Los tres reactivos y su enlace:radical de tipo cetilo a la izquierda, 1,3-dieno en el centro y el nucleófilo sulfinato a la derecha. Los átomos reactivos y el enlace que se está formando están resaltados en amarillo (carbono de cetilo y primer enlace C-C) y naranja (átomo nucleófilo de azufre y segundo enlace C-S). El complejo de paladio catalíticamente activo, con el centro de paladio resaltado en naranja, es visible en el fondo. Crédito:WWU - Peter Bellotti
Un uso más sostenible de los recursos químicos forma parte de la Agenda 2030 de las Naciones Unidas. Por ello, los químicos sintéticos están trabajando para diseñar y realizar síntesis eficientes. Dentro del arsenal de la química orgánica sintética, los procesos que unen varias moléculas (compañeros de acoplamiento) en un solo paso, las llamadas reacciones de componentes múltiples (MCR), juegan un papel central. Estas se consideran tecnologías sostenibles y respetuosas con el medio ambiente para la producción rápida de estructuras y fármacos complejos en un solo paso de reacción. Un equipo de investigadores dirigido por el profesor de química Frank Glorius (Universidad de Münster) y el Dr. Huan-Ming Huang (Universidad de Münster y Universidad ShanghaiTech) ha logrado por primera vez utilizar los llamados radicales cetilo para un nuevo MCR. Este estudio fue publicado en la revista de reciente creación Nature Synthesis .
"Los radicales cetilo son especies muy importantes en la química sintética. A menudo se usan en la síntesis de productos naturales complejos. Sin embargo, las transformaciones químicas catalíticas que usan radicales cetilo siguen siendo un desafío. Su formación a menudo requiere condiciones de reacción 'duras' con una temperatura alta Los radicales también pueden ser no selectivos en sus vías de reacción, lo que significa que son difíciles de controlar", explica Huan-Ming Huang.
El equipo de investigación utilizó catálisis de paladio y radicales de cetilo excitados por luz visible para crear un MCR entre varios socios de acoplamiento. Al seleccionar los compañeros de acoplamiento (aldehídos, 1,3-dienos y varios nucleófilos), los investigadores tuvieron en cuenta varios aspectos:¿Qué sustancias son necesarias para que se produzca la reacción, cuáles están fácilmente disponibles y qué productos son útiles?
"Tuvimos éxito en domesticar los radicales de tipo cetilo mediante la combinación de luz visible con pequeñas cantidades de un catalizador de paladio disponible comercialmente", dice el coautor Peter Bellotti. "Este enfoque operativamente simple, redox-neutral y, por lo tanto, respetuoso con el medio ambiente podría convertirse en una plataforma general para la construcción de los llamados motivos complejos de alcohol homoalílico, un motivo estructural de uso frecuente en la química sintética. La síntesis en un solo paso de intermediarios clave que pueden ser convertidos aún más en productos valiosos es una prueba de la versatilidad de este enfoque".
Además de las capacidades sintéticas de este método, el equipo investigó las complejidades mecánicas utilizando un análisis mecánico experimental combinado y cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT). "Anticipamos que la combinación de luz visible con metales de transición como el paladio podría inspirar más transformaciones sintéticas imprevistas más allá de las reacciones catalizadas establecidas", dice Frank Glorius. Una nueva forma de crear moléculas para el desarrollo de fármacos
