Fotobiocatálisis quimio-divergente para la preparación de halohidrinas y epoxidos no racémicos.

CERUTTI SERRA LORENZO; OKSDATH-MANSILLA GABRIELA; BISOGNO ROMAN FABRICIO; GAMBOA GUILLERMO

Simposio; IV Simposio Latinoamericano de Biocatálisis y Biotransformaciones (SiLaByB); III Jornada de Biocatálisis (III Jbiocat).; 2022

Fotobiocatálisis quimio-divergente para la preparación de halohidrinas y epóxidos no racémicosLorenzo Cerutti-Serra1*, Guillermo Gamboa1, Gabriela Oksdath-Mansilla1, Fabricio R. Bisogno1 1 INFIQC-CONICET, Departamento de Química Orgánica, Facultad de Cinecias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina.*Autor correspondiente: lorenzo.cerutti.serra@unc.edu.arLa foto-biocatálisis surge de la combinación sinérgica de la fotocatálisis con la biocatálisis. En los últimos años ha generado mucho interés ya que permite acceder a nuevas estrategias de síntesis asimétrica sustentable1. Ha sido ampliamente utilizada para reciclado de cofactores o fotooxidaciones de sustratos seguido de transformaciones biocatalíticas2. No obstante, unos pocos ejemplos han sido presentados en relación con biodeshalogenaciones fotoredox de compuestos α-carbonílicos para compuestos activados3,4. Nos proponemos desarrollar un sistema fotobiocatalítico para la deshalogenación de sustratos menos activados (Fig.1A) bajo condiciones suaves de reacción, dando lugar a halohidrinas o epóxidos. La estrategia consta de dos etapas: 1) reducción enzimática de gem-dihalocetonas dando gem-dihalohidrinas, seguido de 2) mono-deshalogenación fotocatalizada por flavinas quimioselectiva para obtener los productos enantioenriquecidos (Fig. 1B) Figura 1: A) Potenciales de reducción vs ECS; B) Deshalogenación Fotobiocatalítica QuimiodivergenteLa biorreducción catalizada por ADHs de -dihalocetonas a dihalohidrinas ya ha sido reportada con excelentes conversiones y excesos enantioméricos5. La foto-reducción propuesta fue optimizada partiendo de dibromohidrinas racémicas, logrando conversiones completas. Para ello se utilizó riboflavina tetraacetilada (derivado de la vitamina B2) como fotocatalizador iluminando con LED azul, NEt3 como dador de electrones y 2-propanol como solvente. Identificadas las mejores condiciones, empleando 2 equivalentes de NEt3 en 2-propanol se logró obtener bromohidrinas con excelentes rendimientos (80%); por otro lado, utilizando 10 equiv. de NEt3 y medio hidroalcohólico (2-propanol/H2O 3:1), se obtuvo oxido de estireno con buenos rendimientos (65%).Referencias1.López‐Vidal, M. G., Gamboa, G., Oksdath‐Mansilla, G. & Bisogno, F. R. Photobiocatalysis. in Biocatalysis for Practitioners 317–359 (Wiley, 2021).2.Schmermund, L. et al. Photo-Biocatalysis: Biotransformations in the Presence of Light. ACS Catal. 9, 4115–4144 (2019).3.Martinez-Haya, R., Miranda, M. A. & Marin, M. L. Metal-Free Photocatalytic Reductive Dehalogenation Using Visible-Light: A Time-Resolved Mechanistic Study. European J. Org. Chem. 2017, 2164–2169 (2017).4.Biegasiewicz, K. F. et al. Photoexcitation of flavoenzymes enables a stereoselective radical cyclization. Science. 364, 1166–1169 (2019).5.Kȩdziora, K. et al. Expanding the scope of alcohol dehydrogenases towards bulkier substrates: Stereo- and enantiopreference for α,α-dihalogenated ketones. ChemCatChem 6, 1066–1072 (2014).Agradecimientos: INFIQC-CONICET y a la Universidad Nacional de Córdoba. CONICET, FONCyT y SeCyT-UNC se les agradece por los financiamientos. LCS agradece a CONICET por la beca doctoral.