La metallazione è una reazione chimica in cui un metallo è introdotto in una molecola organica per dare un composto organometallico. Questa reazione fu osservata per la prima volta dal chimico inglese Sir Edward Frankland durante una sintesi di dietilzinco nel 1849.
Molto comune è il processo in cui avviene uno scambio tra idrogeno e metallo. Ad esempio dalla reazione tra benzene e etilsodio si ottiene fenilsodio e etano:
C6H6 + CH3CH2Na → C6H5Na + CH3CH3
Un tipico esempio di metallazione riguarda la reazione tra un alogenuro alchilico o arilico con litio metallico.
Dalla reazione si forma un composto organico del litio:
R-X + 2 Li → R-Li + LiX
Questa reazione è anche detta litiazione e la molecola risultante è descritta come un composto di organolitio.
I composti metallorganici, ottenuti a seguito di una reazione di metallazione sono tra i più importanti reagenti nelle sintesi organiche. Essi infatti contengono un carbonio nucleofilo che può reagire con un carbonio elettrofilo per formare un nuovo legame carbonio-carbonio. Di conseguenza queste reazioni sono tra le più importanti nella sintesi organica e sono utili nella sintesi di molecole complesse
Reazioni di metallazione
Vi sono tre reazioni tipiche dei composti organometallici che possono essere così classificate:
- sostituzione nucleofila in cui il nucleofilo attacca un carbonio con una parziale carica positiva legato a un buon gruppo uscente per dare un alcano: Nu– + R3C-X→ R3C-Nu + X–
- addizione nucleofila in cui il nucleofilo attacca un gruppo carbonilico di un’aldeide o chetone per dare un alcol secondario o terziario
- sostituzione nucleofila acilica in cui il nucleofilo attacca i derivati degli acidi carbossilici come gli alogenuri acilici legato a un buon gruppo uscente
Metallazione delle proteine
Le proteine, oltre agli acidi nucleici, rappresentano bersagli farmacologici primari per agenti antitumorali a base di metalli. Infatti il legame di coordinazione di farmaci a base di metalli a proteine svolge un ruolo chiave nel meccanismo d’azione di una varietà di agenti antitumorali inorganici. Un esempio è dato dai farmaci a base di rutenio. La metallazione può provocare la perdita di funzione delle proteine e può avviare una cascata di processi cellulari che alla fine portano alla morte delle cellule cancerose.
La metallazione proteica è un processo che determina la formazione di addotti in seguito alla reazione di composti metallici con proteine e pertanto svolge un ruolo cruciale in diversi campi, determinando il meccanismo d’azione e la tossicità dei farmaci a base di metalli e la base per la progettazione razionale di metalloenzimi artificiali e sistemi di somministrazione di metallofarmaci a base di proteine.
