Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio desarrollaron una nueva estrategia para producir una amplia gama de compuestos orgánicos de estaño, que son los componentes básicos de muchos métodos de síntesis orgánica. Su enfoque se basa en la fotoexcitación de aniones estannilo, que altera su estado electrónico y aumenta su selectividad y reactividad para formar compuestos útiles. Este protocolo será útil para la síntesis eficiente de muchos productos bioactivos, nuevas drogas, y materiales funcionales.

Compuestos de organoestaño, también conocido como stannanes, están hechos de estaño (Sn), hidrocarburos ya veces otros elementos como nitrógeno y oxígeno. Durante la década de 1970, Los estannanos rápidamente tomaron el centro de atención como bloques de construcción en el campo de la síntesis orgánica principalmente debido a su uso como reactivos en la reacción de Stille. que sigue siendo esencial para que los químicos combinen varias moléculas orgánicas.

Igualmente importantes para los reactivos de organoestaño son las técnicas y moléculas en las que confiamos para fabricarlos. Los aniones estannilo han ganado su lugar como el precursor más utilizado para los reactivos de organoestaño. Sin embargo, sus propiedades químicas los hacen propensos a participar en reacciones no deseadas que compiten con la síntesis del reactivo de organoestaño diana. Esto disminuye el rendimiento y limita la reacción principal, restringir los posibles reactivos de organoestaño que se pueden producir en la práctica.

Asombrosamente, en un estudio colaborativo reciente del Instituto de Tecnología de Tokio y la Universidad de Tokio, Japón, Los científicos descubrieron un nuevo tipo de especies de estannilo útil para producir reactivos de organoestaño. En su papel publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , explican que esta nueva especie de estannilo fue teorizada por primera vez sobre la base de pequeñas anomalías observadas en trabajos anteriores. "Durante nuestros estudios sobre aniones estannilo, ocasionalmente detectamos pequeñas cantidades de compuestos llamados distananos que probablemente fueron generados por la irradiación de aniones estannilo con luz. Inspirado por estas observaciones, nos interesó explorar las aplicaciones de síntesis de estas especies teóricas de aniones estannilo fotoexcitados, "explica el profesor asistente Yuki Nagashima, investigador principal de Tokyo Tech.

A través de cálculos de teoría funcional de densidad, el equipo determinó que el anión trimetiltin (Me3Sn), un modelo de anión estannilo, tiene una afinidad especial por la luz azul, que energiza la molécula a un estado "único" excitado. De este estado el sistema progresa naturalmente a otro estado conocido como triplete excitado, "donde dos electrones no están apareados. Esta progresión fácil de inducir de un anión estannilo a un radical estannilo en un estado excitado de 'triplete' le da a la especie estannilo propiedades químicas muy diferentes, incluyendo reactividad y selectividad mejoradas hacia ciertos compuestos.

Los científicos exploraron reacciones entre aniones estannilo fotoexcitados y varios compuestos, incluidos los alquinos, fluoruros de arilo, y haluros de arilo. Descubrieron que las especies de estannilo fotoexcitadas tenían una selectividad sin precedentes para la síntesis de varios reactivos útiles que los aniones de estannilo convencionales no podían producir fácilmente. Es más, estos aniones fotoexcitados tenían una capacidad notable para la defluorostannilación y deshalostannilación de moléculas de arilo. En términos más simples, esto significa que si tiene un haluro o fluoruro de arilo (una molécula orgánica con un grupo de flúor o haluro, respectivamente), es fácil establecer una reacción que sustituya el grupo flúor o haluro con un grupo estanilo. Esto permitió a los investigadores crear una amplia variedad de reactivos de organoestaño útiles para las reacciones de Stille.

Emocionado por los resultados, El profesor Nagashima comenta:"Aunque se han establecido muchos métodos y reactivos de estanilación durante casi dos siglos, nuestro protocolo que utiliza especies de aniones fotoexcitados proporciona una herramienta nueva y complementaria para preparar una amplia gama de compuestos organoestánnicos ".

Este nuevo método sin duda será útil para sintetizar muchos productos bioactivos, nuevas drogas, y materiales funcionales, y ya se están realizando más estudios para ver hasta dónde nos llevará.