Cicloadición cruzada intermolecular [2 + 2] promovida por la fotosensibilización de tripletes de luz visible: acceso...

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• La fotoquímica
• Química medicinal

Sus antecedentes:

• Los compuestos espirocíclicos, particularmente los que contienen anillos de oxetano, azetidina y ciclobutano, son andamios cruciales en la química medicinal.
• Estos motivos sirven como bioisósteros importantes para los grupos gem-dimetilo y carbonilo, ofreciendo propiedades estructurales y electrónicas únicas.
• Las rutas sintéticas eficientes para los marcos de espiro[3.3]heptano polisustituidos son muy buscadas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva reacción de fotocicloadición intermolecular [2 + 2].
• Para sintetizar diversos derivados polisubstituidos de 2-oxaspiro [3.3] heptano, 2-azaspiro [3.3] heptano y espiro [3.3] heptano.
• Explorar la versatilidad sintética y el control estereoquímico de los conductos de carga resultantes.

Principales métodos:

• Reacción de fotocicloadición entre los oxetanos de arylideno exocíclicos, las azetidinas y los ciclobutanos con alquenos deficientes en electrones.
• Se utilizó un fotosensibilizador de Iridium (III) disponible en el mercado y una irradiación de luz azul en condiciones suaves.
• Se emplearon experimentos mecanicistas y cálculos de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT) para dilucidar la vía de reacción.

Principales resultados:

• Se ha logrado con éxito la fotocicloadición intermolecular [2 + 2].
• Generó una gama de motivos de espiro[3.3]heptano polisubstituidos de interés químico medicinal.
• Se ha demostrado el acceso selectivo a los isómeros sin- o anti-diástereos mediante epimerización cinética o termodinámica.

Conclusiones:

• La reacción de fotocicloadición desarrollada ofrece un método versátil y eficiente para construir estructuras espirocíclicas complejas.
• La reacción se produce a través de un mecanismo de transferencia de energía sensibilizado, según lo respaldado por estudios mecanicistas y cálculos DFT.
• Los compuestos espirocíclicos sintetizados se pueden funcionalizar aún más, proporcionando acceso a diversas arquitecturas moleculares para el descubrimiento de fármacos.