Conosciuto anche come "migrazione dei sostituenti", far sì che un gruppo funzionale su un anello aromatico (come negli areni) salti in una posizione diversa nell'anello è un processo interessante. I chimici hanno escogitato alcune strategie per far migrare i gruppi funzionali, ma il processo di sintesi diventa notevolmente più difficile quando si ha a che fare con areni con un numero elevato di gruppi funzionali. In particolare, è difficile riorganizzare i gruppi funzionali posizionati accanto al gruppo –OH nei fenoli, un tipo base di anello aromatico.

Fortunatamente, un gruppo di ricerca guidato dal professore associato Suguru Yoshida dell’Università delle Scienze di Tokyo (TUS), in Giappone, ha recentemente trovato una soluzione innovativa a questo problema. Nel loro articolo, pubblicato su Chemical Communications , i ricercatori presentano una nuova tecnica per sintetizzare vari benzofurani attraverso un preciso riarrangiamento molecolare e la migrazione dei sostituenti. Altri membri del team includevano il dottor Akihiro Kobayashi e il signor Shinya Tabata, entrambi del TUS.

I ricercatori hanno scoperto, con loro sorpresa, che si verificava un'insolita migrazione dei sostituenti durante il trattamento di un semplice composto aromatico noto come o-cresolo con alchinilsolfossido (AS) insieme all'anidride trifluoroacetica (TFAA). Hanno scoperto che questa reazione produce parzialmente un composto in cui il gruppo funzionale che sarebbe tipicamente vicino alla posizione del gruppo –OH (o posizione "orto") era invece nella posizione vicina dell'anello aromatico attraverso la formazione dell'anello benzofuranico. Ciò li ha immediatamente spinti a iniziare a esaminare ulteriormente le reazioni mediate da AS/TFAA.

Alla fine il team ha capito che quando un fenolo sostituito reagisce con AS e TFFA, TFAA attiva prima l'AS, il che porta alla chiusura di un anello a cinque membri che condivide uno dei suoi lati con il fenolo. Questo tipo di molecola risultante è chiamata benzofurano.

Successivamente, le cariche sbilanciate sul benzofurano innescano quello che è noto come un “riarrangiamento sigmatropico con accelerazione della carica”. In parole povere, la formazione di composti intermedi caricati positivamente consente al gruppo ortofunzionale di migrare nella posizione vicina sul lato fenolo.

I ricercatori hanno dimostrato la versatilità della loro strategia sintetizzando un’ampia varietà di benzofurani, alcuni dei quali erano altamente funzionalizzati o addirittura completamente funzionalizzati. In particolare, le rese di alcuni di questi composti erano eccezionalmente buone e, in tutti i casi, la composizione dei gruppi funzionali non è stata danneggiata o alterata dal processo.

"Il nostro metodo di sintesi modulare ci ha permesso di produrre diversi benzofurani altamente sostituiti da materiali di partenza facilmente disponibili attraverso la migrazione dei sostituenti", sottolinea il dott. Yoshida. "Poiché vari benzofurani sono già stati utilizzati come importanti composti bioattivi, i benzofurani appena accessibili potrebbero rivestire grande importanza nelle scienze farmaceutiche e nell'agrochimica."

Nel complesso, questo studio ha sbloccato un modo innovativo di sintetizzare semplicemente benzofurani complessi. I ricercatori sperano che i loro sforzi aprano la strada a farmaci antitumorali, antibiotici, fungicidi, erbicidi e altro ancora migliori.

Vale la pena ricordare che le potenziali applicazioni di nuovi benzofurani altamente funzionalizzati si estendono ben oltre la farmaceutica e l’agrochimica. Potrebbero anche essere utilizzati come strumenti nella ricerca biologica, come coloranti e pigmenti per i tessuti, come fragranze e persino come materiali organico-elettronici o fluorescenti.

Ora non resta che perfezionare questa promettente tecnica di sintesi e continuare a cercare nuovi modi per controllare la migrazione dei sostituenti. "Nel nostro laboratorio sono in corso applicazioni allo sviluppo di benzofurani bioattivi, alla sintesi di vari eteroaromatici attraverso meccanismi di reazione simili e studi teorici con calcoli della teoria del funzionale della densità", afferma il dott. Yoshida.