LA LUZ AZUL Y EL COBRE FORMAN UN GRAN EQUIPO

Noelia Martínez Pérez

En el amplio campo de la química orgánica, las reacciones radicalarias, aunque protagonizan rutas sintéticas eficientes, están obstaculizadas por tener que emplear reactivos tóxicos, como peróxidos o derivados de estaño, para activar los sustratos y formar especies radicalarias. Sin embargo, se está desarrollando el uso de luz azul combinada con un catalizador de cobre(I), para iniciar una más amplia gama de estas reacciones, en condiciones suaves, seguras y respetuosas con el medioambiente.

Esta técnica se conoce como fotocatálisis o catálisis fotorredox y consiste en activar los complejos de cobre con luz visible, para que éste pueda activar de forma eficiente sustratos, en este caso, orgánicos. Dichos complejos son más económicos y menos dañinos para el medio ambiente que los fotocatalizadores que normalmente se utilizan.

Christofer et al.¹, inspirados por las investigaciones de McMillin, Kutal², Mitani³, Sauvage⁴ y König⁵, desarrollan la síntesis y aplicación del fotocatalizador [(DPEPhos)(bcp)Cu]PF₆, utilizando tiras de LED azules.

Figura 1: Síntesis del complejo de Cu(I).

Son capaces de llevar a cabo ciclaciones radicalarias reductoras de haluros orgánicos, ciclaciones dominó, arilaciones de arenos, así como de sintetizar inhibidores contra el cáncer, obteniendo rendimientos razonables. Esto es posible gracias al ciclo catalítico inusual que se da, utilizando un reductor de sacrificio: Cu(I)/Cu(I)*/Cu(0).

Figura 2: Ciclaciones radicales dominó

La catálisis fotorredox es un área de investigación activa y prometedora en campos como la medicina, la síntesis química, la ciencia de los materiales o la química ambiental.

Referencias

[1] C. Deldaele, B. Michelet, H. Baguia, S. Kajouj, E. Romero, C. Moucheron, .G. Evano, Chimia, 2018, 72, 621.

[2] P. A. Grutsch, C. Kutal, J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 4228.

[3] M. Mitani, I. Kato, K. Koyama, J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6719.

[4] J.-M. Kern, J.-P. Sauvage, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1987, 546.

[5] I. Ghosh, T. Ghosh, J. I. Bardagi, B. König, Science 2014, 364, 725.

LÍQUIDOS IÓNICOS, UNA ALTERNATIVA SOSTENIBLE

Ana Castell Martínez

Los 4H-piranos son compuestos heterocíclicos con múltiples usos medicinales entre los que destacan actividades antitumorales, antialérgicas, antibacterianas y antioxidantes. Generalmente, la síntesis de estos compuestos se lleva a cabo utilizando catalizadores tóxicos y que producen un gran número de subproductos no reciclables, perjudicando gravemente al medio ambiente.

Como alternativa a estos catalizadores contaminantes, M. Honarmand et al. han sintetizado el líquido iónico 3-hidroxipropano-1-sulfonato de trietanolamonio [TEA][HPS] específico para la síntesis de 4H-piranos [1].

Este líquido iónico posee una doble actividad catalizador-disolvente. Su síntesis consta de un solo paso a partir de trietanolamina, ácido 3-hidroxipropano-1-sulfónico y etanol:

Figura 1. Síntesis del líquido iónico [TEA][HPS]

La eficiencia de este líquido iónico en la síntesis de 4H-piranos se ha comparado con investigaciones previas utilizando otros catalizadores. Los mejores resultados se obtienen para [TEA][HPS] con altos rendimientos (91-98%), tiempos de reacción cortos (5-20 min), en condiciones suaves y sin la formación de subproductos.

Figura 2. Síntesis de 4H-piranos utilizando [TEA][HPS] 

Por tanto, el líquido iónico sintetizado proporciona grandes ventajas a esta síntesis: experimentación simple, excelentes rendimientos y alta eficiencia. Además, la elevada reciclabilidad y alta biodegradabilidad del líquido iónico lo convierten en la mejor alternativa sostenible para la síntesis de 4H-piranos.

 [1]. Honarmand, M., Tzani, A., & Detsi, A. (2019). Synthesis of novel multi-OH functionalized ionic liquid and its application as dual catalyst-solvent for the one-pot synthesis 4H-pyrans. Journal of Molecular Liquids, 290, 111358