Een belangrijk doel in de organische synthese is het ontwikkelen van efficiënte reacties om chemicaliën uit grondstoffen (ook bekend als ruwe of natuurlijke materialen) om te zetten in waardevolle reagentia die kunnen worden gebruikt om farmaceutische en landbouwchemicaliën te maken.

Een krachtige benadering van deze wetenschappelijke kernuitdaging is om koolstof-waterstofbindingen om te zetten in koolstof-heteroatoombindingen. Echter, organische moleculen zijn samengesteld uit een "zee" van koolstof-waterstofbindingen, waardoor het erg moeilijk is om een ​​hoge selectiviteit voor reactie bij een specifieke binding te bereiken.

Om nog een moeilijkheidslaag toe te voegen, koolstof-waterstofbindingen zijn over het algemeen niet reactief, wat betekent dat zware reactieomstandigheden vereist zijn, vaak met behulp van hoge temperaturen en dure edelmetaalkatalysatoren.

Nutsvoorzieningen, wetenschappers van de Universiteit van Bristol hebben een mechanisch unieke benadering ontdekt om dit proces te vergemakkelijken op een manier die efficiënter en goedkoper is dan traditionele methoden.

Hun bevindingen, zoals gerapporteerd in het journaal Natuur bieden vandaag nieuwe mogelijkheden voor het omzetten van chemische grondstoffen in waardevolle boorhoudende verbindingen, die een belangrijke rol spelen bij de vervaardiging van tal van producten, van medicijnen tot tv-schermen.

Deze laatste studie, onder leiding van professor Varinder Aggarwal FRS en Dr. Adam Noble van de School of Chemistry, beschrijft hoe een proces dat bekend staat als C-H-borylering kan worden gebruikt om koolstof-waterstofbindingen van organische moleculen om te zetten in koolstof-boorbindingen, die tot de meest veelzijdige in chemische synthese behoren.

"Een belangrijk kenmerk van deze nieuwe C-H-borylatie is dat, in tegenstelling tot alle eerder gerapporteerde methoden, deze reacties verlopen bij omgevingstemperatuur en vereisen geen metaalkatalysator, die hun kosten aanzienlijk kunnen verlagen, " zegt professor Aggarwal.

De studie omvatte het gebruik van een eenvoudige chloridekatalysator in plaats van edele metalen. De sleutel tot het succes van de reactie was het gebruik van bestraling met violet licht, die de chloridekatalysator voldoende energie geeft om niet-reactieve koolstof-waterstofbindingen te verbreken.

"Cruciaal, de milde reactieomstandigheden van deze foto-geïnduceerde C-H-borylatie maken een laserachtige precisie mogelijk om te bepalen welke van de talloze C-H-bindingen wordt getransformeerd. In aanvulling, aangezien het mechanisme verschilt van die waarbij metaalkatalysatoren worden gebruikt, deze nieuwe methode maakt de synthese mogelijk van boorhoudende organische moleculen die niet toegankelijk zijn met bestaande benaderingen, waardoor nieuwe mogelijkheden ontstaan ​​voor de synthese van deze waardevolle verbindingen uit grondstoffen."