Nuevos catalizadores orgánicos, reciclables y eco-compatibles
Las reacciones de formación de enlaces carbono-carbono en condiciones suaves constituyen una poderosa herramienta sintética, en especial si en el producto final se induce asimetría sin usar complejos metálicos. En este trabajo presentamos un material híbrido reciclable capaz de promover eficazmente reacciones aldólicas y de Michael asimétricas en agua, gracias a una unidad de prolinamida quiral incorporada en una matriz inorgánica de gel de sílice.
Los organocatalizadores quirales son moléculas orgánicas capaces de promover selectivamente reacciones químicas donde se forman nuevos enlaces y al mismo tiempo inducir asimetría en el producto final. Esta propiedad es muy importante para algunas aplicaciones, especialmente en medicina, donde a menudo es preciso evitar el uso de especies metálicas responsables de impurezas tóxicas indeseables.
Aunque los catalizadores no se consumen durante el proceso, su separación de los productos finales es frecuentemente tediosa y complicada. Por ello, la recuperación y reutilización de estas moléculas comporta beneficios económicos y medioambientales. En este contexto, una de las estrategias más investigadas consiste en la inmovilización del organocatalizador en un soporte polimérico insoluble que permite una simple separación por filtración y una fácil purificación de los productos finales.
En nuestro caso hemos escogido un soporte inorgánico como el dióxido de silicio por su gran estabilidad térmica, química y mecánica. La función catalítica del nuevo material proviene de la parte orgánica, formada por una molécula de prolinamida (resaltada en rojo en la Figura) integrada permanentemente en la red inorgánica. El material M1 se ha preparado por hidrólisis y policondensación sol-gel de un precursor sililado, se ha caracterizado mediante varias técnicas y finalmente se ha aplicado en reacciones aldólicas y de Michael asimétricas (Figura).
Mediante un procedimiento experimental sencillo, el material M1 proporciona excelentes rendimientos, buenas relaciones syn/anti y notables excesos enantioméricos. Estos resultados son comparables a los obtenidos con prolinamidas similares no inmovilizadas, pero con la ventaja que M1 se puede reutilizar en hasta cinco ciclos consecutivos sin pérdida de actividad ni selectividad. Además, cumple con los requisitos de la llamada química verde puesto que las reacciones se llevan a cabo en agua, a temperatura ambiente y con poca cantidad de catalizador (2-16 % molar).
Referencias
“Prolinamide bridged silsesquioxane as an efficient, eco-compatible and recyclable chiral organocatalyst”. Monge-Marcet, A.; Pleixats, R.; Cattoën, X.; Wong Chi Man, M.; Alonso, D. A.; Nájera, C. New J. Chem. 2011, 35, 2766-2772.
