Onderzoekers van het Nara Institute of Science and Technology (NAIST) rapporteren een fotozuurgenerator (PAG) die Lewis-zuren genereert met een kwantumopbrengst die enorm superieur is aan PAG's die Brønsted-zuren genereren. De nieuwe PAG is gebaseerd op fotochemische 6π-percyclisatie en het is aangetoond dat het de polymerisatie van epoxymonomeren initieert en Mukaiyama-aldolreacties katalyseert.

PAG's zijn chemische soorten die sterke zuren afgeven, hetzij in oplossing of in vaste toestand, bij blootstelling aan licht. Deze zuren kunnen vervolgens worden gebruikt om verschillende biologische en fotopolymeersystemen te activeren.

De meeste PAG's vormen Brønsted-zuren en doen dat met grote efficiëntie. Echter, Brønsted-zuren beperken de mogelijkheden op het gebied van substraten en reactiemechanismen, in het bijzonder voor organische synthese in vergelijking met Lewis-zuren. Sommige chemische stoffen worden gemakkelijk afgebroken met Brønsted-zuren, maar niet met Lewis-zuren.

"Lewis-zuurkatalysatoren zijn zeer nuttig, maar vaak onstabiel en vereisen een zorgvuldige introductie in reactiesystemen. we zouden op afstand Lewis-zuurkatalysatoren induceren, zoals optische belichting, " legt NAIST universitair hoofddocent Takuya Nakashima uit, een van de hoofdonderzoekers in het project.

De nieuwe PAG hangt af van de toevoeging van een triflaatgroep aan teraryleen. De triflaatgroep vertoonde een hoge neiging tot afgifte van het teraryleen bij blootstelling aan UV-licht.

"We hebben ons gericht op teraryleen vanwege de zeer hoge lichtgevoeligheid, compatibiliteit in polymeerfilms en geen remming van zuurstof/vocht. We hebben ook niet-lineaire reacties gevonden die kunnen worden gebruikt om de lichtgevoeligheid aanzienlijk te verbeteren, " zegt NAIST-professor Tsuyoshi Kawai, een andere hoofdonderzoeker. Inderdaad, de fotochemische kwantumopbrengst was 0,5, die veel hoger is dan standaard PAG's.

Het resulterende Lewis-zuur werd gegenereerd zonder enig radicaal tussenproduct en hield meer dan 100 dagen aan. Het werd vervolgens gebruikt om de polymerisatie van epoxymonomeren te starten, SU-8, en Mukaiyama-aldolreacties voor benzaldehyde en silylenolaten om silylaldolen van verschillende stereo-isomeren te produceren, die niet mogelijk waren met Brønsted-zuren gevormd met PAG's.

"Dit systeem opent nieuwe mogelijkheden voor Lewis-zuurreacties. Het is het eerste dat foto-geactiveerde Mukaiyama-aldolreacties genereert, ' zegt Kawai.