Le reazioni multicomponente (MCR dall’inglese Multi-component reactions) hanno assunto una grande importanza per i vantaggi che esse offrono nella sintesi di numerosi composti e, in particolare, di numerosi farmaci.
In tali reazioni almeno tre reagenti danno luogo in un solo stadio ad un prodotto di reazione che contiene parti essenziali di tutti i componenti iniziali e ciò comporta il vantaggio di un minor numero di operazioni richieste per la purificazione associato a una frequente resa maggiore.
Lo schema di una reazione multicomponente è rappresentato in figura:
Le reazioni multicomponente costituiscono una strategia sintetica particolarmente interessante dal momento che forniscono una metodologia facile e veloce per la sintesi di prodotti ad elevata selettività; la caratteristica peculiare di questo tipo di reazioni che dà luogo ad un unico prodotto massimizzando la resa e minimizzando il numero di passaggi è l’elevata purezza dei prodotti e la limitazione di sottoprodotti che in genere si formano durante gli stadi di una reazione che avviene in modo tradizionale.
Le reazioni multicomponente avvengono anche in natura e sembra che l’adenina, uno dei costituenti del RNA e dell’DNA si sia formata dalla condensazione di cinque molecole di cianuro di idrogeno, gas presente nell’atmosfera prebiotica, in cui l’ammoniaca ha giocato il ruolo di catalizzatore mentre le altre basi azotate si sarebbero formate, in modo analogo, dalla reazione tra HCN e H2O.
Il primo contributo allo sviluppo della chimica delle reazioni multicomponente fu dato da Strecker nel 1850 tramite una sintesi per ottenere un α-amminonitrile facendo reagire un’aldeide, l’ammoniaca e il cianuro di idrogeno. L’α-amminonitrile ottenuto viene poi convertito in amminoacido.
Successivamente nel 1882 Hantzsch diede un ulteriore contributo a questo tipo di reazioni con la preparazione di derivati della diidropiridina tramite condensazione di un’aldeide con due equivalenti di un β -chetoestere in presenza di ammoniaca.
Un ulteriore contributo fu dato dal chimico italiano Pietro Biginelli che nel 1891 propose una reazione catalizzata da un acido di Bronsted o da un acido di Lewis che avviene tra un β-chetoestere, un’aldeide arilica e l’urea con ottenimento del 3,4-diidropirimidin-2-one noto con l’acronimo di DHPM.
La prima applicazione importante delle reazioni multicomponente nella sintesi di prodotti naturali, dovuta a Robinson che la propose nel 1917 fu la sintesi del tropinone a partire dalla dialdeide succinica, metilammina e 3-ossochetoglutarato
Nonostante i vantaggi che questo tipo di reazioni offrivano fu solo nell’ultima decade dello scorso secolo che le reazioni multicomponente furono largamente studiate per le loro applicazioni specie nel campo farmaceutico quando si è compreso che le reazioni multicomponente sono uno strumento esplorativo ideale tramite il quale potevano essere ottenuti molecole strutturalmente diversificate di particolare importanza nell’ambito della chimica moderna