p A reação de Suzuki-Miyaura é um processo químico bem conhecido no qual uma reação entre ácidos borônicos orgânicos e halogenetos de arila leva à síntese de compostos "biaril", que são componentes importantes de vários medicamentos e produtos químicos. Isso também é chamado de acoplamento cruzado, como duas moléculas de arila são combinadas, ou cross-coupled, nesse processo. Como as moléculas aromáticas orgânicas - que são formadas como resultado dessa reação - têm várias aplicações, como em solventes e medicamentos, encontrar uma maneira de otimizar as reações de acoplamento cruzado existentes é crucial. Isso é por que, em um novo estudo publicado em Catalisadores ACS , uma equipe de cientistas do Japão, incluindo Junior Assoc Prof Yuichiro Mutoh e Prof Shinichi Saito da Tokyo University of Science, queria verificar se essa reação pode ser mais eficiente. p Ácido borônico orgânico "protegido", que é um ácido borônico orgânico com um 'grupo de mascaramento, 'é freqüentemente usado como um precursor do ácido borônico na reação de Suzuki-Miyaura. Como a reatividade do ácido borônico protegido é baixa, não participa dessa reação. Assim, o grupo de mascaramento precisa ser removido para que a reação prossiga, o que adiciona outra etapa ao processo. Isso fez esses cientistas se perguntarem:e se as moléculas mascaradas fossem usadas diretamente na reação? Isso nos levaria a um muito mais rápido, técnica mais barata!

p Prof Saito explica, "Como a remoção do grupo de mascaramento é necessária para fornecer os ácidos borônicos latentes que se envolvem nas reações de Suzuki-Miyaura subsequentes, o uso direto do ácido borônico protegido em uma reação de Suzuki-Miyaura seria altamente desejável em termos de número de etapas e economia de átomos. Isso ajudaria a agilizar a síntese de moléculas complexas. "O único desafio era que, até agora, não havia maneira conhecida de usar diretamente ácidos borônicos protegidos sem remover o grupo de mascaramento primeiro, e assim, os cientistas começaram a encontrar maneiras de fazer isso.

p Os cientistas sabiam que o processo exigia um catalisador de paládio (uma molécula ou composto que pode acelerar uma reação), humilhar, e duas moléculas de arila iniciais. Eles passaram a verificar se a reação ocorre com uma molécula protegida. Começar com, eles examinaram o impacto de várias bases na reação. Eles viram que quando uma determinada base de potássio, chamado KOτ-Bu, foi usado, resultou em um alto rendimento de produtos, e esse efeito não é visto com outras bases. Então, eles testaram vários catalisadores à base de paládio e viram que todos os catalisadores produziram um rendimento semelhante, indicando que sistemas de catalisador à base de paládio comuns podem ser usados ​​para o acoplamento cruzado. Isso os levou a concluir que a base KOτ-Bu desempenhava um papel crucial se alguém fosse usar o ácido borônico protegido diretamente.

p Depois de mais de uma dúzia de reações bem-sucedidas de Suzuki-Miyaura com alto rendimento para diferentes compostos de biaril, a equipe conduziu experimentos de 'controle' para verificar outras variáveis ​​e obter informações sobre os mecanismos subjacentes da base KOτ-Bu. Especificamente, eles verificaram se as espécies químicas estavam presentes na mistura de reação antes que a reação fosse concluída, que revelou um composto intermediário envolvendo a base KOτ-Bu e o reagente de ácido borônico. Usando técnicas como espectroscopia de NMR e análise de difração de raios-X de cristal único, os cientistas confirmaram que a chave para o sucesso dessas reações de acoplamento cruzado é o uso de KOτ-Bu como base, uma vez que permite a formação de um borato ativo, essencial para a reação.

p A metodologia descoberta neste estudo fornece uma visão sobre a reação de Suzuki-Miyaura e propõe uma nova maneira na qual as etapas necessárias para usar ácidos borônicos protegidos podem ser minimizadas. Todo o processo de obtenção das moléculas de biarila foi realizado em um único vaso, o que é vantajoso em termos de espaço e custo. O Prof Saito conclui, "Desenvolvemos uma maneira de a reação ser econômica progressiva, características que têm recebido atenção considerável nos últimos anos. Assim, este estudo abre novas possibilidades para o uso de ácidos borônicos protegidos em várias reações de acoplamento. "

p Devido às suas novas descobertas, este estudo foi até selecionado para ser capa da edição de janeiro de 2020 da Catálise ACS . Esperamos que essas descobertas ajudem a simplificar a síntese de moléculas complexas importantes, incluindo drogas farmacêuticas, para que mais pessoas possam se beneficiar dos avanços nas ciências químicas.