Oxidação do metal (M, irídio, via azul) leva a uma diminuição de 19 kcal / mol na barreira de energia da reação, e permite que a arilação ocorra à temperatura ambiente. Crédito:Institute for Basic Science
As ligações carbono-carbono (C-C) constituem o esqueleto de todas as moléculas orgânicas. Contudo, criar tais ligações C-C onipresentes artificialmente ainda é uma tarefa complicada. Em particular, já que várias moléculas usadas na medicina, farmacologia e química de materiais contêm grupos aril, conceber uma maneira de introduzir de forma eficiente e seletiva esse grupo químico é um dos principais objetivos dos químicos orgânicos. Atualmente, a maioria das reações de arilação requer condições de reação adversas, incluindo altas temperaturas e excesso de aditivos.
Cientistas do Centro de Funcionalização de Hidrocarbonetos Catalíticos, dentro do Institute for Basic Science (IBS, Coreia do Sul), desenvolveu um método para introduzir seletivamente grupos aril em ligações C-H em temperatura ambiente. Publicado em Química da Natureza , o estudo também esclarece os detalhes dessa reação, que acabou por ser diferente da ideia convencional.
Em termos simples, o procedimento consiste em três etapas principais. Em primeiro lugar, o catalisador de irídio ativa o substrato contendo C-H. Em segundo lugar, o arilsilano ataca o metal, criando uma molécula intermediária. A equipe cristalizou tal intermediário e demonstrou que oxidar o centro de irídio do intermediário (terceira etapa) é benéfico para atingir uma reação de arilação de baixa energia.
O mecanismo de reação proposto foi verificado com ressonância eletroparamagnética, voltametria cíclica e simulações de computador. "Desenvolver um sistema de oxidação mais eficiente e ambientalmente benigno é nosso próximo objetivo, "conclui Kwangmin Shin, primeiro autor do estudo.
Mecanismo de arilação proposto por pesquisadores do IBS. A reação prossegue através de uma nova via na qual a eliminação redutiva ocorre mais facilmente após o intermediário ser seletivamente oxidado. Crédito:Institute for Basic Science
Os cientistas do IBS conseguiram isolar e cristalizar o intermediário da reação. Crédito:Institute for Basic Science