Bij de productie van verbindingen, scheikundigen hebben het fundamentele doel om strategieën te vinden die het meest selectief zijn en afvalproducten vermijden. Doorbraken op dit gebied dienen, onder andere, om industriële innovatie en de ontwikkeling van geneesmiddelen te stimuleren. In deze context, allylische substitutiereacties met behulp van katalysatoren gemaakt van zogenaamde overgangsmetalen hebben al geleid tot aanzienlijke vooruitgang in de wetenschap. In een molecuul zorgen de katalysatoren ervoor dat een functionele groep wordt vervangen door een andere groep in allylische positie, d.w.z. in de directe nabijheid van een dubbele koolstof-koolstofbinding.

Vooral, de zogenaamde allylische functionalisering door middel van een katalysator op basis van het overgangsmetaal palladium is een gevestigde strategie geworden voor het construeren van koolstof-koolstof- of koolstof-heteroatoombindingen, en het nut ervan is aangetoond in de synthese van natuurlijke producten, ontdekking van geneesmiddelen en materiaalwetenschap. Hoe dan ook, in de praktijk zijn er nog grote uitdagingen, vooral met betrekking tot de duurzaamheid van de stoffen en hun vermogen om chemische reacties te ondergaan.

Nu heeft een team van onderzoekers onder leiding van prof. Frank Glorius van de Universiteit van Münster (Duitsland) een nieuwe benadering van allylfunctionalisering ontwikkeld en π-allylpalladiumcomplexen gegenereerd met behulp van radicale chemie. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Katalyse .

Er waren eerder verschillende methoden ontwikkeld om π-allylpalladiumcomplexen te genereren via ionische mechanismen; echter, deze methoden vereisen doorgaans ofwel geprefunctionaliseerde uitgangsmaterialen of stoichiometrische oxidanten, wat natuurlijk hun reikwijdte beperkt. "Dit is de eerste keer dat de π-allylpalladiumcomplexen worden bereikt met behulp van een radicale strategie. We hopen dat deze radicale strategie snel zal worden overgenomen door de synthetische gemeenschap en wordt gebruikt als een aanvullende methode om een ​​aantal andere gerelateerde reacties mogelijk te maken, " zegt prof. Frank Glorius.

Dit is hoe de nieuwe methode werkt:een in de handel verkrijgbare palladiumkatalysator wordt geëxciteerd door zichtbaar licht, het samenvoegen van N-hydroxyftalimide-esters afgeleid van goedkope en overvloedige alifatische carbonzuren en grondstof butadieen, waardoor de vorming van π-allylpalladiumcomplexen mogelijk is. Dit leidt tot een zogenaamde 1, 4-aminoalkylering van de dienen, die de wetenschappers konden laten zien aan de hand van meer dan 60 voorbeelden. Bovendien, ze konden het nut van deze strategie aantonen bij radicale cascadereacties en bij de modificatie van medicijnen en natuurlijke producten.

"Dit is een innovatie in de palladiumchemie - we hebben deze oude overgangsmetaalkatalysator nieuwe trucs geleerd. Bovendien, gemakkelijk verkrijgbare N-hydroxyftalimide-esters werden gebruikt als bifunctionele reagentia, twee vliegen in één klap doden, " zegt Dr. Huan-Ming Huang, eerste auteur van de studie.