Os compostos orgânicos no campo da química variam de hidrocarbonetos simples a moléculas complexas, com diversos grupos funcionais adicionados à estrutura principal de carbono. Esses grupos funcionais conferem propriedades químicas distintas aos compostos e participam de diversas transformações químicas, tornando-os importantes precursores para a síntese de compostos mais diversos. Os cientistas têm, portanto, empenhado-se ativamente na criação de moléculas que apresentam grupos funcionais novos e altamente reativos.



Uma dessas classes de compostos são os dibenzotiofenos e seus derivados contendo porções S-óxido ou S,S-dióxido (átomos de enxofre ligados a um e dois átomos de oxigênio, respectivamente). Esses compostos são de especial interesse nas áreas de ciências farmacêuticas, química de materiais e biologia química.

Os dibenzotiofenos consistem em anéis de benzeno fundidos a um anel tiofeno – um anel de cinco membros com quatro átomos de carbono e um átomo de enxofre. Quando os S-óxidos de dibenzotiofeno são expostos à luz UV, eles liberam oxigênio atômico, que é útil para a clivagem do DNA e oxidação da adenosina-S'-fosfossulfato quinase, uma enzima envolvida em processos celulares.

Além disso, a ligação S – O pode ser ativada para introduzir diferentes grupos funcionais, permitindo a criação de uma ampla gama de moléculas com diversas propriedades e aplicações. O método convencional de produção de S-óxidos de dibenzotiofeno funcionalizados envolve a formação de anel de tiofeno seguida de subsequente S-oxidação. No entanto, esta reação é difícil de realizar.

Para resolver isso, o professor associado Suguru Yoshida, Yukiko Kumagai, Akihiro Kobayashi e Keisuke Nakamura da Universidade de Ciências de Tóquio (TUS) desenvolveram um método simples de duas etapas para sintetizar S-óxidos de dibenzotiofeno. O método envolve o acoplamento Suzuki-Miyaura de ésteres de sulfinato substituídos com 2-bromoaril, seguido por uma sulfinilação eletrofílica intramolecular.

Os detalhes do método, publicados na revista Chemical Communications em 10 de janeiro de 2024, abre possibilidades para a criação de uma variedade de importantes moléculas contendo enxofre nas ciências da vida que eram tradicionalmente difíceis de sintetizar usando métodos convencionais.

“Os óxidos de dibenzotiofeno estão chamando a atenção na área da biologia química e vários pesquisadores desenvolveram uma reação utilizando o óxido de dibenzotiofeno, que agora pode ser sintetizada por esse método. Esperamos que esta pesquisa elucide fenômenos de vida envolvendo espécies reativas de oxigênio”, explica Yoshida.

O acoplamento Suzuki-Miyaura é uma reação orgânica amplamente utilizada entre ácidos borônicos e haletos orgânicos, levando à formação de uma nova ligação carbono-carbono. No método proposto, os ésteres sulfinatos reagem primeiro com ácidos arilborônicos na presença de um catalisador de paládio. Em seguida, os compostos biarílicos intermediários são ativados com Tf₂ O, levando à subsequente ciclização por ativação eletrofílica.

Em comparação com o método de oxidação convencional de síntese de dibenzotiofeno, esta abordagem inovadora desenvolvida pelo Dr. Yoshida e sua equipe pode acomodar uma ampla gama de grupos funcionais, incluindo os altamente reativos, permitindo a síntese de óxidos de dibenzotiofeno polissubstituídos não alcançáveis ​​anteriormente.

Usando o método, os pesquisadores sintetizaram óxidos de dibenzotiofeno com uma porção triflato de o-sililarila, um composto útil como local de geração de arina, mas que tende a ser facilmente danificado quando produzido usando métodos convencionais.

A porção triflato de o-sililaril serve como um intermediário reativo útil e pode sofrer várias transformações para produzir arenos altamente substituídos. O método proposto, portanto, não apenas simplifica o método de síntese, mas também abre portas para uma ampla gama de S-óxidos de dibenzotiofeno e seus derivados.

O novo método é um avanço significativo no campo da biologia química. No futuro, os investigadores antecipam que estes compostos podem encontrar aplicações úteis em diversas áreas de investigação, abrindo caminho para inovações e descobertas. “O método proposto pode permitir a síntese de óxidos de benzotiofeno polissubstituídos, que deverão ser úteis em uma ampla gama de campos de pesquisa”, conclui Yoshida.

Mais informações: Yukiko Kumagai et al, Síntese fácil de óxidos de dibenzotiofeno S a partir de ésteres de sulfinato, Chemical Communications (2024). DOI:10.1039/D3CC05703H
Informações do diário: Comunicações Químicas

Fornecido pela Universidade de Ciências de Tóquio