UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

Les reaccions de formació d’enllaços carboni-carboni en condicions suaus constitueixen una poderosa eina sintètica, sobretot si al producte final s’hi indueix asimetria sense usar complexos metàl·lics. En aquest treball presentem un material híbrid reciclable capaç de promoure eficaçment reaccions aldòliques i de Michael asimètriques en aigua gràcies a la unitat de prolinamida quiral incorporada dins una matriu inorgànica de gel de sílice.

Els organocatalitzadors quirals són molècules orgàniques capaces de promoure selectivament reaccions químiques en què es formen nous enllaços i alhora induir asimetria al producte final. Aquesta propietat és molt important per a algunes aplicacions, especialment en el camp de la medicina, on cada vegada és més atractiu prescindir de l’ús d’espècies metàl·liques, sovint responsables d’impureses tòxiques indesitjades.

Malgrat que un catalitzador no es consumeix durant el procés, sovint és difícil separar-lo dels productes finals, amb la qual cosa, la recuperació i reutilització d’aquestes molècules comporta beneficis econòmics i mediambientals. En aquest sentit, una de les estratègies més investigades consisteix en la immobilització de l’organocatalitzador en un suport polimèric insoluble que en permet una senzilla separació per filtració i una fàcil purificació dels productes finals.

En el nostre cas hem triat un suport inorgànic com el diòxid de silici per la seva gran estabilitat tèrmica, química i mecànica. La funció catalítica del nou material prové de la part orgànica formada per una molècula de prolinamida (marcada en vermell a la Figura) que està integrada permanentment dins de la xarxa inorgànica. Aquest material M1 s’ha preparat per hidròlisi i policondensació sol-gel d’un precursor sililat, s’ha caracteritzat mitjançant diverses tècniques i finalment s’ha aplicat en reaccions aldòliques i de Michael asimètriques (Figura).

Amb un procediment experimental senzill, el material M1 proporciona rendiments excel·lents, bones relacions anti:syn i notables excessos enantiomèrics. Els resultats són comparables als obtinguts amb prolinamides similars no immobilitzades, però amb l’avantatge que M1 es pot reutilitzar en fins a cinc cicles consecutius sense pèrdua d’activitat ni selectivitat. A més a més, es compleixen els requisits de la química verda ja que les reaccions es duen a terme en aigua, a temperatura ambient i emprant poca quantitat d’organocatalitzador (2-16 % molar).