Ett viktigt mål inom organisk syntes är att utveckla effektiva reaktioner för att omvandla råvarukemikalier (annars kända som råvaror eller naturliga material) till värdefulla reagenser som kan användas för att skapa läkemedel och jordbrukskemikalier.

Ett kraftfullt tillvägagångssätt för denna centrala vetenskapliga utmaning är att omvandla kol-vätebindningar till kol-heteroatombindningar. Dock, organiska molekyler är sammansatta av ett "hav" av kol-vätebindningar, vilket gör det mycket svårt att uppnå hög selektivitet för reaktion vid en specifik bindning.

För att lägga till ytterligare ett svårighetsgrad, kol-vätebindningar är i allmänhet oreaktiva, vilket innebär att hårda reaktionsförhållanden krävs, ofta med användning av höga temperaturer och dyra ädelmetallkatalysatorer.

Nu, forskare vid University of Bristol har upptäckt ett mekaniskt unikt tillvägagångssätt för att underlätta denna process på ett sätt som är mer effektivt och billigare än traditionella metoder.

Deras resultat, som rapporterats i tidskriften Natur idag öppnar nya möjligheter för att omvandla råvarukemikalier till värdefulla borinnehållande föreningar, som spelar en stor roll i tillverkningen av många produkter, från mediciner till tv-skärmar.

Denna senaste studie, ledd av professor Varinder Aggarwal FRS och Dr. Adam Noble från School of Chemistry, beskriver hur en process känd som C-H-borylering kan användas för att omvandla kol-vätebindningar av organiska molekyler till kol-borbindningar, som är några av de mest mångsidiga inom kemisk syntes.

"En viktig egenskap hos denna nya C–H-borylering är att, till skillnad från alla tidigare rapporterade metoder, dessa reaktioner fortgår vid rumstemperatur och kräver ingen metallkatalysator, som avsevärt kan minska deras kostnader, säger professor Aggarwal.

Studien involverade att använda en enkel kloridkatalysator i stället för ädelmetaller. Nyckeln till framgången för reaktionen var användningen av bestrålning med violett ljus, som ger kloridkatalysatorn tillräckligt med energi för att bryta oreaktiva kol-vätebindningar.

"Det är avgörande, de milda reaktionsförhållandena för denna fotoinducerade C–H-borylering möjliggör en laserliknande precision om vilken av de myriader av C–H-bindningar som transformeras. Dessutom, eftersom mekanismen är skild från de som använder metallkatalysatorer, denna nya metod möjliggör syntes av borinnehållande organiska molekyler som inte kan nås med hjälp av befintliga metoder, vilket skapar nya möjligheter för syntes av dessa värdefulla föreningar från råvarukemikalier."