_ Fotocataliza heterogenă de cupru pt. producerea diverșilor compuși bioactivi

Profesorul Jian He, de la Departamentul de Chimie de la Universitatea din Hong Kong (HKU), a condus un efort de cercetare care vizează revoluționarea sintezei organice. Echipa sa de cercetare a dezvoltat cu succes un nou fotocatalizator heterogen de cupru care permite formarea eficientă a inelelor de ciclobutan, un element structural crucial într-o gamă largă de molecule bioactive.

Inelele de ciclobutan sunt prezentate în mod proeminent în produse farmaceutice, produse naturale, și diverși compuși biologic activi. Permițând cercetătorilor să construiască aceste inele cu ușurință și selectivitate, echipa profesorului He a deblocat un control mai mare asupra sintezei acestor molecule vitale. Descoperirile cercetării au fost publicate recent în Nature Catalysis.

În ultimele două decenii, fotocatalizatori cu lumină vizibilă au fost folosiți pentru a conduce astfel de transformări prin cicloadiții fotochimice [2+2]; cu toate acestea, domeniul lor de aplicare a substratului a fost limitat. Mai mult decât atât, sistemele fotocatalitice existente se bazează adesea pe catalizatori omogene de metale prețioase, care ridică provocări în reciclarea catalizatorilor și împiedică sinteza organică la scară largă.

Abordând direct aceste limitări, profesorul He și echipa sa au dezvoltat o metodă inovatoare. fotocatalizator heterogen de cupru. Acest catalizator facilitează eficient procesele de transfer de energie pentru o serie de cicloadiții intermoleculare încrucișate [2+2], inclusiv cele inaccesibile anterior în fotocataliza convențională omogenă. Acest nou sistem de reacție are o stabilitate excelentă a catalizatorului și o capacitate de reciclare excelentă și nu se bazează pe metale prețioase, ceea ce îl face mai durabil din punct de vedere economic și ecologic.

Profesorul He și-a exprimat mare entuziasm pentru impactul potențial al acestei descoperiri, declarând: „Noul nostru fotocatalizator heterogen de cupru deschide noi posibilități de sinteză a moleculelor bioactive cu eficiență și selectivitate sporite. Prin eliminarea dependenței de metale prețioase și îmbunătățirea reciclabilității catalizatorului, am abordat provocările critice în sinteza organică la scară largă, deschizând calea pentru o mai durabilă. și producție chimică viabilă din punct de vedere economic.”

În acest studiu, echipa a dezvoltat un tip special de fotocatalizator de cupru care poate ajuta la fabricarea moleculelor de ciclobutan mai eficient. Ei au preparat cu succes un fotosensibilizator triplet de cupru eterogen stabil prin construirea de complecși heteroleptici de cupru (I) ligați cu binap în porii cadrelor metalo-organice (MOF) pe bază de zirconiu.

La heterogenizare, cuprul reactiv (I) speciile aflate în stări fotoexcitate prezintă energii de tranziție și durata de viață crescute, ceea ce este esențial pentru creșterea eficienței catalitice în cicloadițiile de stireni [2+2] mediate de transferul de energie cu o varietate de olefine, inclusiv alchene cu deficit de electroni.

Spre deosebire de fotocatalizatorii de cupru omogene corespunzători, fotocatalizatorul de cupru suportat de MOF prezintă stabilitate ridicată și activitate catalitică și poate fi reciclat în mai multe execuții fără descompunerea catalizatorului.

Această lucrare oferă o abordare generală și interdisciplinară a proiectării foarte reactive. fotocatalizatori de cupru pentru o gamă largă de reacții organice practice și ar putea ajuta procesul de producere a diverșilor compuși bioactivi mai ușor și mai eficient în viitor.

(Fluierul)