solfuro di arile, un composto aromatico in cui lo zolfo è attaccato ad un arile (un gruppo funzionale derivato da un anello aromatico), si trova in materiali biologicamente attivi efficaci contro l'asma, Il morbo di Alzheimer, e cancro. Di conseguenza, i chimici hanno mostrato molto interesse nella sintesi di aril solfuri. Tradizionalmente, Le reazioni di formazione del legame carbonio-zolfo (C-S) tra tioli ed elettrofili arilici catalizzate da metalli di transizione sono state impiegate per la sintesi di solfuri arilici a causa della loro elevata affidabilità. Però, i tioli hanno un odore sgradevole e sono tossici. Potrebbe esserci un modo per sintetizzare solfuri arilici che eviti l'uso di tioli?

Un team di chimici della Waseda University, Giappone, guidato dal professor Junichiro Yamaguchi affronta questa domanda in un recente studio pubblicato nel Giornale della Società Chimica Americana , e ha escogitato una tecnica che fa il lavoro senza tioli. Il team ha preso spunto da uno studio precedente in cui hanno utilizzato un catalizzatore di nichel per sintetizzare esteri aromatici da due composti aromatici. "Nel 2020, abbiamo sviluppato il primo metodo di sintesi di esteri utilizzando reazioni di scambio di anelli aromatici e abbiamo deciso di applicare le conoscenze acquisite da questa reazione per realizzare una sintesi di solfuri senza tioli, " spiega Yamaguchi, parlando dell'origine dello studio.

In questo contesto, il team ha deciso di sintetizzare solfuri arilici ed esteri aromatici. Hanno iniziato facendo reagire 4-tolil solfuro e 4-fenilbenzoato in presenza di un catalizzatore di nichel e hanno scoperto che l'aril solfuro desiderato è stato sintetizzato in presenza di un ligando, dcypt, e un additivo di zinco, Zn(OAc) ₂ .

Incoraggiato dai risultati, il team è passato allo studio del meccanismo della reazione. Hanno fatto reagire l'aril solfuro con il catalizzatore di nichel (Ni(cod) ₂ ) e il ligando, dcypt, e osservato la formazione di un complesso di nichel costituito dal catalizzatore, il ligando, e il solfuro di arile. Questo complesso di nichel potrebbe reagire con l'estere aromatico per formare una coppia di complessi di nichel che potrebbero reagire tra loro per formare il solfuro di arile desiderato.

Da queste reazioni, il team ha concluso che la sintesi dell'aril solfuro catalizzata da Ni si è verificata in una sequenza di passaggi. Inizialmente, l'aril solfuro e gli esteri aromatici sono stati sottoposti a simultanee reazioni di addizione ossidativa al catalizzatore nichel/ligando formando complessi di nichel. Questi complessi di nichel potrebbero impegnarsi in una reazione di scambio arilico per formare una serie di intermedi di nichel. Questo è stato poi seguito dall'eliminazione riduttiva degli intermedi per rigenerare il catalizzatore Ni/ligando e formare il solfuro di arile desiderato.

L'eliminazione riduttiva degli intermedi di nichel, però, ridotto la resa del solfuro di arile. Per combattere questo, il team ha impiegato 2-piridil solfuro, che ha accelerato questo passo limitante, migliorando la resa. Inoltre, il metodo di sintesi ha funzionato con diversi elettrofili arilici come esteri aromatici, derivati ​​dell'arenolo e alogenuri arilici.

"Il metodo di sintesi del solfuro sviluppato può procedere per una varietà di composti bioattivi complessi come il probenecid, flavoni, estrone, fenilalanina, ombrellifero, e derivati ​​-isocupreidina, " commenta emozionato Yamaguchi, contemplando le prospettive della loro nuova tecnica di sintesi. "Per di più, la capacità di utilizzare esteri aromatici ecologici e derivati ​​fenolici come materia prima e piridil solfuro come agente solfuro potrebbe rendere questa tecnologia adatta sia per applicazioni di laboratorio che su scala industriale".