Aplicación geobiomimética de la reactividad del yodo en el campo de la Síntesis Orgánica

El yodo es un elemento escaso en la Tierra (13,6 ppb en peso), el cual se encuentra, principalmente, en sus tres estados de oxidación más estables: yoduro (-1), yodato (+5) y periodato (+7). Sin embargo, la química del yodo es sorprendentemente relevante en procesos biológicos, geofísicos, atmosféricos o químicos fundamentales y aún más notable es el hecho de que los estados de oxidación altamente inestables [I(0), I(+1) y I (+3)] son los responsables de estos fenómenos a pesar de su aparente insignificante presencia en la naturaleza. Esa fenómeno podría explicarse teniendo en cuenta que el yodo está contribuyendo principalmente a muchos de estos procesos naturales de manera catalítica en lugar de estequiométrica. Además, también es notable los pocos ejemplos de productos naturales documentados que contienen yodo, entre los cuales predominan los pequeños yodoalcanos y polihaloalcanos que pertenecen al grupo de los compuestos orgánicos halogenados volátiles (VHOC). Estos VHOC son liberados por organismos marinos a la atmósfera y, a su vez, funcionan como transportadores y recicladores de yodo (especies transitorias).

Además, el yodo se considera un oligoelemento esencial para la vida en animales superiores y especialmente relevante en humanos, donde su deficiencia generalmente conduce a trastornos biológicos.

En general, y bajo un punto de vista biológico y atmosférico, el sistema redox de yodo puede considerarse como un "antioxidante catalítico" que requiere pequeñas dosis de yodo para reducir grandes cantidades de oxidantes como H2O2 u ozono.

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En química orgánica, las fáciles interconversiones entre los diferentes estados de oxidación del yodo han servido para desarrollar una gran cantidad de protocolos para transformaciones químicas de sustancias orgánicas, donde el yodo no se incorpora a los productos finales, y entre ellos predominan los procesos oxidativos. Además, Impulsados por los recientes avances en la determinación del papel de la química del yodo en los mecanismos de reacción, se han descrito en la literatura muchas metodologías novedosas basadas en la catálisis de yodo, tales como oxidaciones de grupos funcionales o reacciones de acoplamiento oxidativo. Actualmente, destacan los avances en las nuevas reacciones de acoplamiento oxidativo catalizadas con yodo como una alternativa más ecológica a la catálisis de metales de transición, a pesar de que el papel exacto de la catálisis de yodo todavía es bastante limitado.

En esta línea de investigación, nuestros esfuerzos se centran en una mejor comprensión de los fascinantes sistemas redox de yodo en diferentes entornos fisicoquímicos. Una característica relevante observada de estos sistemas redox ha sido la dinamicidad con la que transcurren las interconversiones entre as diferentes especies transitorias de yodo implicadas en dichos procesos, llevándonos a plantear el concepto de Sistemas Redox Dinámicos de Yodo (DIRS).

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Como consecuencia, la modulación del DIRS ha permitido el desarrollo de diferentes enfoques para lograr la funcionalización quimioselectiva de varios enlaces C–H empleando sulfonamidas como grupos directores, lo que nos ha permitido establecer el concepto "SHAT-MHAT-OX" (Simple Transferencia de átomo de hidrógeno -Múltiple Transferencia de Átomos de Hidrógeno-Oxidación).

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