Acoplamento transversal seletivo de compostos de lítio reativos tornados possíveis

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Acoplamento transversal seletivo de compostos de lítio
reativos tornados possíveis
Um novo catalisador facilita o primeiro protocolo geral para o acoplamento cruzado de cloretos de arila e
reagentes reativos de organolítio.
Crédito da imagem: RUB, Marquard
Dentro do reino da química sintética, a formação de ligações carbono-carbono através do acoplamento
cruzado catalisado por paládio revolucionou a maneira pela qual os químicos poderiam construir e
montar moléculas. Essa contribuição para o kit de ferramentas sintéticas foi tão impactante que o Prêmio
Nobel de Química de 2010 foi concedido a Richard Heck, Ei-ichi Negishi e Akira Suzuki “para
acoplamentos cruzados com paládio em síntese orgânica”.
Igualmente emocionantes são as inúmeras inovações dentro desta química que expandem seu escopo e
capacidades. Em um artigo recente publicado em Angewandte Chemie, a professora Viktoria Doschlein-
Gessner, da Universidade do Ruhr Bochum, e seu grupo relatam um avanço recente nessa área.
Os compostos de organolítio são reagentes úteis na química sintética, usados para criar ligações
carbono-carbono para construir andaimes moleculares. Enquanto eles são encontrados extensivamente
em síntese, eles são limites elevados de reatividade suas aplicações. “Devido às suas propriedades
especiais, eles são indispensáveis em muitas aplicações, mesmo em escala industrial”, diz D?schlein-
Gessner. “No entanto, a alta reatividade muitas vezes também leva a reações colaterais indesejadas.
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Como resultado, os compostos de organolítio têm sido até agora considerados apenas de forma
limitada, ou mesmo não, para algumas aplicações.
Dentro do contexto de reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio, os compostos de
organolítio geralmente não são usados, mas são convertidos para parceiros de acoplamento mais
adequados, como organoboronatos tradicionalmente usados em acoplamentos cruzados Suzuki. Isso
ocorre porque, durante a reação, os reagentes de organolítio são muito reativos e levam a uma série de
subprodutos indesejados que limitam a eficiência da reação. Mas Doschlein-Gessner e sua equipe foram
capazes de superar essas limitações usando um novo catalisador de fosfina-paládio que ajuda a
suprimir essas reações colaterais.
Em seu estudo, eles foram capazes de acoplar seletivamente dois átomos de carbono usando diferentes
compostos de organolítio com parceiros de acoplamento de arila, que são difíceis de usar em reações
cruzadas. Antes do artigo de D?schlein-Gessner, não havia protocolos gerais para o acoplamento
desses dois parceiros na literatura.
Ciclo catalítico da reação de Murahashi com reações laterais
De acordo com o artigo, a limitação generalizada surge do fato de que os cloretos de aril são difíceis de
usar porque sua adição ao catalisador (em um passo chamado adição oxidativa) é lenta a baixas
temperaturas e a adição de seus parceiros de organolítio (especialmente reagentes de alilótio) é
bastante rápida. Isso resulta em reações laterais desejadas, como o acoplamento de reagentes de
organolítio com eles mesmos, em vez de com os cloretos de aril. “Assim, o acoplamento de cloretos de
aril com reagentes de alquilo-lítio representa o problema de combinação e não resolvido mais
desafiador”, escreveram os autores em seu estudo.
Para contornar este e outros problemas mecanicistas, ligantes ricos em elétrons são geralmente ligados
ao catalisador para acelerar a adição oxidativa de halois de ariil a temperaturas mais leves. Embora isso
tenha funcionado em outros casos, D?schlein-Gessner observa que esses ligantes parecem atingir um
limite quando se trata de compostos de alquillitio.
Isso levou a equipe a desenvolver uma nova classe de ligantes de fosfina ricos em elétrons chamados
YPhos, que são doadores extremamente fortes. “Isso nos encorajou a testar esses ligantes para suas
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atividades no acoplamento de compostos organolítios, incluindo alquilólitos com cloretos de aril, o que
nos levou ao desenvolvimento do primeiro protocolo de reação geralmente aplicável”, escreveu a equipe.
O que é atraente sobre a reação é que não são necessários aditivos adicionais e isso pode ser feito à
temperatura ambiente. Isso não só expande o arsenal de reações de acoplamento cruzado, mas
significa que as etapas intermediárias podem ser evitadas, o que resulta em menos resíduos de metal-
sal. A reação mostrou-se altamente seletiva, mesmo quando realizada na escala de vários gramas de
material, o que é bastante importante para que o catalisador seja usado em escala industrial.
“Sua atividade particular não é apenas vantajosa nas reações descritas, mas também oferece melhorias
para inúmeras outras transformações em quase todas as áreas de síntese química fina”, disse D?
schlein-Gessner. Além da produção de produtos farmacêuticos e produtos químicos para a agricultura,
estes incluem fragrâncias e materiais para diodos emissores de luz orgânicos.
Referência: Viktoria H. Gessner, et al. Acoplamento direto eficiente de cloretos de Aryl com Reagentes
de Alquil, Angewandte Chemie International Edition (2020). DOI: 10.1002/anie.202008866
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202008866