Ny tilgang inden for organisk kemi gør det muligt at tilføje bor til molekyler med høj præcision

Et hovedmål inden for organisk syntese er at udvikle effektive reaktioner til at omdanne råstofkemikalier (også kendt som råmaterialer eller naturlige materialer) til værdifulde reagenser, der kan bruges til at fremstille lægemidler og agrokemikalier.

En kraftfuld tilgang til denne videnskabelige kerneudfordring er at omdanne kulstof-hydrogen-bindinger til kulstof-heteroatom-bindinger. Imidlertid, organiske molekyler er sammensat af et "hav" af kulstof-brintbindinger, hvilket gør det meget vanskeligt at opnå høj selektivitet for reaktion ved en specifik binding.

For at tilføje endnu et sværhedsgrad, kulstof-hydrogen-bindinger er generelt ikke-reaktive, hvilket betyder, at der kræves hårde reaktionsbetingelser, ofte ved hjælp af høje temperaturer og dyre ædelmetalkatalysatorer.

Nu, forskere ved University of Bristol har opdaget en mekanistisk unik tilgang til at lette denne proces på en måde, der er mere effektiv og billigere end traditionelle metoder.

Deres resultater, som rapporteret i journalen Natur i dag åbner nye muligheder for at omdanne råstofkemikalier til værdifulde borholdige forbindelser, som spiller en stor rolle i fremstillingen af ​​adskillige produkter, fra medicin til tv-skærme.

Denne seneste undersøgelse, ledet af professor Varinder Aggarwal FRS og Dr. Adam Noble fra School of Chemistry, beskriver, hvordan en proces kendt som C-H-borylering kan bruges til at omdanne kulstof-hydrogen-bindinger af organiske molekyler til kulstof-bor-bindinger, som er nogle af de mest alsidige inden for kemisk syntese.

"Et vigtigt træk ved denne nye CH-borylering er, at i modsætning til alle tidligere rapporterede metoder, disse reaktioner forløber ved omgivelsestemperatur og kræver ikke en metalkatalysator, som kan reducere deres omkostninger betydeligt, " siger professor Aggarwal.

Undersøgelsen involverede anvendelse af en simpel chloridkatalysator i stedet for ædelmetaller. Nøglen til reaktionens succes var brugen af ​​violet-lysbestråling, som giver chloridkatalysatoren nok energi til at bryde ureaktive kulstof-hydrogenbindinger.

"Det er afgørende, de milde reaktionsbetingelser for denne foto-inducerede C-H-borylering muliggør en laserlignende præcision med hensyn til, hvilken af ​​de utallige C-H-bindinger, der transformeres. Ud over, da mekanismen er forskellig fra dem, der bruger metalkatalysatorer, denne nye metode tillader syntese af borholdige organiske molekyler, som ikke kan tilgås ved hjælp af eksisterende tilgange, dermed skabe nye muligheder for syntese af disse værdifulde forbindelser fra råstofkemikalier."