Catalizzatore

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 14251 (2023) Citare questo articolo

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In questo articolo, riportiamo un approccio eco-compatibile per la selenilazione del legame C (sp2) –H di imidazopiridine e altri N-eteroareni, nonché di areni semplici a temperatura ambiente. Questo nuovo protocollo consiste nella reazione tra (N-etero)-areni e il sistema di reagenti diorganil-diseleniuri e acido tricloroisocianurico (TCCA)-etanolo. In un breve tempo di reazione, i prodotti selenilati desiderati sono stati ottenuti regioselettivamente con buone rese, con tolleranza per un'ampia gamma di gruppi funzionali.

La costruzione del legame C–Se sta guadagnando crescente interesse nella sintesi organica, poiché questi composti presentano caratteristiche biologiche affascinanti1,2,3,4. A questo proposito, i diorganil-seleniuri sono ben noti per le loro diverse proprietà biologiche, principalmente le loro attività antiossidanti, antinfiammatorie, anti-Alzheimer e antitumorali5,6,7,8,9. Queste strutture ubiquitarie svolgono un ruolo fondamentale nella moderna sintesi organica e vengono impiegate in numerose reazioni come catalizzatori, ligandi e intermedi sintetici nella sintesi totale, nonché nei liquidi ionici10, 11. Trovano applicazione anche nella scienza dei materiali12. Pertanto, gli studi di ricerca hanno portato a importanti scoperte riguardanti la formazione selettiva del legame C-Se e in questo contesto, un approccio degno di nota sono le reazioni dirette di selenilazione2, 3, 10, 13,14,15,16,17.

Allo stesso modo, gli N-eteroareni, ad esempio, imidazo[1,2-a]piridina (IP), imidazo[2,1-b]tiazolo e indolo sono scaffold privilegiati18,19,20, date le loro applicazioni farmaceutiche, biologiche e nella scienza dei materiali18, 20,21,22. Questi motivi sono presenti in diversi farmaci disponibili in commercio (Fig. 1), evidenziando l'importanza di questi nuclei19,20,21. Pertanto, sono considerate strutture di interesse per la sintesi organica23,24,25,26,27,28.

Imidazo[1,2-a]piridina (IP), indolo e N-eteroareni selenilati biologicamente rilevanti.

Considerando le proprietà terapeutiche degli (N-etero)areni e la rilevanza biologica dei composti organoselenici, l'ibridazione molecolare di queste strutture potrebbe portare a molecole con proprietà biologiche promettenti (Fig. 1)29,30,31. A questo proposito, una nuova metodologia sintetica per costruire il legame C–Se negli (N-etero)areni è diventata un hotspot di ricerca2,3,4, 36,37,38,39,40,41,42,43.

Contrariamente alle reazioni di accoppiamento incrociato, la formazione di organoseleniuri contenenti N-eteroarene tramite la funzionalizzazione del legame C (sp2) −H fornisce un semplice percorso di formazione del legame in un unico passaggio. Questo approccio rimane sottoesplorato, sebbene la funzionalizzazione diretta C – H sia un'alternativa atomicamente economica e più ecologica. Per questo tipo di selenilazione diretta del legame C(sp2)−H di (N-etero)areni con diseleniuri diorganilici, ci sono due possibili percorsi: (a) specie nucleofile da areni, generate in situ44, 45 e (b) specie elettrofile da diseleniuri, generati in-situ46, 47. In termini di praticità, il primo percorso è limitato a causa della portata ristretta del substrato, mentre è altamente auspicabile lo sviluppo di un nuovo metodo che coinvolga l'attivazione di diseleniuri attraverso il percorso successivo.

Sebbene offrano buone caratteristiche, alcuni dei metodi utilizzati in precedenza sono associati a limitazioni in termini di applicabilità/sostenibilità, ad esempio, partner di accoppiamento prefunzionalizzati, solventi non verdi, eccesso di fonte di organoselenio, ambito limitato del substrato, tempi di reazione lunghi ed elevata temperatura, economia a basso contenuto atomico, catalizzatore di metalli di transizione, reagenti maleodoranti e processi a più fasi.

D'altra parte, l'acido tricloroisocianurico (TCCA), un agente di clorazione verde48, è un reagente stabile ed economico, comunemente presente nei prodotti commerciali per la disinfezione delle piscine49. Grazie al suo contenuto di cloro altamente elettrofilo e alla facilità di manipolazione, viene utilizzato come efficiente fonte di cloro in numerose reazioni per la clorurazione di composti organici nonché nelle reazioni di ossidazione50.