Marco metálico-orgánico con sitios activos duales en mesoporos diseñados para catálisis sinérgica bioinspirada

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Catálisis
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) ofrecen estructuras porosas ajustables para aplicaciones catalíticas.
• La combinación de ácido de Lewis y la catálisis fotorredóxica dentro de un solo material puede permitir nuevas transformaciones químicas.
• El diseño inspirado en enzimas puede conducir a catalizadores altamente eficientes y selectivos.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar un nuevo marco metal-orgánico bifuncional (MOF) que incorpore sitios catalíticos de ácido de Lewis y fotorreducción.
• Investigar la actividad catalítica del MOF diseñado en reacciones de acoplamiento cruzado reductivo.
• Demostrar la utilidad del catalizador MOF en la síntesis de compuestos farmacéuticos valiosos.

Principales métodos:

• Síntesis de un ligando mixto a base de aluminio MOF (Al-MOF, 1) mediante el uso de 2,2'-bipiridil-5,5-dicarboxilato (dcbpy) y 1,4-benzenodiacrilato (pdac) ligandos.
• Modificación post-sintética del Al-MOF para introducir fuertes sitios ácidos de Lewis Al-OTf y sitios fotorredóxicos activos [Ir(ppy) 2 ((dcbpy) ]+, dando el catalizador bifuncional 1-OTf-Ir.
• Evaluación catalítica de 1-OTf-Ir en reacciones de acoplamiento cruzado reductor que involucran ésteres de N-hidroxiftalímida o cetonas de bromometilo de arilo con vinilo o alquinilazarenos.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa del MOF bifuncional inspirado en la enzima (1-OTf-Ir) con funciones catalíticas de ácido de Lewis y fotorreducción integradas.
• 1-OTf-Ir demostró una alta eficiencia en la catalización del acoplamiento reductivo de varios sustratos para producir diversos derivados de azaareno.
• El catalizador permitió la síntesis directa de los fármacos anticolinérgicos feniramina y clorfeniramina.

Conclusiones:

• El MOF inspirado en la enzima (1-OTf-Ir) desarrollado representa una nueva plataforma para la catálisis sinérgica del ácido de Lewis y la fotorreducción.
• Este MOF bifuncional proporciona una estrategia eficaz para la síntesis de estructuras azaarenas complejas.
• El sistema catalítico es prometedor para la producción eficiente y escalable de agentes farmacéuticos.