Los radicales alquilo son radicales de carbono de alcanos de cadena normal y de cadena ramificada, disponibles como productos intermedios de reacción incluso en las últimas etapas de la síntesis. Recientemente, se ha hecho posible generar radicales alquilo en condiciones suaves mediante el uso de un catalizador fotoredox con productos químicos orgánicos (precursores de radicales) bajo irradiación de luz visible. Sin embargo, Dado que muchos catalizadores fotoredox son caros y dado que es necesario considerar el proceso redox de los propios catalizadores, las transformaciones químicas pueden complicarse. Por lo tanto, Se informó un nuevo método sobre la generación de radicales alquilo por excitación directa con luz visible, teniendo en cuenta las propiedades fotofísicas de los propios productos químicos orgánicos.

Este es un método excelente en el que es innecesario el uso de catalizadores fotorredox. Sin embargo, existen limitaciones en cuanto a las especies de radicales de carbono que se pueden generar. Por ejemplo, era difícil generar radicales alquilo terciarios voluminosos y radicales metilo inestables, que son fuentes de carbono útiles para reacciones químicas. Además, Es problemático que la generación de radicales de carbono vaya acompañada de la generación de productos químicos de desecho de gran masa molecular.

El grupo de investigación de la Universidad de Kanazawa dirigido por el profesor Ohmiya, incluidos estudiantes de posgrado, en colaboración con científicos de RIKEN / Tokyo Medical and Dental University, ha logrado generar radicales de carbono con alta reactividad química. Utilizando las últimas tecnologías de medición, hicieron un diseño racional y preciso de un complejo de organoborato preparado a partir de "boraceno, "que tiene un átomo de boro en el esqueleto similar al tetraceno, mediante el uso completo de varias tecnologías de medición más recientes. El complejo de organoborato así diseñado y sintetizado fue capaz de absorber la luz visible, dando lugar a radicales alquilo bajo irradiación con LED azul en ausencia de catalizadores fotorredox.

La clave del éxito del presente estudio fue que el complejo de organoborato preparado por la reacción de un alquil nucleófilo con "boraceno, "en el que tres átomos de carbono de un benzo [ fg ] el esqueleto de tetraceno fueron reemplazados por un átomo de boro y dos átomos de oxígeno, dio lugar a la escisión homolítica de un enlace carbono-boro al absorber la luz visible. El complejo de organoborato excitado por luz visible transfiere un solo electrón al otro reactivo o induce directamente la escisión homolítica para dar un radical alquilo.

Este proceso es altamente eficiente y permite la generación de radicales alquilo terciario voluminosos y radicales metilo inestables, pero la producción de estos radicales fue difícil de controlar. El radical alquilo generado por el presente método podría usarse como fuente de carbono para reacciones químicas. Se aplicó a, por ejemplo, descianoalquilación, adición radical como la adición de Giese, y acoplamiento cruzado catalizado por níquel para la síntesis de compuestos que tienen estructuras complicadas. Debe mencionarse especialmente que el complejo de organoborato usado en el presente método puede reutilizarse haciendo reaccionar un alquil nucleófilo con el boraceno recuperado después de la reacción química.

El presente estudio ha permitido la excitación directa con luz visible de compuestos organoboro preparados a partir de "boraceno, "que ha generado con éxito una variedad de radicales alquilo. Los radicales alquilo generados por el presente método pueden usarse como fuentes de carbono para reacciones químicas y emplearse para la síntesis de compuestos orgánicos complicados y / o voluminosos, que hasta ahora eran difíciles de lograr.

El resultado de la presente investigación representa un nuevo protocolo de síntesis orgánica habilitado por la combinación de compuestos de organoboro y energía luminosa y se espera que acelere la síntesis. por ejemplo, en la investigación de descubrimiento de fármacos. Desde un punto de vista académico, El proceso de reacción de escisión homolítica del enlace carbono-boro desencadenado por la irradiación de luz visible proporciona un marco para la nueva tecnología de transformación molecular.