Acceso a un nuevo espacio químico organofluorado mediante transferencia fotoinducida de un único electrón

El proyecto FLULIGHTSET, dirigido por la Prof. A. Vallribera (IP1) y el Dr. A. Granados (IP2), contiene algunos objetivos científicos basados en estudios preliminares satisfactorios (pruebas de concepto) y otros basados en nuevos desafíos más arriesgados y novedosos. Queremos avanzar en el descubrimiento de metodologías sintéticas clave para la introducción de grupos (per)fluorados en importantes intermedios sintéticos. La idea general es aprovechar las ventajas de la fotocatálisis y las inusuales propiedades del flúor para descubrir nuevas reacciones. El proyecto se basa en los antecedentes previos del grupo y en el estado del arte de estas dos áreas (fotocatálisis y química fluorada). Nuestro principal objetivo en los próximos 3 años es participar en la solución de algunos problemas de la sociedad, principalmente relacionados con la sostenibilidad y la salud, siempre pensando en una posible aplicación final de nuevos métodos sintéticos en la síntesis de intermediarios o análogos de fármacos que contengan flúor. Actualmente, el llamado escaneo de flúor forma parte de la rutina en el desarrollo de candidatos a fármacos que realizan las industrias farmacéuticas. Además, habitualmente las reacciones fotorédox requieren de condiciones energéticamente más sostenibles que algunas reacciones clásicas. Los métodos sintéticos basados en la transferencia de un único electrón (SET) mediante luz visible son clave para acceder al espacio organofluorado novedoso presentado en este proyecto. Estos procesos ofrecen un amplio abanico de nueva reactividad que no sería posible vía métodos a dos electrones (química polar). Así pues, nuestro desafío es encontrar métodos más suaves para realizar transformaciones químicas importantes que den acceso a moléculas fluoradas de interés, como por ejemplo oxindoles, bicicloalcanos, gamma-aminoácidos, ésteres, entre otros. Se accederá a dicho espacio químico a partir de la generación de especies radicalarias mediante la reducción via SET de sales de sulfonio, ftalimidas, acilhidroxilaminas, y bromuros de difluoroalquilo. De entre los distintos objetivos planteados, esperamos preparar nuevos productos que posean unidades bioisostéricas fluoradas como los CF3(CF2H)- biciclopentanos y los CF3-(hetero)bicicloheptanos. Además, también está incluida la síntesis de alfa-diazocompuestos y productos que contienen las unidades de -OCH2CF3, -SCF3, -SeCF3, -CF2CO2Et y -CH(NHBoc)CF3. La generación de centros estereogénicos es un punto importante de nuestra propuesta. Además, dada la complejidad de las reacciones de tres componentes y/o enantioselectivas que proponemos, utilizaremos el servicio de experimentación de alto rendimiento (HTS) para encontrar la combinación de óptimas condiciones de reacción (fotocatalizador, metal, disolvente, ligando quiral, etc) de forma rápida. Asimismo, se estudiará la escalabilidad de los nuevos procesos mediante química de flujo (flow chemistry). El desarrollo de un método que de acceso a un fármaco marcado isotópicamente con 18F derivado del L-Carbidopa es también de suma importancia. El mecanismo de todos los nuevos métodos desarrollados en este proyecto se estudiará profundamente tanto experimentalmente como mediante cálculos computacionales (colaboraciones específicas con grupos de renombre).