facebook twitter youtube intagram
  • UAM

Un nuevo método utiliza la luz como fuente de activación en procesos químicos

Un equipo de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desarrollado una nueva metodología que permite la síntesis de sistemas alílicos funcionalizados con control de la estereoquímica, utilizando la luz como fuente de energía y sin la necesidad de utilizar metales de transición altamente tóxicos. El trabajo se publica en Nature Communications.

 

La clave del éxito del trabajo fue el descubrimiento de una familia de catalizadores derivados de 10-fenilfenotiazina, que en presencia de luz pasan a un estado excitado y que, mediante un proceso redox, transfieren un electrón al sistema alílico. /UAM

La preparación de compuestos alílicos sustituidos ha atraído el interés de muchos científicos debido a su utilidad como materiales de partida en síntesis orgánica. Las estrategias más utilizadas para la funcionalización de sistemas alílicos son la reacción de Tsuji-Trost, que se basa en metales de transición, generalmente tóxicos; y el uso de ácidos de Lewis, que son derivados de metales. 

Durante la última década, el uso de la fotocatálisis, basada en el uso de moléculas foto activas como catalizadores, ha abierto la puerta al desarrollo de nuevos métodos sintéticos que dan acceso a una amplia gama de moléculas activas, generalmente radicales, generadas en presencia de luz, las cuales, siguiendo distintas vías, dan acceso a productos de gran valor farmacológico y agrícola. Un ejemplo de ello es la reacción de arilación fotocatalítica, descrita por primera vez hace cinco años.
Ahora, el equipo de investigación Froncat de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desarrollado una nueva metodología que permite la síntesis de sistemas alílicos funcionalizados con control de la estereoquímica (isómero Z o E en el doble enlace), utilizando la luz como fuente de energía y sin la necesidad de utilizar metales de transición tóxicos.
“Esto no había podido desarrollarse hasta ahora debido a que no se había encontrado un fotocatalizador capaz de absorber luz y que tuviera unos potenciales redox suficientes para romper un enlace C-O y formar el carbocatión necesario para dar lugar a la reacción deseada”, declara José Alemán, investigador de la UAM y director del equipo que llevó a cabo el trabajo.

- Publicidad -


Fotocatalizador

La clave del éxito de este trabajo fue el descubrimiento de una familia de catalizadores derivados de 10-fenilfenotiazina, que en presencia de luz pasan a un estado excitado (de mayor energía) y que, mediante un proceso redox, transfieren un electrón al sistema alílico (reducción), provocando la ruptura de un enlace C-O y generando el radical alilo.
Posteriormente, estos mismo fotocatalizadores oxidados son capaces de coger un electrón (reduciéndose) del radical formado, y formar el intermedio catiónico que por reacción con moléculas ricas en electrones (heterociclos, alcoholes y aminas) dan lugar a la formación de los derivados alílicos funcionalizados deseados.
El trabajo, publicado en Nature Communications, también describe por primera vez la síntesis de compuestos alílicos con estereoquímica Z en el doble enlace, a partir de los correspondientes acetatos de alilo con estereoquímica E.
“Esto supone un gran avance debido a que todas las metodologías descritas hasta el momento para la funcionalización de sistemas alílicos daban lugar únicamente a los compuestos con estereoquímica E y nunca a los Z”, señala José Alemán.
“Además —añade el investigador—, dependiendo del catalizador utilizado y de la longitud de onda de la luz utilizada, UV o azul, se pueden sintetizar los compuestos Z o E de manera cromoselectiva, es decir, obteniendo uno u otro isómero según la luz utilizada”.

En colaboración con el grupo del doctor Víctor de la Peña O’Shea, del instituto IMDEA Energía, los investigadores lograron determinar el mecanismo que controla esta reacción fotocatalizada. Para ello fue necesario realizar estudios de fotólisis de destello láser, diferentes pruebas mecanísticas y fotoquímicas, y cálculos DFT.
“La conjunción de todo ello ha permitido establecer que, posiblemente, la reacción transcurre a través del ataque de un nucleófilo a un catión alílico intermedio. Hay que destacar que es la primera vez que se describe la formación de un carbocatión en reacciones fotocatalizadas”, concluye José Alemán.

Universidad Autónoma de Madrid

Jóvenes investigadores de la UAM y la Complutense rompen bulos sobre el Cambio Climático

Diciembre 10, 2019 UAM
La Universidad Autónoma de Madrid acoge el próximo martes día 10 la jornada El Cambio Climático Contado por Expertos en el Salón de Actos del Edificio de Biología de la Facultad de Ciencias a las 12.30 h.
Cartel de la jornada

La Universidad Autónoma de Madrid acoge una jornada sobre 'Derecho Climático y Gobernanza' con motivo de la COP25

Diciembre 03, 2019 UAM
La Facultad de Derecho acogerá el próximo 6 de diciembre el Día de Derecho Climático y Gobernanza que se organiza con motivo de la COP25. El DDCG es un evento de gran alcance internacional que se celebra anualmente en el marco de la Convención Marco de…

La Universidad Autónoma de Madrid organiza una jornada sobre innovaciones en la actividad física y el deporte

Diciembre 02, 2019 UAM
La Universidad Autónoma de Madrid​ ha celebrado​ ‘InnoUAM_Deporte’, una jornada en la que investigadores de la UAM y representantes de empresas e instituciones del sector del deporte, la educación y la salud han dado a conocer sus principales innovaciones y…

La UAM y FUNDACIÓN LaLiga firman un acuerdo de colaboración para formar a los cuerpos técnicos de LaLiga Genuine Santander

Noviembre 27, 2019 UAM
El acuerdo comprende la creación de un curso académico exclusivo para los entrenadores sobre fútbol y discapacidad intelectual
Imagen del cartel

La UAM acoge el II Encuentro Académico sobre ‘El futuro del trabajo. Políticas de empleo: evolución y evaluación’

Noviembre 26, 2019 UAM
• La iniciativa, coordinada por la UAM y la OIT, tiene como objetivo abordar los retos que el futuro del trabajo plantea en el ámbito de la política laboral• Al acto inaugural, presidido por el rector Rafael Garesse, acudirá la ministra de Trabajo en…

Coprolitos de hace 126 millones de años revelan nuevas relaciones tróficas del Mesozoico

Noviembre 22, 2019 UAM
Los celacantos y pterosaurios se alimentaban de peces picnodontiformes en los periodos más húmedos del yacimiento barremiense de Las Hoyas. Las pruebas de esta interacción trófica, poco frecuente en el registro fósil mundial, han sido presentadas por…
 - Publicidad - 

Lo más leído de la semana

IVECO