Pesquisadores usam radicais cetil para uma nova reação multicomponente

Os três reagentes e suas ligações:radical do tipo cetil à esquerda, 1,3-dieno no centro e o sulfinato nucleófilo à direita. Os átomos reativos e a ligação que estão sendo formadas são destacados em amarelo (cetil carbono e primeira ligação C-C) e laranja (átomo nucleófilo de enxofre e segunda ligação C-S). O complexo de paládio cataliticamente ativo, com o centro de paládio destacado em laranja, é visível ao fundo. Crédito:WWU – Peter Bellotti

Um uso mais sustentável dos recursos químicos faz parte da Agenda 2030 das Nações Unidas. Os químicos sintéticos estão, portanto, trabalhando para projetar e realizar sínteses eficientes. Dentro do arsenal do químico orgânico sintético, os processos que ligam várias moléculas (parceiros de acoplamento) em uma única etapa – as chamadas reações multicomponentes (MCRs) – desempenham um papel central. Estas são consideradas tecnologias sustentáveis e amigas do ambiente para a produção rápida de estruturas complexas e fármacos numa única etapa de reação. Uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor de química Frank Glorius (Universidade de Münster) e pelo Dr. Huan-Ming Huang (Universidade de Münster e ShanghaiTech University) conseguiu pela primeira vez usar os chamados radicais cetil para um novo MCR. Este estudo foi publicado na revista recém-fundada Nature Synthesis .
"Os radicais cetil são espécies muito importantes na química sintética. Eles são frequentemente usados na síntese de produtos naturais complexos. No entanto, as transformações químicas catalíticas que usam radicais cetil permanecem desafiadoras. Sua formação geralmente requer condições de reação 'duras' com alta temperatura Os radicais também podem ser não seletivos em suas vias de reação, o que significa que são difíceis de controlar", explica Huan-Ming Huang.

A equipe de pesquisa usou radicais cetil e catálise de paládio excitados por luz visível para criar um MCR entre vários parceiros de acoplamento. Ao selecionar os parceiros de acoplamento (aldeídos, 1,3-dienos e vários nucleófilos), os pesquisadores levaram em consideração vários aspectos:Quais substâncias são necessárias para que a reação ocorra, quais estão prontamente disponíveis e quais produtos são úteis?

“Conseguimos domar os radicais do tipo cetil combinando luz visível com pequenas quantidades de um catalisador de paládio disponível comercialmente”, diz o coautor Peter Bellotti. "Esta abordagem operacionalmente simples, redox-neutra e, portanto, ambientalmente amigável pode se tornar uma plataforma geral para a construção dos chamados motivos complexos de álcool homoalílico, um motivo estrutural frequentemente usado em química sintética. A síntese de uma etapa de intermediários-chave que podem ser convertidos em produtos valiosos é a prova da versatilidade dessa abordagem."

Além das capacidades sintéticas deste método, a equipe investigou as complexidades mecanicistas usando uma análise mecanicista experimental combinada e cálculos da teoria funcional da densidade (DFT). "Prevemos que a combinação de luz visível com metais de transição, como o paládio, possa inspirar outras transformações sintéticas imprevistas além das reações catalisadas estabelecidas", diz Frank Glorius. + Explorar mais