Os radicais alquil são radicais de carbono de alcanos de cadeia normal e de cadeia ramificada, disponíveis como intermediários de reação, mesmo nos estágios finais da síntese. Recentemente, tornou-se possível gerar radicais alquil sob condições suaves usando um catalisador fotoredox com produtos químicos orgânicos (precursores de radicais) sob irradiação de luz visível. Contudo, uma vez que muitos catalisadores fotoredox são caros e uma vez que é necessário considerar o processo redox dos próprios catalisadores, as transformações químicas podem se tornar complicadas. Assim, um novo método foi relatado na geração de radicais alquil por excitação direta de luz visível, levando em consideração as propriedades fotofísicas dos próprios produtos químicos orgânicos.

Este é um excelente método em que o uso de catalisadores fotoredox é desnecessário. Apesar disso, existem limitações em termos das espécies de radicais de carbono que podem ser geradas. Por exemplo, era difícil gerar radicais alquil terciários volumosos e radicais metil instáveis, que são fontes de carbono úteis para reações químicas. Além disso, é problemático que a geração de radicais de carbono seja acompanhada pela geração de resíduos químicos de grande massa molecular.

O grupo de pesquisa da Universidade de Kanazawa liderado pelo Prof. Ohmiya incluindo alunos de pós-graduação, em colaboração com cientistas da RIKEN / Tokyo Medical and Dental University, conseguiu gerar radicais de carbono com alta reatividade química. Usando as tecnologias de medição mais recentes, eles fizeram um projeto racional e preciso de um complexo de organoborato preparado a partir de "boraceno, "que tem um átomo de boro no esqueleto semelhante ao tetraceno, através do uso total de várias tecnologias de medição mais recentes. O complexo organoborato assim projetado e sintetizado foi capaz de absorver a luz visível, dando origem a radicais alquil sob irradiação de LED azul na ausência de catalisadores fotoredox.

A chave para o sucesso do presente estudo foi que o complexo organoborato preparado pela reação de um alquil nucleófilo com "boraceno, "em que três átomos de carbono de um benzo [ fg ] esqueleto de tetraceno foram substituídos por um átomo de boro e dois átomos de oxigênio, deu origem à clivagem homolítica de uma ligação carbono-boro ao absorver luz visível. O complexo organoborato excitado pela luz visível transfere um único elétron para o outro reagente ou induz diretamente a clivagem homolítica para dar um radical alquil.

Este processo é altamente eficiente e permite a geração de radicais alquil terciários volumosos e radicais de metila instáveis, mas a produção desses radicais era difícil de controlar. O radical alquil gerado pelo presente método pode ser usado como uma fonte de carbono para reações químicas. Foi aplicado a, por exemplo, decianoalquilação, adição de radical, como adição de Giese, e acoplamento cruzado catalisado por níquel para a síntese de compostos com estruturas complicadas. Deve ser especialmente mencionado que o complexo organoborato usado no presente método pode ser reutilizado pela reação de um alquil nucleófilo com o boraceno recuperado após a reação química.

O presente estudo permitiu a excitação direta de luz visível de compostos organoboro preparados a partir de "boraceno, "que gerou com sucesso uma variedade de radicais alquil. Os radicais alquil gerados pelo presente método podem ser usados ​​como fontes de carbono para reações químicas e empregados para a síntese de compostos orgânicos complicados e / ou volumosos, que até agora eram difíceis de alcançar.

O presente resultado da pesquisa representa um novo protocolo de síntese orgânica habilitado pela combinação de compostos organoboro e energia luminosa e espera-se que acelere a síntese, por exemplo, na pesquisa de descoberta de drogas. Do ponto de vista acadêmico, o processo de reação de clivagem homolítica da ligação carbono-boro desencadeada pela irradiação de luz visível fornece uma estrutura para uma nova tecnologia de transformação molecular.