Aryny, wysoce reaktywne cząsteczki z potrójnymi wiązaniami w strukturze pierścieniowej, są potężnymi narzędziami w chemii organicznej. Mogą tworzyć wiązania z różnymi grupami funkcyjnymi, co czyni je nieocenionymi przy tworzeniu złożonych związków aromatycznych kluczowych dla takich dziedzin, jak opracowywanie leków i rolnictwo. Jednak pomimo ich potencjału, aryny pozostają w dużej mierze niedoceniane przez chemików ze względu na trudność w ich przygotowaniu.
Tradycyjne metody obejmują trudne warunki i często uszkadzają wrażliwe części cząsteczki, ograniczając ich zastosowanie. Inne próby wykorzystania prekursorów aktywowanych termicznie okazały się niebezpieczne ze względu na wybuchowość, a aktywacja światłem ultrafioletowym spowodowała niepożądane reakcje uboczne. Stworzyło to wyraźną potrzebę prostszego i łagodniejszego podejścia.
Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Minnesocie opracowali przełomową metodę, która rozwiązuje te długotrwałe problemy. Opracowali jednoetapowy „jednoczesny” proces przekształcania łatwo dostępnych kwasów karboksylowych w prekursory arynu. Te prekursory można następnie łatwo aktywować, tworząc właściwe aryny za pomocą niebieskiego światła lub delikatnego ciepła (około 100°C).
To eleganckie rozwiązanie opiera się na specjalnie opracowanym odczynniku, o -jodoniobosacie, modyfikowanym grupami izopropoksylowymi w celu zwiększenia rozpuszczalności i zminimalizowania niepożądanych reakcji. Dodając w szczególności dodatkowe podstawniki w pobliżu grupy karboksylowej, badacze udoskonalili reaktywność tych prekursorów, umożliwiając ich aktywację zarówno światłem niebieskim (398 nm), jak i ciepłem.
Co ciekawe, aktywacja cieplna tych prekursorów różni się od procesu aktywacji światłem. Ogrzewanie opiera się głównie na „wymuszaniu pola elektronicznego” – grupach chemicznych strategicznie rozmieszczonych w pobliżu grupy karboksylanowej w pierścieniu aromatycznym w celu wytworzenia pola elektrycznego, które powoduje, że cząsteczka uwalnia dwutlenek węgla (CO2), co ostatecznie prowadzi do powstania arynu. Jednakże aktywacja światłem pobudza strukturę cząsteczki do wyższego stanu energetycznego, powodując uwolnienie CO2 i powstanie pożądanego produktu, arniny.
Dzięki tej przełomowej metodzie wytworzono już dziesiątki nowych aminowanych aryn – wcześniej niezsyntetyzowanych związków – wraz z 20 całkowicie nowymi prekursorami arynów. Potencjalne zastosowania są ogromne. To uproszczone podejście do dostępu do różnych aryn otwiera przed chemikami nowe możliwości tworzenia złożonych cząsteczek aromatycznych, poszerzając możliwości opracowywania nowych farmaceutyków i środków agrochemicznych.
