Químicos desarrollan un reactivo estable para la transferencia de átomos de carbono

El profesor Max Martin Hansmann del Departamento de Química y Biología Química y su equipo han desarrollado un nuevo reactivo para añadir selectivamente átomos de carbono a las moléculas. Este prometedor desarrollo para la investigación básica en química orgánica ha sido publicado en Ciencia.

El trabajo de investigación se llevó a cabo en el marco de la beca ERC Starting Grant otorgada al profesor Hansmann en 2022. El Dr. Taichi Koike, investigador postdoctoral y primer autor del artículo, trabaja como investigador Alexander von Humboldt en la Cátedra de Química Orgánica dirigida por el profesor Hansmann.

«La modificación precisa de moléculas a nivel de un solo átomo es una de las transformaciones más elegantes en química orgánica», afirma el profesor Hansmann. Es interesante para los investigadores porque tiene el potencial de permitir el acceso a fármacos complejos en una secuencia sintética más corta. Sin embargo, el desarrollo de reactivos que puedan introducir selectivamente un átomo de carbono es una tarea complicada.

El profesor Max Hansmann y su equipo han conseguido sintetizar un reactivo que puede servir no sólo como fuente de átomos de carbono sino también como reactivo de transferencia multiuso.

«Estamos seguros de que una mayor exploración de la reactividad de este tipo de reactivo facilitará nuevas aplicaciones en la transferencia de átomos de carbono, por ejemplo, como un nuevo reactivo para acceder a cumulenos superiores o en la funcionalización de etapas tardías de estructuras moleculares complejas», afirma el profesor Hansmann.

Para desarrollar el reactivo, el equipo utilizó un método sencillo para estabilizar un átomo de carbono: la coordinación con dos grupos neutros donantes de electrones. Las especies resultantes, conocidas como carbones (L1→C←L2), apenas habían sido exploradas hasta la fecha como fuentes de átomos de carbono.

Los desafíos que implica el uso de carbonos como fuentes de átomos de carbono llevaron a los investigadores a desarrollar un reactivo en el que un átomo de carbono está flanqueado por dos grupos simples y lábiles (PPh₃ y N₂).

En su artículo describen la síntesis del reactivo cristalino y aislable Ph₃P=C=N₂ por un PPh formal₃/NORTE₂ Reacción de intercambio utilizando carbodifosforano Ph₃P=C=PPh₃ y óxido nitroso (N₂O).

Este método sintético es elegante y muy sencillo, ya que no se necesitan azidas, algo que suele ocurrir con los compuestos diazoicos y que supone un riesgo para la seguridad de la síntesis. El profesor Hansmann y su equipo han podido demostrar que este reactivo sirve como reactivo de transferencia altamente selectivo para fragmentos del átomo de carbono sin necesidad de ningún otro aditivo.

Doctor₃Las transferencias de PC a los ambifilos dan como resultado heterocumulenos terminados en iluro de fósforo, CN₂ se transfiere a alquenos en pirazoles multisustituidos. Finalmente, en la reacción con compuestos carbonílicos, se produce una transferencia de átomos de carbono, que da lugar a diversos alquinos o butatrienos.