Per ogni Molecola una Superba Sfida. Recita così il motto del Laboratorio delle Sostanze Organiche Naturali B2.
Superba Sfida che si declina sia sfida alla Natura, alla sintesi totale di Molecole Naturali o biologicamente attive, e non meno nella sfida allo sviluppo di nuove metodologie sintetiche o nuovi paradigmi nella catalisi chimica. La Natura è ricca di molecole caratterizzate da una diversità chimica estremamente complessa. Architetture molecolari, al limite della comprensione dei più moderni sistemi di indagine molecolare e delle più sofisticate tecniche sintetiche, sono assemblate dalla Natura con un controllo pressoché assoluto della regio- e sterochimica. Molecole contenenti più elementi di stereogenicità, anelli carbo- o eterociclici vengono forgiati attraverso una sola reazione chimica.
L’Everest molecolare, la palitossina, è stato brillantemente raggiunto all’inizio degli anni 90, ed ora nuove sfide attendono i chimici organici di sintesi. Sintetizzare una molecola naturale richiede di orchestrare diversi metodi sintetici che comprendono, l’organocatalisi, la catalisi metallo organica, l’elettrocatalisi, le ciclizzazioni biomimetiche, la reazione di dearomatizzazione e le moderne tecnologie di riduzione/ossidazione asimmetrica. L’analisi retrosintetica, coordinata da sistemi di machine-learning, completano lo spettro a disposizione del chimico organico di sintesi per la sfida alla Natura.
Tutto questo è nelle disponibilità, in termini di capitale umano, attrezzature e collaborazioni internazionali, del Laboratorio delle Sostanze Organiche Naturali B2. Se nell’approccio ad una nuova molecola Naturale o biologicamente attiva, non esiste la reazione in grado di formare il legame chiave o la reazione per introdurre strategicamente un gruppo funzionale, allora nasce la Sfida per lo sviluppo di nuove metodologie sintetiche. Tra queste, degne di nota sono le ciclizzazioni biomimetiche ad elevata “atom economy”, mediate da elettrofili “esotici” come ioni imminio, metallo-nitreni, cation-pool generati elettrochimicamente. Reazioni di dearomatizzazione asimmetriche o reazioni di desimmetrizzazine asimmetrica mediata da complessi chirali di oro o palladio, reazioni di umpolung enantioselettivo dei complessi π-allil-palladio, sono alcune delle nuove reazioni sviluppate, o in sviluppo, presso il Laboratorio delle Sostanze Organiche Naturali B2.
Lo sviluppo di un nuovo paradigma nel riciclo dei rifiuti elettronici attraverso l’upcicling delle terre rare, completano lo spettro di sfide che il Laboratorio delle Sostanze Organiche Naturali B2 sta recentemente affrontando.