Los haluros de arilo con un anillo de benceno unido directamente a un átomo de halógeno están fácilmente disponibles y son químicamente estables. por lo que se utilizan como fuente de anillos de benceno en síntesis orgánica. Por ejemplo, una reacción química que genera un radical arilo altamente reactivo a partir de un haluro de arilo utilizando un compuesto de estaño tóxico se conoce desde hace mucho tiempo como un método para suministrar un anillo de benceno. En años recientes, Se han desarrollado reacciones químicas en las que se reduce un haluro de arilo usando un catalizador metálico o un fotocatalizador seguido de la escisión del enlace entre el anillo de benceno y el átomo de halógeno para generar un radical arilo. Sin embargo, dado que los métodos descritos anteriormente requieren sales metálicas y / o cantidades en exceso de un agente oxidante o un agente reductor, Son deseables reacciones químicas con menor impacto ambiental.

El grupo de investigación de la Universidad de Kanazawa dirigido por el profesor Ohmiya ha estado desarrollando reacciones químicas novedosas utilizando catalizadores orgánicos libres de metales recientemente desarrollados para producir varios productos químicos útiles de una manera mucho más fácil que con los métodos convencionales. En el presente estudio, el grupo logró generar radicales arilo a partir de yoduros de arilo, un tipo de haluro de arilo, en condiciones suaves sin necesidad de sales ligeras o metálicas, utilizando un catalizador de carbeno N-heterocíclico y los radicales arilo así formados se utilizaron para síntesis orgánica.

Una transferencia de un solo electrón de un enolato intermedio que consiste en un catalizador de carbeno N-heterocíclico de tipo tiazolio y un aldehído a un yoduro de arilo y la posterior escisión del enlace entre el anillo de benceno y el átomo de yodo generan un radical arilo de manera catalítica. Considerando el potencial de oxidación del intermedio enolato (Eox =-0,97 V) y el potencial de reducción del yoduro de arilo (Ered =-2,24 V), transferencia de un solo electrón del intermedio enolato al yoduro de arilo, es decir, reducción de un solo electrón, es termodinámicamente desfavorable. Sin embargo, se considera que la reacción tuvo lugar debido a factores cinéticos porque los dos pasos de reacción, es decir, 1) transferencia de un solo electrón del intermedio enolato al yoduro de arilo y 2) escisión del enlace entre el anillo de benceno y el átomo de yodo, proceda rápidamente. El radical arilo generado actúa como fuente del anillo de benceno, procede la difuncionalización del alqueno, y se obtiene una cetona sustituida con anillo de benceno. Además, utilizando el radical arilo generado para la reacción de abstracción de hidrógeno intramolecular, procede la acilación deshidrogenativa de la amida, y se puede obtener un compuesto de α-aminocetona. Se pueden usar sustratos con varios grupos funcionales en estas reacciones de conversión molecular. Los derivados de productos farmacéuticos también se pueden sintetizar mediante la acilación deshidrogenante de amidas.

Los resultados de este estudio son el desarrollo de una reacción química que escinde el enlace entre el anillo de benceno de un haluro de arilo y el átomo de halógeno mediante el uso de un catalizador orgánico que tiene un bajo impacto en el medio ambiente. conduciendo a la generación de un radical arilo. Dado que los radicales arilo se pueden generar fácilmente a partir de haluros de arilo que se utilizan ampliamente en la síntesis orgánica, Se espera que esta sea una tecnología poderosa para sintetizar con precisión medicamentos médicos y agrícolas, así como materiales químicos.