Esquema que muestra el diseño de un sistema mediado por luz visible para el acoplamiento cruzado de varios electrófilos con radicales glucosilo derivados de heteroaril sulfonas estables en banco. Crédito:Síntesis de la naturaleza (2022). DOI:10.1038/s44160-022-00162-w
Químicos de la Universidad Nacional de Singapur han desarrollado una nueva estrategia para generar glucósidos C y glucósidos S terapéuticamente relevantes a través de un enfoque libre de catalizadores y metales de transición bajo iluminación de luz visible a temperatura ambiente. Su investigación aparece en Nature Synthesis .
Los glucósidos juegan un papel indispensable en diversas funciones fisiológicas y se encuentran en una amplia variedad de productos naturales y compuestos sintéticos. Los glucósidos C son una clase importante de glucósidos, que consisten en una unidad que contiene azúcar unida a un resto orgánico u otro compuesto que contiene azúcar, a través de un enlace carbono-carbono (C-C). Poseen una miríada de actividades biológicas y son estructuralmente diversas. Una forma conveniente de construir dichos productos implica la unión directa de un precursor de glicosilo (donante) con un reactivo a base de carbono.
Sin embargo, el alcance de los glucósidos C a los que se puede acceder utilizando los métodos informados actualmente es muy limitado. Esto se debe a la falta de donantes de glucosilo prácticos disponibles para facilitar el acoplamiento C-C suave. Una clase general de precursores de glucosilo estables en el banco que se pueden sintetizar y aislar fácilmente a gran escala y, sin embargo, suficientemente reactivos para experimentar un acoplamiento cruzado rápido y estereoselectivo en condiciones ambientales es muy deseable pero difícil de alcanzar.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor asistente Koh Ming Joo, del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Singapur, ha ideado procedimientos sólidos para sintetizar heteroaril glucosil sulfonas sólidas en una escala de varios gramos. El equipo descubrió que estas sulfonas estables en el banco también son redox activas. Mediante el uso de iluminación de luz visible (azul) y un complejo de base de éster de Hantzsch, los investigadores pueden activar las sulfonas para producir radicales glucosilo químicamente reactivos.
Estos radicales reaccionan fácilmente con varios electrófilos. Con este método, pueden obtener una gama más amplia de valiosos glucósidos C-alquilo, C-alquenilo, C-alquinilo, C-heteroarilo y S-ligados de una manera eficiente y altamente selectiva. Los investigadores también utilizaron estudios de relojes radicales y espectroscópicos de absorción ultravioleta/visible para obtener información sobre el mecanismo de estas transformaciones.
El profesor Koh dijo:"Este método sin catalizador ni metales de transición supera de manera efectiva las limitaciones anteriores en el alcance, la escalabilidad y la inestabilidad del donante de glucosilo".
"Esperamos que esta clase general de precursores de glucosilo y su reactividad recién descubierta bajo iluminación con luz visible encuentren una gran utilidad en varias aplicaciones de síntesis de carbohidratos, mejorando los esfuerzos hacia el descubrimiento de nuevas terapias basadas en azúcar y nuestra comprensión de los procesos biológicos", agregó el Prof. Koh.
El equipo de investigación planea trabajar con empresas para utilizar estos hallazgos para la síntesis de compuestos derivados del azúcar. La catálisis de titanio permite la síntesis estereoselectiva de glucósidos C y glucopéptidos