Científicos de la Universidad de Nagoya han desarrollado un fotocatalizador a base de hierro que reduce la dependencia de metales raros en la síntesis orgánica. El nuevo diseño utiliza menos ligandos quirales costosos y permite la primera síntesis total asimétrica de (+)-heitziamide A. Este avance promueve reacciones químicas más sostenibles bajo luz de LED azul.
Investigadores de la Escuela de Posgrado de Ingeniería de la Universidad de Nagoya, liderados por el profesor Kazuaki Ishihara, el profesor asistente Shuhei Ohmura y el estudiante de posgrado Hayato Akao, han introducido un fotocatalizador de hierro rediseñado. Publicado en el Journal of the American Chemical Society en 2026, el estudio detalla cómo este catalizador reduce el uso de ligandos quirales en dos tercios en comparación con su versión de 2023, que requería tres por átomo de hierro a pesar de que solo uno contribuía a la enantioselectividad. El nuevo sistema incorpora ligandos bidentados acirales asequibles junto con los quirales para formar una estructura de sal de hierro(III). Esta configuración mejora el rendimiento catalítico y dirige la configuración tridimensional de los productos. Activado por luz de LED azul eficiente en energía, facilita una ciclación controlada de catión radical (4 + 2), formando anillos de seis miembros con aductos 1,2,3,5-sustituidos comunes en productos naturales. Usando este catalizador, el equipo logró la primera síntesis total asimétrica de (+)-heitziamide A, un compuesto de plantas medicinales que suprime ráfagas respiratorias. Las síntesis previas no habían producido el enantiómero natural de forma asimétrica. El catalizador imagen especular podría producir de manera similar (-)-heitziamide A. «El nuevo diseño de catalizador representa la forma definitiva de los fotocatalizadores fotoredox de hierro(III) quiral», declaró Ohmura. «Creemos que este logro marca un hito significativo en el avance de la fotocatálisis basada en hierro.» Ishihara añadió: «Lograr la primera síntesis total asimétrica de (+)-heitziamide A usando esta reacción catalítica es un logro notable». El enfoque permite la construcción de moléculas complejas, incluidos precursores farmacéuticos, con hierro abundante en lugar de metales escasos como el rutenio y el iridio. Este desarrollo sugiere un potencial para la síntesis enantioselectiva de sustancias bioactivas adicionales mediante el mismo paso de cicloadición.
