Esta estratégia de síntese inovadora, que requer compostos iniciais de fácil acesso, permite a formação precisa de moléculas altamente complexas. Crédito:Suguru Yoshida da Universidade de Ciências de Tóquio No campo da química orgânica, os cientistas estão sempre em busca de novos tipos de reações para desbloquear rotas de síntese para compostos desafiadores. A maior parte do progresso que testemunhamos na indústria farmacêutica e agroquímica nas últimas décadas remonta à descoberta de novas vias de reação práticas. Tais vias envolvem frequentemente a substituição selectiva de um grupo funcional por outro, a formação de anéis aromáticos ou a clivagem estratégica de partes de uma molécula. Mas e quanto ao rearranjo dos grupos funcionais existentes dentro de uma molécula?
Também conhecido como “migração de substituintes”, fazer com que um grupo funcional em um anel aromático (como em arenos) salte para uma posição diferente no anel é um processo atraente. Os químicos criaram algumas estratégias para fazer com que os grupos funcionais migrem, mas o processo de síntese fica significativamente mais difícil quando se lida com arenos com um grande número de grupos funcionais. Em particular, é um desafio reorganizar grupos funcionais posicionados próximos ao grupo –OH em fenóis, um tipo básico de anel aromático.
Felizmente, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor associado Suguru Yoshida, da Universidade de Ciências de Tóquio (TUS), no Japão, encontrou recentemente uma solução inovadora para este problema. Em seu artigo, publicado na Chemical Communications , os pesquisadores apresentam uma nova técnica para sintetizar vários benzofuranos por meio de rearranjo molecular preciso e migração de substituintes. Outros membros da equipe incluíram o Dr. Akihiro Kobayashi e o Sr. Shinya Tabata, ambos da TUS.
Os pesquisadores descobriram, para sua surpresa, que ocorreu uma migração incomum de substituintes ao tratar um composto aromático simples conhecido como o-cresol com sulfóxido de alquinila (AS) juntamente com anidrido trifluoroacético (TFAA). Eles descobriram que esta reação produzia parcialmente um composto no qual o grupo funcional que normalmente estaria próximo à posição do grupo –OH (ou posição "orto") estava, em vez disso, na posição vizinha do anel aromático através da formação do anel benzofurano. Isso imediatamente os levou a começar a examinar mais detalhadamente as reações mediadas pelo AS/TFAA.
A equipe finalmente descobriu que quando um fenol substituído reage com AS e TFFA, o TFAA primeiro ativa AS, o que leva ao fechamento de um anel de cinco membros que compartilha um de seus lados com o fenol. Este tipo de molécula resultante é chamada de benzofurano.
Posteriormente, as cargas desequilibradas no benzofurano desencadeiam o que é conhecido como “rearranjo sigmatrópico acelerado por carga”. Simplificando, a formação de compostos intermediários carregados positivamente permite que o grupo funcional orto migre para a posição vizinha no lado fenol.
Os investigadores demonstraram a versatilidade da sua estratégia ao sintetizar uma grande variedade de benzofuranos, alguns dos quais altamente funcionalizados ou mesmo totalmente funcionalizados. Notavelmente, os rendimentos de alguns destes compostos foram excepcionalmente bons e, em todos os casos, a composição dos grupos funcionais não foi danificada ou alterada pelo processo.
“Nosso método de síntese modular nos permitiu produzir diversos benzofuranos altamente substituídos a partir de materiais iniciais facilmente disponíveis por meio de migração de substituintes”, destaca o Dr. "Uma vez que vários benzofuranos já foram utilizados como importantes compostos bioativos, os benzofuranos recentemente acessíveis poderiam ser de grande importância nas ciências farmacêuticas e na agroquímica."
No geral, este estudo revelou uma forma inovadora de simplesmente sintetizar benzofuranos complexos. Os pesquisadores esperam que seus esforços abram caminho para melhores medicamentos anticâncer, antibióticos, fungicidas, herbicidas e muito mais.
Vale ressaltar que as aplicações potenciais de novos benzofuranos altamente funcionalizados vão muito além da farmacêutica e da agroquímica. Eles também poderiam ser usados como ferramentas em pesquisas biológicas, como corantes e pigmentos para têxteis, como fragrâncias e até mesmo como materiais orgânico-eletrônicos ou fluorescentes.
Agora só falta aperfeiçoar esta promissora técnica de síntese e continuar buscando mais formas de controlar a migração de substituintes. “Aplicações para o desenvolvimento de benzofuranos bioativos, a síntese de vários heteroaromáticos através de mecanismos de reação semelhantes e estudos teóricos com cálculos da teoria do funcional da densidade estão em andamento em nosso laboratório”, diz o Dr.
