Radikal kemi muliggør ligetil syntese af ethere

Siden så langt tilbage som 1850'erne, syntetisering af ethere har involveret den samme grundlæggende kemi. Nu, forskere fra Japan har udvidet det syntetiske værktøjssæt til ethere - ved at bruge billige reagenser og nemme procedurer.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i Bulletin fra Chemical Society of Japan , forskere fra Kanazawa University har afsløret en ny kemisk syntese af kulstofradikaler fra acetaler og har produceret en lang række ethere fra ellers udfordrende udgangsmaterialer.

Ethere er en spændende klasse af kemiske forbindelser, der spænder fra ydmyge kemiske opløsningsmidler til stabiliserende komponenter i nogle nyere COVID-19-vacciner. En type kemisk reaktion kendt som nukleofil substitution er fortsat den fremherskende metode til fremstilling af ethere. Dette har begrænset omfanget af de mulige ethere, man kan danne. Derfor, forskere har fokuseret på at gøre brug af kemiske reaktionsmellemprodukter kendt som kulstofradikaler. På nuværende tidspunkt sådan kemi er ikke blevet veludviklet i forbindelse med ethersyntese fra acetaler, noget forskerne ved Kanazawa University havde til formål at tage fat på.

"Vi har for nylig opdaget et billigt titaniumreagens, der vil være nyttigt til at udvide omfanget af ethersyntese, " siger leder og co-senior forfatter af undersøgelsen Takuya Suga. "Denne idé har litteratur forrang, men til dato, uønsket kemi har begrænset de praktiske anvendelser."

For at overkomme tidligere tekniske udfordringer, forskerne brugte kemi, som de tidligere havde anvendt til at danne kulstof-kulstofbindinger. De her anvendte reaktionsbetingelser er godartede selv for den notorisk udfordrende kemi af carbonradikaler.

"Resultater fra omfattende kemisk screening var klare, " forklarer Yutaka Ukaji, co-senior forfatter. "Vi opnåede høje udbytter af produkter, uden omfattende uønskede biprodukter, ved omhyggeligt at skræddersy sammensætningen af ​​titaniumreagenset, reduktionsmiddel, og additiv."

Desuden, reaktionen producerede endda ethere fra udgangsmaterialer, der har mange store kemiske enheder nær reaktionscentret. Det er ellers notorisk udfordrende at syntetisere ethere fra sådanne udgangsmaterialer.

"Vi udførte en repræsentativ ethersyntese i gramskala, " siger Suga. "Dette er vigtigt for at demonstrere, at vores metode er pålidelig og har applikationer i den virkelige verden."

Kosmetik, lægemidler, og mange andre produkter afhænger af de egenskaber, der aktiveres af ethere. Resultaterne præsenteret her er især spændende, fordi titanium er et billigt og rigeligt grundstof, og forskernes reagens kan syntetiseres fra kommercielt tilgængelige prækursorer. Yderligere udvikling vil dramatisk udvide omfanget af ethere, der kan syntetiseres ved hjælp af mild reaktionskemi.