Avlägsnandet av karboxylgrupper och frisättningen av alkylradikalfragment från den täta bindningen av karboxylgrupper är lovande riktningar i organisk syntes, speciellt vid drogsyntes. Olika katalysatorer har designats för att lösa denna utmaning.

I en nyligen publicerad studie publicerad i Vetenskap , forskare från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin rapporterade sitt nyutvecklade katalysatorsystem, vilket är billigt och enkelt.

Den fria radikalen är mångsidig och kontrollerbar, representerar "Monkey King" av organisk syntes, men det pressas av karboxylgruppens "stora berg".

Konventionella dekarboxyleringsprocesser har begränsningar i industrialiseringen. På senare år har det vetenskapliga samfundet har försökt använda fotokatalytisk reaktion för att uppnå dekarboxyleringskonvertering, som har fördelar som enkel hantering, enkel kontroll, och energibesparing. Det fotokatalytiska systemet har framgångsrikt tillämpats på syntesen av olika komplexa funktionella molekyler.

Dock, de flesta fotoredox-katalysatorer som används idag är sammansatta av ädelmetallkomplex som iridium och rutenium eller är syntetiskt utarbetade organiska färgämnen med komplicerade strukturer. Det är viktigt att utveckla miljövänliga och multifunktionella fotokatalytiska system. Den nya katalysatorn har ett nytt sätt att använda den nya mekanismen för att kombinera billig katalysator med karboxylgrupp, push redox reaktionscykel, och enkelt och fritt rädda de "fria radikalerna".

Baserat på excitation av synligt ljus för intermolekylär laddningsöverföring, forskare från USTC föreslog ett nytt koncept för att konstruera en katalytisk redoxcykel för organisk syntes. De upptäckte en enkel, lättillgänglig, mycket effektivt och icke-metalliskt anjoniskt sammansatt fotokatalytiskt system för dekarboxylerande reaktion av karboxylsyraderivat.

Det föreslagna katalytiska systemet driver samtidigt en redoxcykel, förenklar det fotokatalytiska systemet, och minskar kostnaden för fotokatalysatorn. Systemet bryter mot begränsningarna för traditionell uppvärmning, och löser problemen med övergångsmetaller som finns kvar i syntesen av funktionella föreningar och läkemedel.

Genom att använda detta system, redoxaktiva estrar härledda från olika naturliga och onaturliga aminosyror utlöser framgångsrikt dekarboxylativr-kopplingsreaktioner med hög effektivitet och produktion i gramskala, indikerar genomförbarheten av industrialisering.

Det förväntas också främja skala industrialiseringen av fotokatalytisk teknologi vid produktion av viktiga funktionella molekyler, med viktigt syntetiskt kemiskt värde och goda industriella tillämpningsmöjligheter.

Resultaten kan initiera ett nytt forskningsområde inom fotoredoxkatalys genom att introducera ett trekomponentsystem baserat på ett salt, en fosfin och en elektronacceptor för att få tillgång till redoxaktiva komplex utan behov av traditionella övergångsmetaller eller komplexa färgämneskatalysatorer.

Denna studie illustrerade att dekarboxylativ alkylering åstadkoms utan ädla övergångsmetaller eller organiska färgämnen, vilket kan vara goda nyheter för många syntetiska kemister.