Huelga de mecanoquímica nuevamente: el método sin solventes simplifica la síntesis de moléculas de organolitio

Los compuestos de organolitio, moléculas que contienen un enlace de carbono -litio, son excelentes precursores para construir nuevos enlaces de carbono -carbono y otros enlaces de carbono -heteroátil. Se utilizan ampliamente tanto en la academia como en la industria para sus aplicaciones en síntesis de polímeros, productos farmacéuticos y síntesis orgánica general.

Un método convencional para generar compuestos de organolitio se realiza reaccionando compuestos de organohaluro, moléculas que contienen un enlace de carbono -halógeno, con metal de litio en un disolvente orgánico. Por ejemplo, una reacción entre 1-bromobutano y metal de litio produce N-butilithium.

Los organolitios son típicamente inestables y, por lo tanto, se convierten rápidamente en un nuevo producto in situ después de generarlos.

Varias rutas sintéticas establecidas hacia los compuestos de organolitio requieren configuraciones de reacción relativamente complejas, grandes cantidades de solvente orgánico y atención estricta hacia el aire, la humedad y la sensibilidad a la temperatura.

Como tal, el acceso a condiciones recientemente optimizadas para una generación más sencilla de reactivos de organolitio tiene una gran demanda.

Utilizando técnicas de mecanoquímica con una fábrica de bolas, los investigadores del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacción Química (WPI-ICredd) en la Universidad de Hokkaido abordaron con éxito todos estos problemas. La investigación fue publicado en el diario Síntesis de la naturaleza.

«Este enfoque mecanoquímico simplifica significativamente la síntesis de reactivos de organolitio, que ofrece un método eficiente, escalable y sin solventes que aborda los principales desafíos en los métodos tradicionales basados ​​en soluciones», dijo el profesor asociado Koji Kubota.

Su metodología presenta una elegante combinación de innovación y simplicidad. Las piezas de alambre de litio cortado y un organohaluro están sellados dentro de un frasco de molienda con dos bolas, sin introducir gas inerte (nitrógeno o argón), y se someten a molienda durante cinco a 60 minutos para generar el organolitio.

Posteriormente, se abre el frasco y se introduce un nuevo reactivo para convertir el organolitio en un nuevo enlace de carbono -carbono o unión de carbono -heteroátil con 15 minutos de molienda adicional.

Un ejemplo representativo demostró que el 77% de la conversión en el organolitio podría lograrse en cinco minutos. A modo de comparación, los autores demostraron además que sintetizar el mismo organolitio utilizando el método basado en solventes más tradicional bajo gas inerte requirió 60 minutos para alcanzar el 69% de conversión, con

«Nuestro protocolo simple, que minimiza la necesidad de cuidados extensos al manejar el litio, ofrece una valiosa oportunidad para los técnicos y estudiantes con experiencia limitada en síntesis orgánica para explorar reacciones que involucran especies de organolitio», dijo el estudiante doctoral Keisuke Kondo.

«Nuestros resultados demuestran el potencial de la mecanoquímica para revolucionar las metodologías sintéticas en la química orgánica no solo mejorando la eficiencia sino también reduciendo el impacto ambiental», dijo el profesor Hajime Ito.