El nou protocol catalític amplia el potencial sintètic del diòxid de carboni

26th febrer 2025 – Un protocol desenvolupat recentment del grup del Prof. Arjan W. Kleij amplia significativament l’espai químic dels carbonats d’anells més grans (i carbamats relacionats) en els programes d’investigació de polímers/químics fins. Aquest avenç aborda un repte de llarga data en la síntesi de carbonats cíclics, especialment aquells amb anells de set o vuit membres, que han estat difícils de produir de manera eficient per qualsevol mitjà.

La investigació presenta un enfocament catalític per convertir el diòxid de carboni (CO ₂ ) en aquests heterocicles inicialment mitjançant un procés de dos passos, però més tard també mitjançant un enfocament d’un sol pot. Aquest mètode es basa en un acoblament alquin/CO ₂ catalitzat per plata seguit d’una expansió d’anell catalitzada per base, superant les limitacions que anteriorment limitaven la síntesi a anells més petits de cinc i sis membres. És important destacar que aquesta estratègia catalítica evita la formació de subproductes més estables i no desitjats i demostra una bona tolerància al grup funcional.

L’estudi, publicat a Nature Communications , destaca el creixent interès per utilitzar el CO ₂ com a matèria primera de carboni sostenible i versàtil. Els carbonats i carbamats cíclics d’anell més gran recentment sintetitzats han demostrat un potencial únic com a intermedis per als sintons enfocats a la química fina i farmacèutica. El protocol facilita, per exemple, la preparació de farmacèutics d’oxazolidinona bicíclic mitjançant una seqüència de dominó intramolecular així com transformacions intermoleculars.

“Aquest procés en cascada amb substrats dissenyats correctament que incorporen llocs pronucleòfils integrats té una gran promesa futura per a la creació de sintons complexos derivats del diòxid de carboni com a matèria primera”, diu el professor Arjan W. Kleij .

Amb l’ampliació de la cartera d’heterocicles d’anells més grans derivats del CO ₂ , aquest treball obre nous incentius per al desenvolupament de polímers, productes farmacèutics i de química fina que estableixen encara més el seu valor en la química sintètica i catalítica moderna.

Publicació de referència
Transformació catalítica del diòxid de carboni en heterocicles de set membres i la seva transformació en dominó en oxazolidinones bicícliques
Shi, W.; Benet-Buchholz, J.; Kleij, AW
Nat. Commun. 2025, 16, 1372
DOI: 10.1038/s41467-025-56681-5