UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

Durant l'última dècada, les reaccions de components múltiples han anant adquirint més importància com a eina eficaç i de baix cost per a la síntesi combinatòria als camps de la química orgànica i medicinal. La reacció de Biginelli consisteix en una ciclocondensació d'aldehid, un β-cetoèster i urea que dóna lloc a la formació de dihidropirimidones diferents (veure Esquema 1). Aquesta reacció sol estar catalitzada per un àcid de Lewis.

La gran importància de les dihidropirimidones és degut a que són compostos àmpliament utilitzats a la indústria farmacèutica com a bloquejadors de canals de calci, agents antihipertensius, inhibidors de la quinasa mitòtica i agents antivirals entre d'altres aplicacions.

En aquest article es mostren els resultats obtinguts a partir de la síntesi i caracterització de clústers que contenen nuclis de {Fe₂CuO} com a precursors per a la preparació de sistemes catalítics de tamany nanomètric amb la finalitat de ser utilitzats per a la reacció de Niginelli, necessitant així una concentració inferior de catalitzador. Les nanopartícules monodispersades de ferro i òxids de coure solubles en els dissolvents orgànics s'obtenen per la descomposició tèrmica dels clústers de [Fe₂CuO(CCl₃COO)₆(THF)₃] i [Fe₂CuO(CCl₃COO)₆(4-DMAP)₃] en 1-hexadecilamina (HDA) en argó (atmosfera THF = tetrahidrofurà, i 4-DMAP = 4-dimetilaminopiridina).

L'anàlisi de TEM dels productes de descomposició mostren que els millors resultats es van obtenir en el cas de la descomposició de [Fe₂CuO (CCl₃COO)₆ (4-DMAP)₃]. Les nanopartícules dels productes resultants són de forma arrodonida i tenen una distribució homogènia al tamany i amb diàmetres d'entre 4 i 7 nm (veure figura 1). A partir de l'histograma corresponent es va obtenir que el diàmetre de partícula promig és de 5.65 nm.

S'ha estudiat la reacció de Biginelli d'acetoacetat d'etil amb aldehids aromàtics i urea sense dissolvent en presència de nanocatalitzadors de γ-Fe₂O₃-CuO a 105-120ºC (Esquema 1). La reacció va donar lloc a la formació de 3,4-dihidropirimidin-2-(1H)-ones (Esquema 1, 5a-c), que es formaren amb diferents rendiments. S'ha demostrat que la naturalesa del catalitzador i de l'aldehid inicial influeixen significativament tant a la velocitat de reacció com al rendiment del producte. Sota aquestes noves condicions, el temps de resposta va ser significativament reduït de 18 h del mètode Biginelli clàssic a 2h, amb l'aventatge addicional de que la concentració del catalitzador es va reduir en més de 30 vegades: de 0,6-5,0% mol  a 0,02% mol.