Las metidas de aza-quinona (aza-QMs) son intermediarios importantes para la síntesis de aza-heterociclos, sin embargo, los métodos suaves para su generación siguen siendo escasos. Aquí, combinamos estudios experimentales y teóricos para guiar el diseño racional de precursores de aza-QM en fotoreacciones eficientes. La eliminación fotocatalítica de H2O a partir de alcohol 2-aminobenzilo (1) sirve como un punto de partida prometedor. Mostramos que la formación de aza-QM a partir de 1 es un proceso relativamente lento y en múltiples etapas que involucra la ruptura heterolítica en el primer estado excitado singlete (S1), la formación de un par iónico de contacto, la relajación al estado fundamental (S0) y la desprotonación final. En el alcohol N-Boc-O-Ac-aminobenzilo (5) recién diseñado, el grupo Boc aumenta la acidez de NH y refuerza una conformación reactiva, mientras que la sustitución de OH por un grupo acetilo introduce un estado nπ* de baja energía. La elongación del enlace C-O benzylico estabiliza este estado, promoviendo la eliminación de OAc y habilitando una vía altamente eficiente. La generación de aza-QM a partir de 5 es un proceso ultrarrápido y libre de intermedios que avanza a través de intersecciones cónicas desde 5 (S1) hasta el aza-QM en S0. Notablemente, en 5, y posiblemente en 1, la ruptura del enlace C-O benzylico finalmente ocurre a lo largo de sus respectivos estados nσ* disociativos. Esperamos que estas ideas mecánicas permitan el diseño racional de precursores de aza-QM en síntesis orgánica en múltiples pasos y en aplicaciones biológicas, donde el control preciso de los intermediarios reactivos es esencial para evitar interacciones no deseadas con sustratos biomoleculares.
Su et al. (Fri,) estudiaron esta cuestión.