La cicloaddizione di Huisgen azide-alchino: aspetti e applicazioni
La reazione di cicloaddizione di Huisgen azide-alchino, coniata da Karl Barry Sharpless, premio Nobel della chimica, rappresenta un importante esempio di Click Chemistry. Essa coinvolge azidi e alchini, generando il 1,2,3-triazolo. Le reazioni di Click Chemistry devono rispettare vari criteri, come la produzione di sottoprodotti eliminabili senza ricorrere alla cromatografia, la stereospecificità, la facilità di esecuzione e la preferenza per solventi facilmente rimovibili e non inquinanti.
La Click Chemistry si basa su una filosofia chimica che punta a sintetizzare sostanze complesse a partire da unità modulari più semplici, come nel caso della cicloaddizione azide-alchino, reazione che dà origine selettivamente ai 1,2,3-triazoli, data la reperibilità degli alchini monosostituiti e delle azidi.
Tuttavia, la cicloaddizione termica 1,3-dipolare degli alchini con azidi richiede elevate temperature e può portare alla formazione di miscele di due regioisomeri, non soddisfacendo quindi i requisiti della Click Chemistry. I composti 1,3-dipolari, tra cui le azidi, l’ozono, i nitrocomposti e i diazocomposti, presentano una separazione di carica su tre atomi.
Una variante della cicloaddizione di Huisgen, catalizzata dal rame e condotta in ambiente acquoso e a temperatura ambiente, consente di sintetizzare specificamente regioisomeri 1,4-disostituiti. Questa versione della reazione Click ha una velocità di 10^7-10^8 volte superiore rispetto a quella classica di Huisgen, producendo prodotti di reazione puri che possono essere isolati senza ricorrere alla cromatografia o alla ricristallizzazione.
In aggiunta, una reazione catalizzata dal rutenio produce regioselettività opposta, generando triazoli 1,5-disostituiti. Queste reazioni, che sfruttano catalizzatori, rispettano appieno la definizione di Click Chemistry, conferendo alla cicloaddizione azide-alchino il ruolo di prototipo di reazione Click Chemistry.