(Phys.org) —Os policetídeos do tipo II são uma classe de compostos encontrados na natureza como metabólitos secundários derivados de microrganismos. Suas estruturas complexas são caracterizadas por anéis aromáticos policíclicos fundidos decorados com uma profusão de cetonas e grupos hidroxila. Muitos antibióticos comuns, antifúngico, e os fármacos anticancerígenos são policetidos do tipo II ou são derivados destes compostos de ocorrência natural. No entanto, a "síntese de laboratório" de policetídeos do tipo II costuma ser desafiadora; como em sistemas vivos, é um processo enzimático de múltiplas etapas altamente seletivo.

Pesquisadores da Universidade do Texas liderados pelo professor Michael J. Krische desenvolveram uma cicloadição catalisada por rutênio de benzociclobutenonas e dióis que liberam diretamente subestruturas encontradas em diversos policetídeos do tipo II. Suas reações catalíticas envolvem a inserção sucessiva de ligações saturadas de diol carbono-hidrogênio (C-H) em uma ligação carbono-carbono (C-C) por meio de um intermediário rutenaciclo. O relatório deles aparece em Ciência .

Esta pesquisa se baseia em estudos anteriores deste grupo sobre reações de formação de ligações C-C catalisadas por metal de álcoois via transferência de hidrogênio - um toque moderno na química de adição de carbonila. Considerando que as adições clássicas de carbonil envolvem tipicamente a reação de reagentes organometálicos pré-formados com um aldeído ou cetona (por exemplo, uma reação de Grignard), no artigo atual, essas espécies reativas são geradas transitoriamente e em duplicata. O catalisador de rutênio se insere em uma ligação C-C manchada para formar um rutenaciclo com DUAS ligações carbono-rutênio, e o catalisador converte o diol em uma dicetona transitória. Essas espécies se envolvem na adição de carbonil duplo que resulta em cicloadição. O resultado líquido é a inserção formal de duas ligações C-H de diol saturado em uma ligação C-C saturada.

Como uma reação modelo para testar seu conceito, os autores reagiram benzociclobutenona com trans -ciclohexano 1, 2-diol na presença de seu catalisador de rutênio. Depois de ajustar as condições de reação, eles obtiveram um rendimento de 88% do produto tricíclico contendo um diol cabeça de ponte, que se formou exclusivamente como o syn -estereoisômero.

Para examinar a versatilidade de suas condições, eles reagiram uma variedade de benzociclobutenonas com uma variedade de 1, 2-dióis. Vários dos dióis testados tinham anéis fundidos. Isso resultou na formação de cicloaddutos com substratos tetracíclicos encontrados em vários policetídeos do tipo II, incluindo produtos naturais de anguciclina com arquiteturas de "região da baía" congestionadas. Notavelmente, cada uma das reações exibiu regio- e estereosseletividade completa. Adicionalmente, a reação tolerou a substituição de haleto no anel de benzeno permitindo a funcionalização adicional.

Estudos para elucidar o mecanismo de reação mostraram que a cicloadição pode ser realizada de forma independente de redox. Isso é, a benzociclobutenona pode reagir com um diol, um cetol, ou uma diona produzindo o mesmo produto que um único regio- e estereoisômero. Embora a reação do diol seja oxidativa e exija um pequeno excesso de benzociclobutenona, a reação do cetol é redox neutra e pode ser realizada com quantidades iguais de benzociclobutenona e cetol. A reação redutiva da diona requer a adição de 2-propanol para atuar como um redutor

Além de ampliar o acesso aos policetídeos tipo II, a reatividade incorporada por esses estudos tem implicações mais amplas no campo da síntese química.

Dr. Michael Krische disse PhysOrg, "Em contraste com o progresso feito recentemente no campo da ativação de C-H, o desenvolvimento de catalisadores que modificam ligações sigma C-C ficou para trás, e é amplamente restrito a reações intramoleculares que inserem ligações π amarradas, frequentemente exigindo grupos de direção. A transferência de hidrogênio oferece uma ampla, nova abordagem para a funcionalização de ligações C-C usando abundante, álcoois renováveis ​​como parceiros de acoplamento. "

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