También conocido como "migración de sustituyentes", lograr que un grupo funcional en un anillo aromático (como en los arenos) salte a una posición diferente en el anillo es un proceso atractivo. Los químicos han ideado algunas estrategias para lograr que los grupos funcionales migren, pero el proceso de síntesis se vuelve significativamente más difícil cuando se trata de arenos con una gran cantidad de grupos funcionales. En particular, resulta complicado reordenar los grupos funcionales situados junto al grupo OH en los fenoles, un tipo básico de anillo aromático.

Afortunadamente, un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Suguru Yoshida de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS), Japón, encontró recientemente una solución innovadora a este problema. En su artículo, que fue publicado en Chemical Communications , los investigadores presentan una nueva técnica para sintetizar varios benzofuranos mediante un reordenamiento molecular preciso y una migración de sustituyentes. Otros miembros del equipo incluyeron al Dr. Akihiro Kobayashi y al Sr. Shinya Tabata, ambos de TUS.

Los investigadores descubrieron, para su sorpresa, que se producía una migración inusual de sustituyentes al tratar un compuesto aromático simple conocido como o-cresol con alquinilsulfóxido (AS) junto con anhídrido trifluoroacético (TFAA). Descubrieron que esta reacción producía parcialmente un compuesto en el que el grupo funcional que normalmente estaría junto a la posición del grupo –OH (o posición "orto") estaba en cambio en la posición vecina del anillo aromático a través de la formación del anillo de benzofurano. Esto inmediatamente los impulsó a comenzar a investigar más a fondo las reacciones mediadas por AS/TFAA.

El equipo finalmente descubrió que cuando un fenol sustituido reacciona con AS y TFFA, TFAA primero activa AS, lo que conduce al cierre de un anillo de cinco miembros que comparte uno de sus lados con el fenol. Este tipo de molécula resultante se llama benzofurano.

Posteriormente, las cargas desequilibradas del benzofurano desencadenan lo que se conoce como "reordenamiento sigmatrópico acelerado por carga". En pocas palabras, la formación de compuestos intermedios cargados positivamente permite que el grupo funcional orto migre a la posición vecina en el lado del fenol.

Los investigadores demostraron la versatilidad de su estrategia sintetizando una amplia variedad de benzofuranos, algunos de los cuales estaban altamente funcionalizados o incluso completamente funcionalizados. En particular, los rendimientos de algunos de estos compuestos fueron excepcionalmente buenos y, en todos los casos, la composición de los grupos funcionales no resultó dañada ni alterada por el proceso.

"Nuestro método de síntesis modular nos permitió producir diversos benzofuranos altamente sustituidos a partir de materiales de partida fácilmente disponibles mediante la migración de sustituyentes", destaca el Dr. Yoshida. "Dado que ya se han utilizado varios benzofuranos como compuestos bioactivos importantes, los benzofuranos recientemente accesibles podrían ser de gran importancia en las ciencias farmacéuticas y la agroquímica."

En general, este estudio ha descubierto una forma innovadora de sintetizar simplemente benzofuranos complejos. Los investigadores esperan que sus esfuerzos allanen el camino hacia mejores medicamentos contra el cáncer, antibióticos, fungicidas, herbicidas y más.

Vale la pena mencionar que las aplicaciones potenciales de los nuevos benzofuranos altamente funcionalizados se extienden mucho más allá de la farmacia y la agroquímica. También podrían utilizarse como herramientas en la investigación biológica, como tintes y pigmentos para textiles, como fragancias e incluso como materiales orgánico-electrónicos o fluorescentes.

Ahora sólo queda perfeccionar esta prometedora técnica de síntesis y seguir buscando más formas de controlar la migración de sustituyentes. "En nuestro laboratorio se están realizando aplicaciones para el desarrollo de benzofuranos bioactivos, la síntesis de varios heteroaromáticos mediante mecanismos de reacción similares y estudios teóricos con cálculos de la teoría funcional de la densidad", dice el Dr. Yoshida.