El desarrollo continuo de los productos farmacéuticos depende de la capacidad de formar una amplia gama de enlaces químicos. Los éteres de diarilo, caracterizados por la presencia de un átomo de oxígeno conectado a dos grupos arilo, son una clase de compuestos orgánicos con una amplia gama de aplicaciones, en particular como refrigerante y antiséptico para prevenir infecciones. En particular, los éteres de diarilo han sido un tema de interés para la investigación ya que su síntesis orgánica ha resultado difícil. Pueden formarse a partir de alcoholes arílicos o fenoles, cuando un segundo grupo arilo reemplaza al hidrógeno alcohólico. Pero los métodos actuales de arilación de fenol O son ineficientes y utilizan catalizadores de metales de transición raros (en particular, la reacción de acoplamiento cruzado catalizada por paladio ganó el Premio Nobel de Química 2010). Además, no son selectivos, lo que significa que se generan muchos productos secundarios diferentes, lo que reduce la eficiencia y el rendimiento final del compuesto orgánico deseado.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Ritsumeikan de Japón ha propuesto una alternativa más sostenible a los catalizadores de metales de transición. En este trabajo, el metal de transición se reemplaza con un material de partida fácilmente disponible y sintetizado, acetato de trimetoxifenilo (TMP)-yodonio (III). "Esta sal de yodonio contiene dos estructuras clave, a saber, el ligando TMP y el contraión acetato, que trabajan juntos para aumentar la reactividad de la reacción de arilación en O y, a su vez, mejoran la formación de enlaces éter, lo que conduce a rendimientos significativamente más altos de éteres de diarilo. de lo que se ha informado en el pasado. Es un trabajo en equipo perfecto", explica el profesor asistente Kotaro Kikushima, autor principal del estudio. Este documento estuvo disponible en línea el 7 de marzo de 2022 y se publicó en el Volumen 24 Número 10 de la revista Organic Letters el 18 de marzo de 2022.

Basándose en las características estructurales del acetato de fenil(TMP)yodonio, los investigadores predijeron que la sal de diariliodonio tendría una alta reactividad. En consecuencia, se determinó por primera vez en su estudio la combinación del grupo trimetoxifenilo y el anión acetato que trabajan juntos para mejorar la reactividad del átomo de oxígeno del fenol.

La variedad y diversidad de compuestos es un factor importante al diseñar métodos para un futuro químico verde y sostenible. Para probar la naturaleza general de este método, el equipo probó y utilizó varios grupos funcionales orgánicos para la O-arilación. Para su deleite, descubrieron que el método era extremadamente robusto y tolerante a una variedad de grupos funcionales, lo que condujo a una amplia gama de éteres sintetizados con rendimientos significativamente más altos que otras técnicas reportadas, una consideración importante para las aplicaciones industriales. El potencial para ampliar este proceso a las necesidades industriales también se ha demostrado al realizar la reacción en una escala de gramos, conservando una alta eficiencia. Además de los altos rendimientos y los materiales de partida sostenibles, el método presentó una ventaja más en comparación con las técnicas actuales:una mayor selectividad. El grupo TMP guió la arilación selectiva del otro grupo funcional, lo que permitió un mayor control y la ausencia de productos secundarios no deseados.

"El método actual proporcionaría un acceso robusto y rentable a una amplia gama de moléculas orgánicas útiles en condiciones ecológicas sostenibles sin la necesidad de catalizadores de metales de transición. Nuestro próximo objetivo es reciclar y reutilizar los desechos que contienen yodo, que se forma como un producto secundario durante la arilación. Luego, se podrían usar métodos electroquímicos o fotoquímicos para restaurar de manera sostenible el yodo hipervalente (III), que luego podría usarse en otra arilación", explica el profesor Toshifumi Dohi, coautor del estudio.

Agregar estas estrategias de reciclaje verde a la reacción de arilación presentada proporcionaría la metodología sintética sostenible ideal para formaciones de enlaces libres de metales de transición sin desechos químicos peligrosos, un cambio sísmico en la sostenibilidad de la síntesis orgánica. Con un impresionante trabajo en equipo entre ligandos y contraiones demostrado, el futuro de la química orgánica nunca se había visto tan verde. + Explora más

Reacciones de acoplamiento cruzado:metalofotocatálisis semiheterogénea basada en PCN-Cu