Uma cicloadição é uma reacção química em que duas ou mais moléculas insaturadas (ou partes da mesma molécula) se combinam, formando um aducto cíclico com redução geral da multiplicidade das ligações. Este tipo de reacções permite a formação de ligações C-C sem a utilização de um nucleófilo ou electrófilo. A cicloadição azida-alcino de Huisgen trata-se de uma reacção de cicloadição 1,3-dipolar entre uma azida e um alcino terminal ou interno, originando um 1,2,3-triazol. Rolf Huisgen, um químico Alemão, fora o primeiro a entender a extensão desta reacção química.
Na reacção acima representada, a azida 2 reage prontamente com o alcino 1, originando o triazol 3 como uma mistura dos aductos [1,4] e [1,5] a 98 ºC durante 18 horas.
Embora as azidas não são os 1,3-dipólos mais reactivos disponíveis para a reacção, estas são preferidas devido à sua tendência a não formar reacções secundárias e devido à sua relativa estabilidade em condições de síntese comuns.
Catálise mediada por cobre
Uma variante notável da reacção supra-citada é a reacção catalisada por Cobre (I), em que as azidas orgânicas e os alcinos terminais são unidos, formando 1,4-regioisómeros do 1,2,3-triazol como único produto (substituição nas posições 1’ e 4’). Embora esta variante origine um triazol a partir de uma azida e de um alcino, formalmente não se trata de uma cicloadição 1,3-dipolar e, portanto, não deve ser denominada como uma cicloadição de Huisgen. Esta reacção deve ser denominada como cicloadição azida-alcino catalisada por Cobre (I) (CuAAC).
O uso de cobre em solução aquosa como catalisador permitiu melhorar a reacção inicialmente proposta por Huisgen, a qual é lenta e requer elevadas temperaturas. As reacções mediadas por iões cobre funcionam essencialmente com alcinos terminais. As espécies de Cu sofrem reacção de inserção do metal no alcino terminal. Estas espécies de Cu (I) tanto podem ser adicionadas já sobre a forma de complexos, ou gerados na mistura reaccional segundo qualquer das seguintes alternativas:
- adição de um composto de Cu (II) (g. CuSO4) na presença de um agente redutor (e.g. ascorbato), o qual reduz o cobre a Cu (I); esta alternativa elimina a necessidade de se adicionar base à reacção e minimiza a presença de oxigénio na reacção (devido à presença do agente redutor), o qual pode oxidar cobre de volta ao estado de oxidação +2.
- Oxidação de Cu (0) (cobre metálico)
- Uso de halogenetos de cobre, quando solubilidade é problema. No entanto, sais de iodeto ou brometo de cobre requerem a presença de aminas ou de temperaturas mais elevadas.
Catálise mediada por Ruténio
A cicloadição 1,3-dipolar azida-alcino mediada por ruténio (RuAAC) dá origem a 1,5-triazol. Ao contrário da CuAAC, que apenas funciona com alcinos terminais, na RuAAC tanto alcinos terminais como alcinos internos podem participar na reacção.
Catálise mediada por Prata
A reacção de cicloadição azida-alcino mediada por Ag (I) (Ag-AAC) foi recentemente reportada, originando 1,4-triazóis. O mecanismo de reacção é similar ao da reacção mediada por iões Cu (I). Sais de prata (I) não são suficientes per se para promover a cicloadição, já que acetiletos de prata pre-formados não reagem com azidas. No entanto, acetiletos deste metal reagem com azidas quando cobre (I) é adicionado como co-catalisador.
Fontes: Wikipédia | Wikipédia – cicloadição