Los químicos de la Universidad Nacional de Singapur han desarrollado un método fotoinducido para la funcionalización en etapa tardía de enlaces carbono-hidrógeno (C-H) en moléculas orgánicas.

El reemplazo de H en enlaces C-H con otros átomos o sustituyentes es una de las formas más codiciadas de crear moléculas nuevas y útiles. Si bien el enlace C-H se puede encontrar en casi todas las moléculas orgánicas, normalmente está inactivo y, por tanto, es difícil de funcionalizar. La transformación directa de enlaces C-H en grupos funcionales de alqueno versátiles representa un enfoque económico para la síntesis de olefinas y la edición molecular. En el descubrimiento y desarrollo de fármacos, La funcionalización de C-H en etapa tardía ofrece una manera eficiente de facilitar la preparación de análogos estructurales de dianas con relaciones mejoradas entre estructura y actividad u otras propiedades fisicoquímicas deseadas sin enfoques de novo.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Wu Jie del Departamento de Química, NUS, ha desarrollado un proceso fotocatalítico para la alquenilación directa de enlaces C-H en alcanos y aldehídos. En décadas recientes, Las alquenilaciones de arenos y heteroarenos catalizadas por metales de transición se han estudiado extensamente. Sin embargo, las transformaciones análogas de alcanos y aldehídos siguen siendo un desafío. Los métodos existentes generalmente adolecen del uso de metales nobles, Cantidades estequiométricas de oxidantes y un gran exceso de sustratos C-H. Para resolver estos problemas, el grupo de investigación utilizó una combinación de dos tipos de métodos catalíticos, la catálisis de transferencia directa de átomos de hidrógeno (con un anión decatungstato, [W ₁₀ O ₃₂ ] ⁴⁻ ) y la catálisis de cobaloxima, para la activación y alquenilación directa de alcanos y aldehídos. Cuando estos dos catalizadores funcionan sinérgicamente en presencia de luz, una amplia gama de materias primas baratas se puede transformar fácilmente en valiosas olefinas. Otras ventajas de esta estrategia incluyen un amplio alcance de sustrato, alta selectividad del sitio C-H, excelente trans selectividad de los productos de alqueno, y el uso del sustrato C-H como reactivo limitante. Es más, esta estrategia se puede aplicar en la funcionalización selectiva tardía de productos naturales y moléculas farmacéuticas importantes.

El profesor Wu dijo:"La funcionalización de la etapa tardía selectiva del sitio de los enlaces C-H en moléculas complejas desarrolladas a partir de nuestros estudios es una clase de reacciones muy útil. Este método podría encontrar una amplia aplicación en la síntesis de olefinas, modificación estructural de productos farmacéuticos y síntesis de productos naturales ".

El equipo de investigación tiene previsto desarrollar procesos catalíticos más avanzados para la funcionalización de los enlaces carbono-hidrógeno en la última etapa.