Vinilación libre de metales de transición de aniones azaalilo. Crédito:(c) Química de la naturaleza (2017). DOI:10.1038 / nchem.2760
(Phys.org) —Ciertos grupos funcionales tienden a aparecer a menudo en productos naturales y moléculas biológicamente relevantes. Entre esos grupos funcionales se encuentran las aminas alílicas. Los protocolos típicos para la síntesis de aminas alílicas implican una reacción de acoplamiento carbono-carbono que requiere un catalizador de metal de transición. Sin embargo, Los catalizadores de metales de transición tienden a ser costosos. particularmente si la reacción se realiza a escala comercial. Es más, las empresas están interesadas en alternativas ecológicas a la catálisis de metales de transición.
Investigadores de la Universidad de Pensilvania han desarrollado un mecanismo para fabricar aminas alílicas sin el uso de catalizadores de metales de transición. Su trabajo es el primer caso informado de C libre de metales de transición (sp 3 ) -C (sp 2 ) acoplamiento de electrófilos de bromuro de vinilo con aniones azaalilo y radicales azaalilo. Su trabajo aparece en Química de la naturaleza .
"Este trabajo abre varias vías nuevas que podrían afectar muchos tipos de transformaciones, ", dice la profesora Marisa C. Kozlowski, una de las principales autoras del estudio." La formación de la especie radical por un carbanión que dona un electrón muestra una entrada no metálica a estas importantes especies reactivas. Además, esta química agrega un mecanismo distinto en el acoplamiento cruzado que permite que ciertas arquitecturas se generen de manera más eficiente ".
Sobre la base de su trabajo anterior para hacer aminas alílicas a través de un 1, Anión 1-difenil-3-arilalil-2-azaalilo, Li y col. descubrió que cuando reaccionaban una cetimina con un bromuro de vinilo para formar su anión azaalilo, la posterior reacción de vinilación se produjo sin necesidad de un catalizador de paladio. El SP 2 carbono en el haluro de vinilo agregado al sp 3 carbono en el anión aril azaalilo (ver figura). Este tipo de reacción de acoplamiento carbono-carbono normalmente necesita un catalizador de metal de transición.
Al usar una base con impedimentos estéricos, [MN (SiMe 3 ) 2 donde M =Li, N / A], la reacción no desprotona el producto y da como resultado el producto de vinilación E con buen rendimiento. Este mecanismo es regioselectivo, reaccionando con el carbono de imina, y quimioselectivo para la formación de la amina alílica sobre la reacción competitiva que forma un alquino terminal a partir del bromuro de vinilo.
Una vez que Li et al. optimizó sus condiciones de reacción, probaron el alcance de su nuevo mecanismo. En general, su mecanismo es exitoso con una variedad de grupos funcionales en la N-bencil amina y en el bromuro de vinilo. Los autores informan que tuvieron que ajustar algunas de las condiciones de reacción en función de los grupos funcionales de la N-bencil amina, pero, en general, la reacción funcionó para los grupos sustractores de electrones, como 4 haluros y 3, 5-di-CF 3 . Adicionalmente, esta reacción funcionó para los grupos donantes de electrones, tales como 4-metilo y con compuestos heterocíclicos, tales como piridilcetiminas y tiofenilcetiminas.
Luego, los autores analizaron la versatilidad del bromuro de vinilo. Su reacción toleró una amplia gama de productos de bromuro de vinilo, incluidos varios bromuros de arilvinilo y bromuros de vinilo alifáticos. En tono rimbombante, los autores no detectaron isomerización ni ciclación con ninguno de los bromuros de vinilo probados.
Se realizaron estudios computacionales y experimentales para comprender mejor el mecanismo con la esperanza de probar otros tipos de grupos funcionales en el futuro. Li y col. finalmente determinó un mecanismo que involucraba un intermedio radical inusual formado a partir de la transferencia de electrones del anión azaalilo después de la desprotonación de la cetimina. Los estudios de resonancia paramagnética de electrones confirmaron que hay una especie radical involucrada, pero se necesitan más estudios para comprender la naturaleza de esta especie y si los radicales están directamente involucrados en la reacción de vinilación.
Los autores creen que el radical es probablemente un radical azaalilo y que tanto el anión azaalilo como el radical azaalilo son intermedios en un mecanismo que depende del sustrato del bromuro de vinilo. Sin embargo, sería necesario realizar estudios adicionales para confirmar esto.
Esta investigación abre la puerta a la producción de productos naturales sin el uso de un catalizador de metal de transición para una reacción que normalmente requiere metales de transición. La investigación adicional analizará la versatilidad de esta reacción y su aplicación posterior.
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