos "desvíos" en futuras síntesis orgánicas.

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