Os químicos da National University of Singapore desenvolveram um método fotoinduzido para a funcionalização de estágio final das ligações carbono-hidrogênio (C-H) em moléculas orgânicas.

A substituição de H em ligações C-H por outros átomos ou substituintes é uma das formas mais cobiçadas de criar moléculas novas e úteis. Embora a ligação C-H possa ser encontrada em quase todas as moléculas orgânicas, é normalmente inativo e, portanto, difícil de funcionalizar. A transformação direta de ligações C-H em grupos funcionais de alquenos versáteis representa uma abordagem econômica para a síntese de olefinas e edição molecular. Na descoberta e desenvolvimento de medicamentos, A funcionalização C-H de estágio avançado oferece uma maneira eficiente de facilitar a preparação de análogos estruturais de alvos com relações de estrutura-atividade aprimoradas ou outras propriedades físico-químicas desejadas sem abordagens de novo.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof Wu Jie do Departamento de Química, NUS, desenvolveu um processo fotocatalítico para alquenilação direta de ligações C-H em alcanos e aldeídos. Nas décadas recentes, as alcenilações catalisadas por metais de transição de arenos e heteroarenos têm sido extensivamente estudadas. Contudo, transformações análogas de alcanos e aldeídos permanecem desafiadoras. Os métodos existentes geralmente sofrem com o uso de metal nobre, quantidades estequiométricas de oxidantes e grande excesso de substratos C-H. Para resolver esses problemas, o grupo de pesquisa usou uma combinação de dois tipos de métodos catalíticos, a catálise de transferência direta de átomo de hidrogênio (com um ânion decatungstato, [C ₁₀ O ₃₂ ] ⁴⁻ ) e a catálise cobaloxima, para a ativação direta e alquenilação de alcanos e aldeídos. Quando esses dois catalisadores funcionam sinergicamente na presença de luz, uma gama diversificada de matérias-primas baratas pode ser facilmente transformada em olefinas valiosas. Outras vantagens desta estratégia incluem um amplo escopo de substrato, alta seletividade de site C-H, excelente seletividade trans dos produtos alcenos, e o uso do substrato C-H como o reagente limitante. Além disso, esta estratégia pode ser aplicada na funcionalização seletiva de estágio final de produtos naturais e moléculas farmacêuticas importantes.

Prof Wu disse, "A funcionalização de estágio final seletiva do sítio de ligações C-H em moléculas complexas desenvolvidas a partir de nossos estudos é uma classe de reações muito útil. Este método pode encontrar ampla aplicação na síntese de olefinas, modificação estrutural de produtos farmacêuticos e síntese de produtos naturais. "

A equipe de pesquisa planeja desenvolver processos catalíticos mais avançados para a funcionalização de estágio final das ligações carbono-hidrogênio.