{"id":134544,"date":"2020-10-22T11:33:21","date_gmt":"2020-10-22T10:33:21","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=134544"},"modified":"2020-10-22T11:33:21","modified_gmt":"2020-10-22T10:33:21","slug":"sintesis-de-isotiazoles-mediante-fotocatalisis-una-estrategia-sostenible-para-la-creacion-de-enlaces-n-s","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2020\/10\/22\/134544","title":{"rendered":"S\u00edntesis de Isotiazoles mediante Fotocat\u00e1lisis: Una Estrategia Sostenible para la Creaci\u00f3n de Enlaces N-S"},"content":{"rendered":"

Autores:<\/strong> Sara Cembell\u00edn, Mar\u00eda Jes\u00fas Cabrera, Adnane Halima-Salem, Mateo Berton, Leyre Marzo, M. Carmen Maestro y Jos\u00e9 Alem\u00e1n (Grupo FRONCAT – Universidad Aut\u00f3noma de Madrid)<\/strong><\/p>\n

Resumen:<\/strong> Gracias a la fotocat\u00e1lisis se ha desarrollado una nueva s\u00edntesis de isotiazoles m\u00e1s sostenible, simple y eficaz, que utiliza materiales de partida abundantes y baratos, como son los compuestos carbonil\u00edcos y un auxiliar de \u03b1-amino-oxi\u00e1cido. Esta estrategia presenta condiciones de reacci\u00f3n suaves y una amplia tolerancia a grupos funcionales, erigi\u00e9ndose como una nueva opci\u00f3n respetuosa con el medio ambiente para preparar estos importantes heterociclos. Adem\u00e1s, el valor sint\u00e9tico del m\u00e9todo descrito queda patente con la preparaci\u00f3n de un derivado de un producto natural y la implementaci\u00f3n de la reacci\u00f3n en flujo continuo.<\/p>\n

Abstract:<\/strong> A sustainable synthesis of isothiazoles has been developed using an \u03b1-amino-oxy acid auxiliary and applying photoredox catalysis. This simple strategy features mild conditions, broad scope and wide functional group tolerance representing a new enviromentally friendly option to prepare these highly valuable heterocycles. Furthermore, the synthetic value of the method is highlighted by the preparation of a natural product derivative and the implementation of the reaction in a continuous flow setup.\u00a0<\/strong><\/p>\n

Hemos descrito una nueva una metodolog\u00eda, utilizando la luz visible, para s\u00edntesis de isotiazoles que son importante compuestos bioactivos.<\/strong><\/p>\n

Los isotiazoles, heterociclos arom\u00e1ticos que presentan un enlace N\u2212S en su estructura, aparecen en un gran n\u00famero de productos naturales, f\u00e1rmacos, y otros compuestos con importante actividad biol\u00f3gica, como la ziprasidona, un antipsic\u00f3tico ampliamente usado en el tratamiento de la esquizofrenia.\u00a0 Los m\u00e9todos de s\u00edntesis tradicionales para la preparaci\u00f3n de isotiazoles requieren usualmente de condiciones de reacci\u00f3n dr\u00e1sticas, como temperaturas elevadas o el uso de metales de transici\u00f3n, por lo que la b\u00fasqueda de nuevos m\u00e9todos de s\u00edntesis m\u00e1s sostenibles y beneficiosos con el medio ambiente resulta de gran utilidad en la qu\u00edmica org\u00e1nica actual.<\/p>\n

Teniendo en cuenta el avance experimentado en los \u00faltimos a\u00f1os, y las m\u00faltiples ventajas de la fotocat\u00e1lisis, la cual permite utilizar la luz visible como fuente de energ\u00eda para llevar a cabo transformaciones utilizando condiciones de reacci\u00f3n m\u00e1s suaves, se pens\u00f3 que la generaci\u00f3n de radicales iminilo a trav\u00e9s de procesos fotorredox podr\u00eda representar una buena alternativa para la preparaci\u00f3n de estos interesantes heterociclos. A pesar del gran desarrollo del \u00e1rea de la fotocat\u00e1lisis y de la importancia de los radicales iminilo en la creaci\u00f3n de mol\u00e9culas m\u00e1s complejas, la formaci\u00f3n de estas especies empleando luz visible a trav\u00e9s de reacciones de oxidaci\u00f3n no hab\u00eda sido ampliamente estudiada y hasta la fecha s\u00f3lo exist\u00edan tres transformaciones que implicaran una ciclaci\u00f3n intramolecular utilizando la citada estrategia, quedando todas ellas limitadas a la formaci\u00f3n de enlaces C\u2212N.<\/p>\n

El grupo de investigaci\u00f3n FRONCAT (www.uam.es\/jose.aleman<\/a>), liderado por el profesor Alem\u00e1n,\u00a0 ha presentado el primer ejemplo de formaci\u00f3n de enlaces N\u2212S a partir de radicales iminilo generados por transferencia electr\u00f3nica oxidativa. \u00c9sto supone una nueva aproximaci\u00f3n m\u00e1s eficiente, ecol\u00f3gica y econ\u00f3mica para la s\u00edntesis de isotiazoles. La citada trasformaci\u00f3n se llev\u00f3 a cabo utilizando \u03b1-imino-oxi \u00e1cidos como materiales de partida y luz visible como fuente de energ\u00eda.<\/p>\n

La investigadora Sara Cembellin afirma que en el estudio del alcance de la reacci\u00f3n se encontr\u00f3 que \u00e9sta mostraba una gran tolerancia a diferentes grupos funcionales. As\u00ed, una amplia de gama de oximas arom\u00e1ticas sustituidas tanto con grupos electrodadores como electroatractores, pudieron utilizarse para preparar los correspondientes benzoisotiazoles con rendimientos generalmente muy buenos.\u00a0 Adem\u00e1s, todas las posiciones del anillo arom\u00e1tico pudieron ser sustituidas en los materiales de partida, incluidas las m\u00e1s cercanas al carbono im\u00ednico, y grupos potencialmente sensibles en condiciones dr\u00e1sticas de reacci\u00f3n, como los dioxolanos o los grupos benciloxi, se conservaron con \u00e9xito en los benzoisotiazoles finales, confirmando as\u00ed las condiciones suaves del protocolo descrito.<\/p>\n

El valor sint\u00e9tico de esta transformaci\u00f3n qued\u00f3 demostrado con su aplicaci\u00f3n en oximas derivadas de distintos heterociclos presentes en mol\u00e9culas bioactivas, como furanos, tiofenos, piridinas y quinolinas. Asimismo, tambi\u00e9n se toleraron como sustratos adecuados aldoximas y difeniloximas, as\u00ed como seleniuros, los cuales dieron lugar a los correspondientes benzoselenazoles con excelentes resultados. Finalmente, el m\u00e9todo desarrollado pudo ser aplicado con \u00e9xito a la preparaci\u00f3n de mol\u00e9culas de gran inter\u00e9s para la industria farmac\u00e9utica con la s\u00edntesis de un derivado de la mol\u00e9cula brassilexina, un producto natural con una potente actividad antif\u00fangica.<\/p>\n

El mecanismo de la reacci\u00f3n se estudi\u00f3 detalladamente utilizando para ello diferentes t\u00e9cnicas entre las que se engloban, entre otras, las mediciones ciclovoltamperom\u00e9tricas de los sustratos de partida, los espectros de absorci\u00f3n y emisi\u00f3n de los materiales y sustancias implicados en el proceso o los experimentos de fluorescencia, realizados tanto en estado estacionario como resueltos en tiempo.<\/p>\n

Por \u00faltimo, y debido a las condiciones \u201cverdes\u201d de la metodolog\u00eda descrita, se decidi\u00f3 aplicar nuestra s\u00edntesis de isotiazoles mediada por luz visible a las condiciones de flujo. As\u00ed pudimos llevar a cabo la preparaci\u00f3n de los compuestos deseados de forma secuencial y en una menor cantidad de tiempo, obteniendo un rendimiento\/hora unas 140 veces mayor que el obtenido en condiciones normales, lo que nos muestra las grandes posibilidades que ofrece nuestra metodolog\u00eda de ser aplicada a la producci\u00f3n en gran escala.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Referencia bibliogr\u00e1fica:<\/strong><\/p>\n

Cabrera, M. J.; Cembell\u00edn, S.; Halima-Salem, A.; Berton, M.; Marzo, L.; Miloudi, A.; Maestro, M. C.; Alem\u00e1n, J. \u201cMetal-free visible light-promoted synthesis of isothiazoles: a catalytic approach for N\u2013S bond formation from iminyl radicals under batch and flow conditions<\/strong>\u201d Green Chem., <\/em>2020<\/strong>, 22<\/em>, 6792.<\/p>\n

Contacto:<\/strong><\/p>\n

Sara Cembell\u00edn, Investigadora Juan de la Cierva del Grupo FRONCAT\u2013\u00a0sara.cembellin@uam.es<\/a><\/p>\n

M. Carmen Maestro, Profesora del Grupo FRONCAT \u2013 carmen.maestro@uam.es<\/a><\/p>\n

Jos\u00e9 Alem\u00e1n, Responsable del Grupo FRONCAT e Investigador responsable del Grupo FRUAM del Programa FotoArt-CM \u2013 jose.aleman@uam.es<\/a><\/p>\n

Coordina FotoArt-CM: V\u00edctor A. de la Pe\u00f1a O\u00b4Shea, Instituto IMDEA Energ\u00eda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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