Investigadores de la Universidad de Kanazawa informan en el Revista de química orgánica que los ácidos carboxílicos, grupos funcionales contenidos en biomoléculas, medicamentos y materiales, se puede modificar fácilmente mediante reacciones orgánicas inducidas por luz usando una aminociclopropenona. Este descubrimiento abre nuevas vías para la modificación del ácido carboxílico con aplicaciones potenciales que incluyen la determinación de proteínas diana de fármacos, aclaración de la función de las proteínas, y síntesis de materiales poliméricos funcionalizados.

Una reacción fototécnica es una reacción química inducida por irradiación con luz. Esta técnica es útil para estudios bioquímicos con el objetivo de obtener una mejor comprensión de la estructura y función de las proteínas. etiquetándolos a través de reacciones fotodisparadas. Otro uso del método de reacción es la modificación de polímeros. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Kanazawa ha desarrollado una reacción de modificación fototenca de un ácido carboxílico utilizando una aminociclopropenona.

Los investigadores han informado previamente sobre la condensación por deshidratación fototécnica de un ácido carboxílico y una amina utilizando una aminociclopropenona. (Un ácido carboxílico tiene un grupo COOH, con 'C' que denota carbono, 'O' oxígeno e 'H' hidrógeno. Una amina es una molécula orgánica con un átomo de nitrógeno unido a tres sustituyentes orgánicos. Una aminociclopropenona es un compuesto orgánico con un anillo de carbono de tres miembros sustituido con oxígeno y nitrógeno.) La irradiación con luz débil hace que la aminociclopropenona se descarbonilación para producir una ynamina altamente reactiva (la A ynamina es un compuesto orgánico que contiene un triple C≡C). enlace sustituido con nitrógeno). La ynamina resultante actúa como un agente de deshidratación para conectar el ácido carboxílico y la amina.

Cuando el equipo de investigación investigó las condiciones detalladas de la condensación por deshidratación fototengada, encontraron que otra reacción ocurrió bajo condiciones de luz intensa. En esta reacción, se produjo una mezcla isomérica de tres cetonas (una cetona tiene un doble enlace C =O, con dos sustituyentes unidos al átomo de carbono). Las cetonas tienen sustituyentes derivados del ácido carboxílico y aminociclopropenona. En otras palabras, el ácido carboxílico se modifica con sustituyentes en la aminociclopropenona.

Los investigadores plantearon la hipótesis de que la reacción procede a través de los siguientes tres pasos. (i) Se fotoliza una aminociclopropenona para producir una ynamina. (ii) Un ácido carboxílico reacciona con la ynamina para producir una aciloxienamina. (Una aciloxienamina es un aducto 1:1 de un ácido carboxílico y una ynamina). (Iii) La aciloxienamina se fotoliza para producir una mezcla isomérica de cetonas. Los investigadores aislaron el intermedio de aciloxienamina e investigaron sus propiedades ópticas y reactividad química. Los resultados de la investigación apoyaron fuertemente el mecanismo hipotético.

Se modificaron varios ácidos carboxílicos primarios y secundarios, incluidos los derivados de aminoácidos, con la reacción fotodisparada. En condiciones optimizadas, las cetonas se obtuvieron con un rendimiento combinado de hasta el 80%. Usando una aminociclopropenona sustituida con alquino terminal, el grupo alquino se introdujo en un ácido carboxílico (el alquino presenta un triple enlace C≡C). Debido a que se pueden introducir selectivamente varios grupos funcionales en el armazón de alquino mediante la química de clic de azida de alquino, se puede introducir una amplia gama de grupos funcionales en un ácido carboxílico mediante la combinación de la introducción de alquinos fototrigados y la reacción de clic de alquino azida. La aplicación de esta reacción fototrigotada para modificar proteínas y materiales está ahora bajo investigación en el grupo de autores.