Ein Halbleiter-Photokatalysator hilft bei der Umsetzung der Borylierungsreaktion

30. August 2023

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von Li Yuan, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Dai Wen vom Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) hat Borylierungsreaktionen mit N-heterocyclischen Carbenboranen (NHC-BH3) mit einer einfachen und effizienten heterogenen Photokatalyse realisiert System, das die Synthese hochwertiger Umwandlungen einschließlich Hydroborierungs- und Borsubstitutionsprodukten ermöglicht. Ihre Studie wurde am 9. August in der Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.

NHC-BH3 sind aufgrund ihrer stabilen chemischen Eigenschaften und der einfachen Herstellungsmethode neuartige Borquellen in radikalischen Borylierungsreaktionen. Die Anwendung von NHC-BH3 wird jedoch durch den Bedarf an großen Mengen schädlicher Radikalinitiatoren sowie die teuren und nicht recycelbaren homogenen Photokatalysatoren erschwert.

Für diese Studie verwendeten die Forscher leicht herzustellende Cadmiumsulfid-Nanoblätter als heterogene Photokatalysatoren. Und sie dienten NHC-BH3 als Borquelle und ermöglichten die selektive Borylierungsreaktion verschiedener Alkene, Alkine, Imine, aromatischer (Hetero-)Ringe und bioaktiver Moleküle bei Raumtemperatur und Lichtbedingungen. Da der Umwandlungsprozess die photogenerierten Elektron-Loch-Paare vollständig nutzte, entfiel die Notwendigkeit von Opfermitteln.

Darüber hinaus fanden sie heraus, dass das photokatalytische System nicht nur eine Vergrößerung im Gramm-Maßstab erreichen konnte, sondern auch nach mehreren Zyklen des Katalysators eine stabile Ausbeute aufrechterhalten konnte. Es könnte auch als recycelbare allgemeine Plattform dienen, die es dem zurückgewonnenen Katalysator ermöglicht, weiterhin verschiedene Arten von Substraten zu katalysieren.

„Unsere Studie liefert neue Ideen für die Entwicklung freiradikalischer Borylierungsreaktionen unter Verwendung von NHC-BH3 als Borquelle, und die aus der Reaktion erhaltenen Organoborane können zur Synthese synthetischer Bausteine ​​verwendet werden, die reaktive Hydroxyl-, Borat- und Difluorboranstellen enthalten.“ sagte Prof. Dai.

Mehr Informationen: Fukai Xie et al., Einfache Borylierung von Alkenen, Alkinen, Iminen, Arenen und Heteroarenen mit N-heterocyclischen Carben-Boranen und einem heterogenen Halbleiter-Photokatalysator, Angewandte Chemie Internationale Ausgabe (2023). DOI: 10.1002/ange.202306846

Zeitschrifteninformationen:Angewandte Chemie International Edition

Zur Verfügung gestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften