A remoção de grupos carboxila e a liberação de fragmentos de radicais alquil da forte ligação de grupos carboxila são direções promissoras na síntese orgânica, especialmente na síntese de drogas. Vários catalisadores foram projetados para resolver esse desafio.

Em um estudo recente publicado em Ciência , pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências relataram seu sistema de catalisador recém-desenvolvido, o que é barato e simples.

O radical livre é versátil e controlável, representando o "Rei Macaco" da síntese orgânica, mas é pressionado pela "grande montanha" do grupo carboxila.

Os processos convencionais de descarboxilação têm limitações na industrialização. Nos últimos anos, a comunidade científica tem tentado usar a reação fotocatalítica para alcançar a conversão de descarboxilação, que tem vantagens, como operação simples, controle fácil, e economia de energia. O sistema fotocatalítico foi aplicado com sucesso à síntese de várias moléculas funcionais complexas.

Contudo, a maioria dos catalisadores fotoredox em uso atualmente é composta de complexos de metais preciosos como irídio e rutênio ou são corantes orgânicos sinteticamente elaborados com estruturas complicadas. É importante desenvolver sistemas fotocatalíticos multifuncionais e amigáveis ​​ao meio ambiente. O novo catalisador tem uma nova maneira de usar o novo mecanismo para combinar catalisador barato com grupo carboxila, empurrar o ciclo de reação redox, e resgatar fácil e livremente os "radicais livres".

Com base na excitação de luz visível para transferência de carga intermolecular, cientistas da USTC propuseram um novo conceito para construir um ciclo redox catalítico para síntese orgânica. Eles descobriram um simples, facilmente disponível, sistema fotocatalítico de compósito aniônico não metálico altamente eficiente para reação descarboxilativa de derivados de ácido carboxílico.

O sistema catalítico proposto conduz simultaneamente um ciclo redox, simplifica o sistema fotocatalítico, e reduz o custo do fotocatalisador. O sistema quebra as limitações do método de aquecimento tradicional, e resolve os problemas de metais de transição restantes na síntese de compostos funcionais e drogas.

Usando este sistema, Ésteres redox-ativos derivados de vários aminoácidos naturais e não naturais desencadeiam com sucesso reações de acoplamento descarboxilativo com alta eficiência e produção em escala de grama, indicando a viabilidade da industrialização.

Espera-se também promover a industrialização em escala da tecnologia fotocatalítica na produção de importantes moléculas funcionais, com importante valor químico sintético e boas perspectivas de aplicação industrial.

Os resultados podem dar início a uma nova área de pesquisa em catálise fotoredox por meio da introdução de um sistema tricomponente baseado em um sal, uma fosfina e um receptor de elétrons para acessar complexos redox ativos sem a necessidade de metal de transição tradicional ou catalisadores de corantes complexos.

Este estudo ilustrou que a alquilação descarboxilativa é realizada sem metais preciosos de transição ou corantes orgânicos, o que pode ser uma boa notícia para muitos químicos sintéticos.