«Снижение» позволяет проводить более чистые и эффективные каталитические реакции

В новом исследовании, опубликованном в Журнале Американского химического общества, исследователи из Токийского технологического института расширили объем индуцированных светом реакций, катализируемых металлом, продемонстрировав метод синтеза, в котором используется «анионный» (отрицательно заряженный комплекс) Rh для присоединения электронодефицитной борной группы к арену.

«Снижение» позволяет проводить более чистые и эффективные каталитические реакции

В своем исследовании они использовали недавно разработанный катализатор на основе циклопентадиенила (Cp) -родия, который первоначально образовывал нейтральный комплекс с ареном. Затем этот комплекс подвергся «восстановлению» (увеличению количества электронов) под действием света с образованием анионного промежуточного соединения, которое, в свою очередь, облегчило обмен лиганда (молекулы, присоединенной к атому металла) с дибороновой группой с образованием соединений, называемых « арилборонаты »в процессе, известном как« борилирование». Профессор Юки Нагашима, руководивший исследованием, уточняет: «Каталитические реакции обычно ускоряются за счет окисления комплексов металлов до катионных промежуточных соединений. Вместо этого мы использовали« восстановительную» стратегию, чтобы катализировать реакцию борилирования аренов по альтернативным реакционным путям».

Исследователи первоначально определили типы аренов, которые будут образовывать подходящие промежуточные соединения с катализатором, с помощью зависимых от времени расчетов теории функционала плотности, а затем выполнили скрининг катализатора для реакции борилирования. После тестирования различных катализаторов на аренах и дибороновой группе они обнаружили, что нейтральный металлический комплекс должен быть возбужден светом до «триплетного состояния», прежде чем его можно будет восстановить до анионного состояния с получением соответствующего арилбороната.

Новая стратегия синтеза работает с аренами, содержащими широкий спектр функциональных групп, и дает высокие выходы (до 99%). Кроме того, по сравнению с обычным катализируемым металлами борилированием, он использовал более мягкие реагенты и позволял борилирование при комнатной температуре, что делало процесс более чистым и более энергоэффективным.

«Мы разработали первый протокол для создания анионных комплексов металлов посредством фото-возбужденного« восстановления »промежуточных продуктов Cp-Rh. Это проложит путь для функционализации других электронодефицитных элементов, таких как силан и олово, а также для синтеза биоактивных и функциональных соединений», — говорит Нагашима о будущих перспективах своего исследования.

Источник — Газета Daily.

Газета «DAILY» — Новости России и мира