La eliminación de grupos carboxilo y la liberación de fragmentos de radicales alquilo de la unión estrecha de los grupos carboxilo son direcciones prometedoras en la síntesis orgánica. especialmente en la síntesis de fármacos. Se han diseñado varios catalizadores para resolver este desafío.

En un estudio reciente publicado en Ciencias , investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China informaron sobre su sistema catalizador recientemente desarrollado, que es barato y sencillo.

El radical libre es versátil y controlable, que representa al "Rey Mono" de la síntesis orgánica, pero es presionado por la "gran montaña" del grupo carboxilo.

Los procesos de descarboxilación convencionales tienen limitaciones en la industrialización. En años recientes, la comunidad científica ha intentado utilizar la reacción fotocatalítica para lograr la conversión de descarboxilación, que tiene ventajas como un funcionamiento sencillo, fácil control, y ahorro energético. El sistema fotocatalítico se ha aplicado con éxito a la síntesis de diversas moléculas funcionales complejas.

Sin embargo, la mayoría de los catalizadores fotorredox que se utilizan actualmente están compuestos de complejos de metales preciosos como el iridio y el rutenio o son tintes orgánicos elaborados sintéticamente con estructuras complicadas. Es importante desarrollar sistemas fotocatalíticos multifuncionales y respetuosos con el medio ambiente. El nuevo catalizador tiene una nueva forma de utilizar el nuevo mecanismo para combinar catalizador barato con grupo carboxilo, empuje el ciclo de reacción redox, y rescatar fácil y libremente a los "radicales libres".

Basado en la excitación de la luz visible para la transferencia de carga intermolecular, Los científicos de la USTC propusieron un nuevo concepto para construir un ciclo redox catalítico para la síntesis orgánica. Descubrieron un sencillo fácilmente disponible, sistema fotocatalítico compuesto aniónico no metálico altamente eficaz para la reacción descarboxilativa de un derivado de ácido carboxílico.

El sistema catalítico propuesto impulsa simultáneamente un ciclo redox, simplifica el sistema fotocatalítico, y reduce el coste del fotocatalizador. El sistema rompe las limitaciones del método de calentamiento tradicional, y resuelve los problemas de los metales de transición que quedan en la síntesis de compuestos funcionales y fármacos.

Usando este sistema, Los ésteres redox activos derivados de varios aminoácidos naturales y no naturales desencadenan con éxito reacciones de acoplamiento decarboxilativr con alta eficiencia y producción a escala de gramos, indicando la viabilidad de la industrialización.

También se espera promover la industrialización a escala de la tecnología fotocatalítica en la producción de importantes moléculas funcionales, con importante valor químico sintético y buenas perspectivas de aplicación industrial.

Los resultados pueden iniciar una nueva área de investigación en catálisis fotoredox al introducir un sistema tricomponente basado en una sal, una fosfina y un aceptor de electrones para acceder a complejos activos redox sin la necesidad de catalizadores de tintes complejos o de metales de transición tradicionales.

Este estudio ilustró que la alquilación descarboxilativa se logra sin metales de transición preciosos o colorantes orgánicos, lo que puede ser una buena noticia para muchos químicos sintéticos.