NUS-kemister har upptäckt ett sätt att kontrollera positionen för kol-kol-dubbelbindningar (C =C) vid olefinisomerisering med hjälp av hållbar järnbaserad katalys för potentiella tillämpningar inom organisk syntes.

Den katalytiska isomeriseringen av C =C-bindningar är en oumbärlig kemisk transformation som används för att leverera analoger med högre värde. Det har viktiga användningsområden inom den kemiska industrin. Även om ett stort antal metallkatalyserade C =C-bindningsmigrationsprotokoll har utvecklats, bestående brister förblir olösta. Möjligheten att omplacera C =C -bindningarna i olefiner, känd som alkenomvandling, är ett effektivt tillvägagångssätt för att erhålla strukturellt isomera former av samma molekyl från ett enda substrat. Dock, detta fortsätter att vara en formidabel utmaning. Separat, omvandling av regioisomera alkenblandningar som innehåller många isomerer av samma förening till en enda produkt som endast har en enda isomer, är ännu inte uppnått. Denna omvandling är särskilt användbar för effektivisering av kemisk syntes.

Ett forskargrupp ledd av prof Koh Ming Joo, från Institutionen för kemi, NUS har tagit fram en ny olefinisomeriseringsteknik där katalytiska mängder av ett lämpligt jordartigt järnbaserat komplex, en bas och en borylförening används för att främja effektiv och kontrollerbar alkentransponering (se figur 1). Denna metod kan användas för både terminala och interna alkensubstrat. Mekanistiska studier av teamet avslöjade att dessa kemiska transformationer sannolikt kommer att fortsätta genom en katalytisk järnhydrid-intermediär som inducerar C =C-bindningsmigration.

Prof Koh sa:"Den nya katalytiska regimen ger ett sätt att erhålla strukturellt olika produkter från ett enda substrat. Vårt team fann också att järnbaserad katalys också kan användas för att transformera isomera olefinblandningar, som vanligen återfinns i råoljedirekt råmaterial till en enda alkenprodukt för användning inom den petrokemiska industrin. Detta vetenskapliga framsteg belyser inte bara en ny metod för alkenkedjevandring. Det illustrerar också livskraften att kontrollera var C =C -bindningen migrerar även i substrat som bär minst två möjliga platser som kan styra olefinisomeriseringen. Detta har betydande konsekvenser för att underlätta syntesen av omättade enheter inbäddade i biologiskt aktiva föreningar. "

Forskargruppen planerar att kombinera denna nya metod med olefintillsatsreaktioner för att utveckla nya funktionaliseringstransformationer.