Chimica inorganica, scoprire nuove reazioni è una cosa, ma portarli via in modo efficiente è tutt'altra cosa. La formazione di legami carbonio-carbonio è al centro della sintesi organica, permettendoci di unire diversi gruppi funzionali in una serie infinita di composti utili. Ora, I ricercatori dell'Università di Kanazawa hanno perfettamente semplificato una delle più importanti di queste reazioni.

I chetoni insaturi contengono un gruppo C=O e un legame C=C. Se quei due sono separati da un CH ₂ gruppo, il chetone è del tipo "beta-gamma". Abbastanza logicamente, possono essere ottenuti facendo reagire un carbonile C=O con un alcol allilico (contenente C=C). Però, nel solito percorso, questi devono essere preattivati ​​con un metallo e un gruppo uscente organico, rispettivamente, che è laborioso e costoso.

"Reagisce un'aldeide direttamente con un alcol, ed elimini la costosa preattivazione, " dice Hirohisa Ohmiya, autore principale dello studio, pubblicato in Chimica:una rivista europea . "Come ulteriore vantaggio, il sottoprodotto è semplicemente acqua, formato espellendo un atomo H e un gruppo OH. Sfortunatamente, gli atomi di carbonio di cui abbiamo bisogno per reagire normalmente si respingono a vicenda, perché sono entrambi carichi positivamente."

Però, come dimostra lo studio, la reazione disidratante (rilascio d'acqua) può essere stimolata con un classico trucco nell'arsenale del farmacista:umpolung, o invertire la polarità. Il carbonio normalmente elettrofilo (positivo) C=O viene trasformato tramite catalisi. Adescato dalla densità elettronica donata da un catalizzatore di carbene N-eterociclico (NHC), il carbonile diventa un nucleofilo carico negativamente, pronto a reagire con l'alcool elettrofilo.

Sia le aldeidi che gli alcoli allilici sono facilmente disponibili, e il team di Kanazawa ha sintetizzato una varietà di prodotti con una buona resa. Molti composti biologici sono chetoni beta-gamma insaturi, ad esempio il team ha prodotto un derivato steroideo attraverso la reazione selettiva del gruppo C=O di steroidi desiderato. Questa classe di chetoni è anche una tappa importante nel percorso verso molecole più grandi.

Mentre il catalizzatore NHC prepara il substrato carbonilico per la reazione, è necessario un secondo catalizzatore per attivare l'alcol. Questo complesso di palladio legato alla fosfina, generato in situ durante la reazione, forma un catione che subisce allilazione con l'anione NHC/carbonile caricato negativamente. La combinazione di catalizzatori è un chiaro esempio di cooperazione sinergica durante una reazione.

"Questo renderà senza dubbio i chetoni insaturi beta-gamma molto più accessibili, ", afferma l'autore principale Hirohisa Ohmiya. "I chimici hanno una responsabilità nei confronti dell'ambiente come tutti gli altri, quindi la mancanza di sottoprodotti e la natura economica della reazione saranno le principali risorse quando verranno scalate all'industria. La nostra prossima sfida è ideare una versione chiralmente selettiva per la sintesi asimmetrica".