viernes, 8 de julio de 2011

Premio Nobel de Química 2010: Reacciones Catalizadas por Complejos de Paladio

La Real Academia Sueca de Ciencias concedió el Premio Nobel de Química a Richard F. Heck (1931, Profesor Emérito de la Universidad de Delaware), Ei-ichi Negishi (1935, Universidad de Purdue) y Akira Suzuki (1930, Profesor Emérito de la Universidad de Hokkaido). La concesión del premio se hizo por su contribución al desarrollo de métodos sintéticos catalizados por complejos de paladio, que han permitido la preparación de miles de compuestos orgánicos de estructuras variadas, útiles en todas las áreas en las que influye la Química: salud, alimentación, agricultura, tecnología, materiales, energía, etc…Después del Premio Nobel de 2005 que fuese concedido a los investigadores Chauvin, Grubbs y Schrock trabajando en un área relacionada (la reacción de metátesis de olefinas) no se pensó que este tema volvería a tener la preponderancia, pero como se vio, nuevamente este tema fue el ícono del avance tecnológico una vez más.
Las reacciones de formacion de enlaces C-C catalizadas por paladio ocupan una posición predominante en Química orgánica. La reacción descubierta de manera independiente por Mirozoki y Heck a comienzo de los años 1970s, que posteriormenete desarrolló Heck, fue pionera y abrió el camino a posteriores desarrollos. La reacción de Heck es el acoplamiento entre una olefina (nucleófilo) y un electrófilo (generalmente un haluro poco reactivo en reacciones de sustitución nucleófila). Reacciones similares a esta son la de Stille, Sonogashira y Negishi que implican el uso de organoestannanos, alquinos terminales, y organozincicos, respectivamente. Otra reacción útil desde el punto de vista sintético es la sustitución nucleófila catalizada por paladio de compuestos alilicos, conocida como la reacción de Tsuji-Trost. Un proceso análogo es la reaccion de Buchwald-Hartwig, que en su variante mas común consiste en el acoplamiento de aminas secundarias con haluros de arilo. Muchas otras reacciones similares (Kumada, Hiyama, Ito, etc.) se han descrito en la bibliografía, pero no son tan versátiles como estas. Esquemas generales de estas reacciones se indican a continuación.
Otro proceso fundamental catalizado por paladio es el conocido como Reacción de Suzuki, la cual consiste en la formación de enlaces carbono-carbono catalizada por paladio mediante el uso de organoboranos. La aplicación mas extendida de esta reacción consiste en la preparación de biarilos y estructuras análogas las cuales son de gran importancia en áreas como la preparación de moléculas biológicamente activas o materiales conjugados con aplicaciones tecnológicas. Desde que fuera descrita por primera vez en el año 1979 por Suzuki esta reacción ha estado sometida a un constante proceso de mejora enfocado a conseguir condiciones de reacción cada vez más suaves y tolerantes con el mayor número de sustratos posibles. Estas mejoras se han centrado principalmente en el desarrollo de aditivos diseñados para actuar como ligandos y entre los que destacan los basados en fosfinas y más recientemente carbonos heterocíclicos. Así, hoy en día es posible llevar a cabo esta reacción a temperatura ambiente incluso empleando los poco reactivos pero económicamente mas asequibles cloruros de arilo como electrófilos. En la figura siguiente se muestra la reacción general y algunas aplicaciones sintéticas.
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Publicado por: Alexander Seminario

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