Ossidazione di legami C-H alifatici catalizzata da complessi non-eme imminici del Ferro

Mettere a punto un metodo di ossidazione di legami C-H non attivati al contempo efficiente e selettiva è una delle grandi sfide aperte nel campo della chimica organica. L’elevata stabilità dei legami C-H rende questa trasformazione chimica estremamente difficile. Nell’ultimo decennio, ispirandosi alla natura, numerosi gruppi di ricerca hanno sviluppato complessi non-eme del ferro quali modelli sintetici delle ossigenasi, riuscendo a mimare l’attività di tali enzimi nell’ossidazione di legami C-H non attivati in condizioni blande (temperatura ambiente, all’aria, con sali di ferro e H2O2 come ossidante). [1] Dopo i primi promettenti risultati sono stati sintetizzati diversi complessi con attività catalitiche sempre più elevate. Per migliorare la selettività dell’ossidazione si è spesso fatto ricorso a leganti con strutture sempre più complesse con procedure sintetiche laboriose che limitano le potenzialità applicative di questi processi catalitici.[2] Il nostro contributo allo stato dell’arte in questo settore di ricerca consiste nella preparazione di un ferro complesso (3) dalla struttura molto semplice, che si auto-assembla direttamente nell’ambiente di reazione a partire da reagenti commercialmente disponibili a basso costo: 2-piridincarbossaldeide 1, 2-picolilammina 2 e un sale di ferro (II) (Schema 1). Il complesso 3 è in grado di catalizzare l’ossidazione di una serie di idrocarburi con numeri di turnover elevati, paragonabili con quelli dei catalizzatori più efficienti preparati finora con bassi rapporti catalizzatore/substrato. [3] Schema 1: Formazione del complesso 3. Complessi imminici del ferro con diversa struttura sono in preparazione allo scopo di migliorare l’attività catalitica e la selettività nella ossidazione di idrocarburi e di altre classi di composti organici. [1] Decker A., Rohde J.-U., Que L., Jr, Solomon E. I.; J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5378-5379. [2] Gòmez L., Garcia-Bosch I., Company A., Benet-Bucholz J., Polo A., Sala X., Ribas X., Costas M.; Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5720-5723 [3] Olivo G., Arancio G., Mandolini L., Lanzalunga O., Di Stefano S., submitted.