Los químicos de la Universidad Nacional de Singapur han descubierto una forma de lograr la borilación selectiva de alquenos mediante el uso de catalizadores a base de hierro con abundancia de la tierra para facilitar la síntesis de productos químicos de alto valor.

Debido a sus numerosos atributos deseables, Las moléculas que contienen boro juegan un papel clave en el descubrimiento de fármacos y sirven como precursores indispensables para diversos productos químicos que van desde productos farmacéuticos hasta materiales poliméricos. En este contexto, un enfoque atractivo para acceder a compuestos organoboro alifáticos implica hidroboración catalítica o protoboración de dobles enlaces carbono-carbono (C-C), reacciones en las que se añaden hidrógeno y boro a un alqueno. Una variante moderna de este proceso implica la borilación remota, por lo que el boro se inserta lejos del sitio reactivo inicial. Sin embargo, Los métodos existentes a menudo conducen a borilaciones en el terminal o en las posiciones activadas desde la geminal (α) hasta las unidades funcionales. Instalar el codiciado grupo boryl en posiciones inactivas es un desafío formidable.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor KOH Ming Joo, del Departamento de Química, NUS ha desarrollado una nueva transformación catalítica conocida como protoboración remota. En este sistema, un solo complejo a base de hierro promueve la isomerización de alquenos seguida de la adición de protoborilo selectiva de sitio al enlace C =C. Por lo tanto, el boro se puede instalar en posiciones típicamente menos activadas vecinas (β) a grupos funcionales comunes. El protocolo tiene un alcance y una utilidad significativos en la síntesis de compuestos de relevancia médica.

Estudios mecanicistas detallados revelaron que el éxito de la protoboración remota radica en la generación in situ de dos especies de organohierro catalíticas (hierro-hidruro y hierro-borilo) que operan en sinergia. Aprovechando estos conocimientos, el equipo demostró que las mezclas de regioisómeros de alqueno (en materia prima química sin refinar) se pueden convertir en un solo producto, y se puede lograr el acceso selectivo a regioisómeros de borilalcano de un sustrato de alqueno.

El profesor Koh dijo:"Los dos intermedios catalíticos de organohierro poseen diferentes perfiles de reactividad, permitiéndoles coexistir y reaccionar de manera selectiva. Un factor de control clave es la cantidad de fuente de protones presente, ya sea generado accidentalmente in situ o añadido exógenamente a la mezcla de reacción. Esto ayuda a ajustar las tasas relativas de isomerización y protoboración de alquenos ".

"Este descubrimiento tiene tremendas implicaciones más allá de la protoboración remota. Si podemos manipular con precisión la posición de los cambios de alquenos y la posterior inserción de proto-borilo, potencialmente podemos instalar boro en cualquier ubicación deseada de una molécula orgánica. Se espera que los conocimientos adquiridos de nuestros estudios impulsen los esfuerzos generales hacia este objetivo final, "añadió el profesor Koh.

El equipo de investigación planea aplicar los nuevos conceptos para abordar otros desafíos relacionados con las funcionalizaciones selectivas de sitio de moléculas orgánicas para la síntesis de importantes compuestos de interés.