En ljusbaserad strategi för den oxidativa additions-reduktiva elimineringscykeln. (A) Motsatta inflytanden på dessa operationer. L, ligand; M, metall. (B och C) Deras begränsande användning vid karbonyleringar. IMes, 1, 3-dimesitylimidazol-2-ylidin; Ar, aryl. (D) Koncept:att utnyttja flera fotohändelser för att komma åt potenta, brett tillämpbara palladiumkatalysatorer. X, halogen; Nu, nukleofil. Kreditera: Vetenskap (2020). DOI:10.1126/science.aba5901
Ett team av forskare vid McGill University har funnit att ljus kan användas för att utöka omfattningen av karbonyleringsreaktioner. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , gruppen beskriver hur man använder vanligt ljus för att både bryta och skapa kol-halogenbindningar. I ett perspektiv stycke tryckt i samma tidskriftsnummer, Prasad Kathe och Ivana Fleischer vid universitetet i Tübingen beskriver några av de problem som kemister har stött på när de försökte utföra karbonyleringsreaktioner, och hur arbetet av teamet i Kanada löser många av problemen.
Kathe och Fleischer påpekar att karbonylgrupper används i en mängd syntetiska tillämpningar, så kemister har sökt sätt att utöka sin räckvidd. Karbonylgrupper är funktionella grupper med kolatomer dubbelbundna till en syreatom. Ett av de vanligaste sätten att skapa dem är att använda karbonyleringsreaktioner där organohalider med kolmonoxid omvandlas i närvaro av en nukleofil. De efterföljande reaktionerna genererar en kol-heteroatom och kol-kol-bindning och använder lätt erhållna prekursorer, allt i ett enda steg, använda metaller som katalysatorer. Tyvärr, omfattningen av sådana reaktioner är begränsad. I denna nya ansträngning, forskarna har hittat ett sätt att övervinna många av dessa begränsningar genom att aktivera katalysatorerna med hjälp av ljus.
Karbonyleringshändelser börjar vanligtvis med att en reaktion av metallen som används med en elektrofil sätter igång. Det följs av införande av kolmonoxiden och koordinering av nukleofilen. Det slutar med reduktiv eliminering. Forskarna med denna nya ansträngning fann att synligt ljus kunde excitera de katalytiska mellanhänderna och hjälpa till med reduktiv eliminering. Detta möjliggjorde en reaktion mellan två substrat vid rumstemperaturer som generellt anses vara mycket utmanande. Detta var möjligt eftersom tillsatsen av ljus ändrade reaktionen från en redoxhändelse med två elektroner till en överföring av en elektron - en som producerade en radikal art.
Kathe och Fleischer föreslår att upptäckten att ljus kan användas för att utöka omfattningen av karbonyleringsreaktioner sannolikt kommer att leda till dess bredare användning i andra reaktioner.
© 2020 Science X Network
