Formação de ligações carbono-carbono promovidas por luz visível

Abstract

Aminas representam uma classe importante de compostos devido a sua abundância e disponibilidade, compõem estruturas centrais presentes em produtos naturais, fármacos, moléculas biotivas, sendo suas aplicações de grande relevância no campo da medicina. As aminas terciárias podem ser amplamente exploradas em síntese orgânica, as quais permitem a funcionalização do C- via ativação C-H. A formação de novas ligações do tipo C(sp3)-C(sp) através de reações de alquinilação desempenham um papel importante, pois permitem que uma vasta gama de compostos insaturados sejam alcançadas. O acoplamento de Sonogashira destaca-se como o método mais descrito para inserção de alcinos a compostos orgânicos, porém a construção de ligações C(sp3)-C(sp) ainda é um desafio. Nesse contexto, a catálise fotoredox surge como uma estratégia promissora a fim de acessar estados de transição comumente não atingidos por meio das metodologias clássicas, além de apresentar um caráter inovador e eficiente para construção de novas ligações carbono-carbono. Nesse trabalho propusemos a alquinilação de aminas terciárias derivadas no núcleo pirrolidínico via catálise fotoredox de [Ru(bpy)3]Cl2, em meio de DMF, Cs2CO3 sob irradiação de LEDs azuis (λ ~ 450 nm). Dessa forma, foram sintetizadas uma ampla variedade de aminas propargílicas (22 compostos) fornecendo moderados a bons rendimentos utilizando uma metodologia de simples operação, inovadora, eficiente além de empregar uma baixa carga catalítica de [Ru(bpy)3]Cl2. Além disso as aminas sintetizadas foram submetidas a um estudo de voltametria cíclica a fim de avaliar os potencias de oxidação e redução, determinantes no progresso de reações envolvendo transferência de elétrons. A fim de explorar a metodologia, a reação de alquinilação foi conduzida para aplicação em grande escala sendo ampliada em até 13 vezes, quando comparada a escala otimizada, fornecendo 28% de rendimento.

Amines represent an important class of compounds due to their abundance and availability, composing central structures present in natural products, drugs, biotic molecules, being their applications of great relevance in the medical field. Tertiary amines can be widely exploited in organic synthesis, especially tertiary amines, which allow the functionalization of carbon adjacent to nitrogen via C-H activation. The formation of new C(sp3)-C(sp) bonds via alkynylation reactions play an important role, as they allow a wide range of unsaturated compounds to be achieved. Sonogashira coupling stands out as the most described method for insertion of alkynes to organic compounds, but the construction of C(sp3)-C(sp) bonds is still a challenge. In this context, photoredox catalysis emerges as a promising strategy in order to access transition states commonly not reached by means of classical methodologies, besides presenting an innovative and efficient character for the construction of new carbon-carbon bonds. In this work we proposed the alkynylation of tertiary amines derived in the pyrrolidine core via photoredox catalysis of [Ru(bpy)3]Cl2 in DMF medium, Cs2CO3 under blue LED irradiation (λ ~ 450 nm). Thus, a wide variety of propargyl amines (22 compounds) were synthesized in moderate to good yields using a simple-to-operate, novel, efficient methodology, and low catalytic loading of [Ru(bpy)3]Cl2. In addition, the synthesized pyrrolidines - were subjected to a cyclic voltammetry study in order to evaluate the oxidation and reduction potentials, determinants in the progress of reactions involving electron transfer. In order to explore the methodology, the alkynylation reaction was conducted for gram up scale, being amplified up to 13 times, when compared to the optimized scale, providing 28% yield.