کتونهای فعال عکس پتانسیل قوی مانند هیدروژن را نشان می دهند اتم انتقال کاتالیزورهای عکس ، که امکان فعال سازی اسیدهای کربوکسیلیک و تشکیل اتصالات جدید C -C ، C -S و C -Cl را فراهم می کند.
اسیدهای کربوکسیلیک اجزای متداول در ترکیبات فعال زیستی هستند و به عنوان بلوک های ساختمانی گسترده در سنتز آلی عمل می کنند. هنگامی که به رادیکال های کربوکسی تبدیل می شوند ، این اسیدها می توانند تشکیل پیوندهای هتروتومیک کربن و کربن با ارزش را آغاز کنند ، یک گام کلیدی در ایجاد مواد و داروهای جدید. با وجود سودمندی آنها ، تعداد کمی از روشهای موجود به کاتالیزورهای سودآور متکی هستند.
با مراجعه به این رسوب ، تیمی از WPI-ICREDD و دانشگاه شیزوکا یک استراتژی مستقیم برای انتقال اتم هیدروژن (HAT) ایجاد کرده اند که به طور انتخابی اسیدهای کربوکسیلیک را به رادیکال های کربوکسی تبدیل می کند. این روش از Xanthone موجود در یک شبکه تجاری و کتون ارگانیک ارزان به عنوان یک فتوکاتالیست استفاده می کند. این مطالعه اخیراً در منتشر شده است مجله ای از انجمن شیمیایی آمریکاحرف
عملکرد HAT با استخراج یک اتم هیدروژن از بستر ، تولید یک رادیکال واکنشی. کتون ها به دلیل دسترسی و نقش تعیین شده در Hat Photoga به ویژه برای این فرآیند مناسب هستند. با این حال ، هدف قرار دادن اتصال O -H در اسیدهای کربوکسیلیک یک چالش است زیرا به طور کلی قوی تر از اتصالات -N مجاور است.
برای غلبه بر این ، محققان از روش پاسخ (AFIR) ناشی از قدرت مصنوعی (AFIR) ، یک ابزار محاسباتی که در ICREDD تهیه شده است ، استفاده کردند. این تجزیه و تحلیل نشان داد که شانتون می تواند به طور مؤثر فعال سازی انتخابی O -H را تسهیل کند و آن را به عنوان کاندیدای قوی برای تولید رادیکال دقیق در این سیستم ها تبدیل کند.
پیوند هیدروژن انتخابی را افزایش می دهد
تجزیه و تحلیل محاسبه نشان داده است که زانتون موانع انرژی تقریباً برابر برای فعال کردن یا اتصالات O -H یا C -H در کربوکسیلن را نشان می دهد اسید مولکول ها این تعادل نشان می دهد که پیوند هیدروژن می تواند نقش مهمی در کارگردانی کدام اتصال ترجیحا فعال کند. پیوند هیدروژن به جذب بین اتم های هیدروژن و اکسیژن (همانطور که در بالا نشان داده شده است) اشاره دارد و بین اتم های هیدروژن و کربن رخ نمی دهد. با اتصال کووالانسی متفاوت است.
نتایج تجربی پیش بینی های مبتنی بر AFIR را تأیید کرده است ، با تأکید بر اهمیت اتصال هیدروژن برای دستیابی به فعال سازی انتخابی OH.
این روش منجر به انتخاب بالایی بیش از 10: 1 به نفع شکاف پیوند O -H شد. بسته به بستر خاص ، واکنش به دنبال یک مسیر دکربوکسینگ یا عملکرد بنزین بود. Xanthon تحمل گسترده ای از بستر را نشان می دهد و برای اتصالات مختلف برای اتصالات (C -C ، C ، Cl و C -S) اجازه می دهد ، انعطاف پذیری آن را در بیش از 40 نمونه مختلف واکنش نشان می دهد.
محققان موفقیت تخمین زده شده AFIR را برجسته می کنند
“همکاری با تیم Shizuoka برای مطالعه یک رژیم جدید از فعال شدن اسیدهای کربوکسیلیک از طریق رویکردهای محاسباتی یک تجربه عالی بود. به ویژه برای من این معنی است که روش AFIR سودمندی خود را به عنوان ابزاری قابل پیش بینی فراتر از Icredit نشان می دهد. امیدوارم که این استراتژی محاسباتی به توسعه WPI-Relationio Reseaturary ادامه یابد. هیروکی از توسعه WPI ، امیدوارم که این استراتژی محاسبه شده به تحریک پیشرفتهای جدید در توسعه ارتجاعی ادامه دهد. ” دانشگاه هوکایدوحرف
“این افتخار برای من است که با استادیار هیروکی حیاشی در این کار همکاری کنم. ادغام هر دو رویکرد آزمایشی و محاسباتی ، ما با موفقیت یک فوتوتیلاز جدید کتون ها را کشف کرده ایم. این پروژه واقعاً باعث شده است که من هنگام پیش بینی مسیرهای واکنش ، از قدرت روش AFIR قدردانی کنم. گونه“، دانشیار Kenji Yamashi از دانشگاه Shizuoka گفت.
این روش جدید ارزان است و حداقل زباله های واکنش را ایجاد می کند ، که باعث می شود آن را برای توسعه داروهای و مواد بسیار در دسترس قرار دهد. علاوه بر این ، مکانیسم فوتوتالیتی این روش برای کاربردهای گسترده تر برای تولید رادیکال علاوه بر رادیکال های کربوکسی امیدوار کننده است.
مرجع: “تولید مستقیم رادیکال های کربوکسیلیک از اسیدهای کربوکسیلیک کاتالیز شده توسط کتون های عکاسی” توسط Kenji Yamashita ، Hayate Sano ، Yuki Goto ، Hiroki Hayashi و Yoshitaka Hamashima ، 2 ژوئیه 2025 ، مجله ای از انجمن شیمیایی آمریکاحرف
doi: 10.1021/jacs.5c04571
این کار توسط کمکهای مالی از دانشگاه شیزووکا ، کمکهای مالی برای تحقیقات علمی (B) (22H02745) ، کمک هزینه برای تحقیقات چالش برانگیز (اکتشافی) ، JSPS-WPI ، JST-Irato (JPMJER1903) و حوزه های تحقیقاتی دگرگونی (A) علم تحول سبز برای تحول کاتالیز سبز برای نوسازی منابع مبتنی بر کربن ، پشتیبانی می شود.
هرگز موفقیت را از دست ندهید: به خبرنامه Scitechdaily بپیوندید.
