Objetivo: El uso de los isótopos emisores de positrones de vida media corta se ha visto históricamente restringido, debido a la imposibilidad de preparar los radiofármacos de forma centralizada. Más allá de su aplicación médica/biomédica, dichos radioisótopos son herramientas valiosísimas para elucidar el mecanismo de reacciones químicas. En este trabajo se presenta la aplicación del isótopo Nitrógeno-13 (T_1/2 = 9.97 min) a la elucidación mecanística del proceso de formación de azidas aromáticas mediante reacción de sales de diazonio con el ion azida.

Material y métodos: La síntesis de azidas aromáticas se abordó mediante formación de la sal de aril diazonio, obtenida por tratamiento de anilina con nitrito sódico (proceso A), y posterior reacción con el ion azida, generado in situ mediante reacción de hidracina con nitrito sódico (proceso B). Se establecieron dos escenarios de reacción, en los que el nitrito sódico empleado en los procesos A y B se sustituyó por [¹³N]NO₂^-. Se determinó la cantidad de [¹³N]azida y [¹³N]N₂ formados mediante combinación de radio-HPLC y radio-GC-MS. Los resultados experimentales se contrastaron con estudios computacionales

Resultado: En los dos escenarios experimentales se observó la formación de azida aromática, descartando el mecanismo de sustitución nucleofílica aromática del ion azida sobre el grupo azo. La utilización de [¹³N]NO₂^- en el proceso A llevó a la formación prácticamente cuantitativa de [¹³N]azida, con liberación minoritaria de [¹³N]N₂ (< 5% respecto a la cantidad de [¹³N]azida). La utilización de [¹³N]NO₂^- en el proceso B llevó a la formación de [¹³N]azida y [¹³N]N₂ en cantidades equivalentes. Los estudios computacionales apuntan a un mecanismo “paso a paso” vía formación de un intermedio zwitteriónico acíclico con posterior liberación de nitrógeno gas; dicho mecanismo explica los resultados experimentales.

Conclusiones: La combinación de radiomarcaje con ¹³N y realización de estudios computacionales ha permitido elucidar el mecanismo de reacción para la formación de azidas aromáticas.