Figura 1. Modo de ativação dos acetais. (A) Classicamente, as ligações do acetal C – O são clivadas de maneira heterolítica. Dois elétrons que constituem uma ligação C – O são removidos por um ativador ácido ([M] +) para fornecer carbocátions. Isso tem sido utilizado para substituição nucleofílica. (B) Na nova estratégia, as ligações do acetal C – O são clivadas de maneira homolítica. Como a ligação C – O reativa e [Ti] fornecem um elétron entre si, um elétron desemparelhado (•) é deixado no substrato. Esta espécie ativa, radical benzil, exibe reatividade distinta derivada do elétron desemparelhado. Crédito:Kanazawa University
Desde 1850, sintetizar éteres envolveu a mesma química fundamental. Agora, pesquisadores do Japão expandiram o kit de ferramentas sintéticas para éteres - usando reagentes baratos e procedimentos fáceis.
Em um estudo publicado recentemente no Boletim da Sociedade Química do Japão , pesquisadores da Universidade de Kanazawa revelaram uma nova síntese química de radicais de carbono a partir de acetais e produziram uma ampla gama de éteres a partir de materiais iniciais desafiadores.
Os éteres são uma classe excitante de compostos químicos que variam de humildes solventes químicos a componentes estabilizadores de algumas vacinas COVID-19 recentes. Um tipo de reação química conhecida como substituição nucleofílica continua a ser o método predominante para a produção de éteres. Isso restringiu o escopo dos éteres possíveis que alguém pode formar. De acordo, os pesquisadores se concentraram em fazer uso de intermediários de reação química conhecidos como radicais de carbono. Atualmente, tal química não foi bem desenvolvida no contexto da síntese de éter a partir de acetais, algo que os pesquisadores da Universidade de Kanazawa pretendiam abordar.
"Recentemente, descobrimos um reagente de titânio barato que será útil para expandir o escopo da síntese de éter, "diz o autor principal e co-autor sênior do estudo Takuya Suga." Esta ideia tem precedência na literatura, mas até hoje, a química indesejada limitou as aplicações práticas. "
Figura 2. Condições e exemplos de reações. O radical benzil gerado foi utilizado para reações de formação de ligações C – C com alquenos. Uma reação anterior entre TiCl4 (tmeda) (reagente Ti mostrado) e Mn proporciona uma espécie de Ti de baixa valência que é responsável pela clivagem C – O. Et3N • HCl fornece um átomo de hidrogênio e encerra o processo de reação. Crédito:Kanazawa University
Para superar os desafios técnicos anteriores, os pesquisadores usaram a química que haviam aplicado anteriormente para formar ligações carbono-carbono. As condições de reação usadas aqui são benignas, mesmo para a química notoriamente desafiadora dos radicais de carbono.
"Os resultados da extensa triagem química foram claros, "explica Yutaka Ukaji, co-autor sênior. “Obtivemos altos rendimentos de produtos, sem muitos produtos colaterais indesejados, ajustando cuidadosamente a composição do reagente de titânio, redutor, e aditivo. "
Além disso, a reação produziu até éteres a partir de materiais iniciais que possuem muitas unidades químicas grandes perto do centro de reação. Por outro lado, é notoriamente desafiador sintetizar éteres a partir de tais materiais de partida.
"Realizamos uma síntese representativa de éter em escala de grama, "diz Suga." Isso é importante para demonstrar que nosso método é confiável e tem aplicações no mundo real. "
Cosméticos, farmacêuticos, e muitos outros produtos dependem das propriedades habilitadas pelos éteres. Os resultados apresentados aqui são especialmente emocionantes porque o titânio é um elemento barato e abundante, e o reagente dos pesquisadores pode ser sintetizado a partir de precursores disponíveis comercialmente. O desenvolvimento posterior expandirá dramaticamente o escopo dos éteres que podem ser sintetizados usando uma reação química moderada.
