Figura 1:Schema che mostra la progettazione della protoborazione remota per ottenere la borilazione selettiva in posizioni β meno attivate. Credito:Università Nazionale di Singapore
I chimici dell'Università nazionale di Singapore hanno scoperto un modo per ottenere la borilazione selettiva del sito degli alcheni utilizzando catalizzatori a base di ferro abbondanti in terra per facilitare la sintesi di sostanze chimiche di alto valore.
A causa dei loro numerosi attributi desiderabili, Le molecole contenenti boro svolgono un ruolo chiave nella scoperta di farmaci e fungono da precursori indispensabili per diversi prodotti chimici che vanno dai prodotti farmaceutici ai materiali polimerici. In tale contesto, un approccio interessante per accedere ai composti organoboro alifatici comporta l'idroborazione catalitica o la protoborazione di doppi legami carbonio-carbonio (C-C), reazioni in cui idrogeno e boro sono entrambi aggiunti ad un alchene. Una variante moderna di questo processo comporta la borilazione remota, per cui il boro viene inserito lontano dal sito reattivo iniziale. Però, i metodi esistenti spesso portano a borilazioni al capolinea o alle posizioni attivate geminali (α) alle unità funzionali. Installare l'ambito gruppo Boryl in posizioni non attivate è una sfida formidabile.
Un team di ricerca guidato dal Prof KOH Ming Joo, del Dipartimento di Chimica, NUS ha sviluppato una nuova trasformazione catalitica nota come protoborazione remota. In questo sistema, un singolo complesso a base di ferro promuove l'isomerizzazione degli alcheni seguita dall'addizione sito-selettiva di proto-borile al legame C=C. Così, il boro può essere installato in posizioni tipicamente meno attivate vicinali (β) a gruppi funzionali comuni. Il protocollo ha una portata e un'utilità significative nella sintesi di composti clinicamente rilevanti.
Figura 2:Schema che mostra l'utilità della borilazione β-selettiva nella sintesi chimica e nelle reazioni convergenti e divergenti regioselettive. Credito:Università Nazionale di Singapore
Studi meccanicistici dettagliati hanno rivelato che il successo della protoborazione remota risiede nella generazione in situ di due specie catalitiche di organoferro (ferro-idruro e ferro-borile) che operano in sinergia. Facendo leva su queste intuizioni, il team ha dimostrato che le miscele di regioisomeri alcheni (in materie prime chimiche non raffinate) possono essere convertite in un unico prodotto, e può essere realizzato l'accesso selettivo ai regioisomeri borilalcani da un substrato di alchene.
Il professor Koh ha detto, "I due intermedi catalitici organoferro possiedono profili di reattività diversi, permettendo loro di coesistere e reagire in modo selettivo. Un fattore chiave di controllo è la quantità di sorgente di protoni presente, generato avventiziamente in situ o aggiunto esogenamente alla miscela di reazione. Questo aiuta a regolare i tassi relativi di isomerizzazione e protoborazione degli alcheni".
"Questa scoperta ha enormi implicazioni al di là della protoborazione remota. Se possiamo manipolare con precisione la posizione degli spostamenti degli alcheni e il successivo inserimento del proto-borile, possiamo potenzialmente installare boro in qualsiasi posizione desiderata di una molecola organica. Le intuizioni acquisite dai nostri studi dovrebbero far avanzare gli sforzi generali verso questo obiettivo finale, " ha aggiunto il prof.
Il team di ricerca prevede di applicare i nuovi concetti per affrontare altre sfide relative alle funzionalizzazione sito-selettive di molecole organiche per la sintesi di importanti composti di interesse.
