p Em um esforço contínuo para acelerar as reações catalíticas, a oxidação de complexos metálicos usando luz surgiu como um método padrão para sintetizar compostos aromáticos. Agora, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio demonstraram uma via de síntese de alto rendimento por meio da redução dos complexos de ródio, usando um catalisador recém-projetado que permite que elementos deficientes em elétrons sejam adicionados a compostos aromáticos, abrindo possibilidades para sintetizar produtos bioativos e materiais funcionais. p Os catalisadores permitem que as reações químicas sejam mais rápidas e eficientes em termos de energia e são amplamente usados ​​em processos industriais e biológicos. Cada reação química requer uma certa quantidade mínima de energia para ocorrer com sucesso. Os catalisadores reduzem esta energia combinando-se com reagentes para formar intermediários de baixa energia, "que dão o produto final.

p O metal ródio (Rh) é um bom candidato para catalisador, pois pode ter vários estados de oxidação que os permitem formar complexos ou intermediários com os reagentes. Recentemente, as reações catalisadas por metal foram otimizadas usando luz para modificar o estado de oxidação do composto intermediário, permitindo que os pesquisadores adicionem com sucesso vários substituintes, conhecidos como "grupos funcionais" para arenos (hidrocarbonetos com átomos de carbono formando anéis). A maioria desses estudos envolve a indução de um intermediário "catiônico" (carregado positivamente) com luz que pode facilitar a troca com grupos funcionais ricos em elétrons para produzir arenos funcionalizados.

p Agora, em um novo estudo publicado no Jornal da American Chemical Society , pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech) expandiram o escopo das reações catalisadas por metal induzidas por luz, demonstrando um método de síntese que usa um complexo Rh "aniônico" (carregado negativamente) para permitir a adição de um grupo de boro deficiente em elétrons para um arene.

p Em seu estudo, eles usaram um catalisador à base de ciclopentadienil (Cp) -ródio, que inicialmente formou um complexo neutro com o areno. Este complexo então sofreu uma "redução" (ganho de elétrons) sob irradiação de luz para formar um intermediário aniônico que, por sua vez, facilitou a troca de um ligante (uma molécula ligada a um átomo de metal) com um grupo diboro para produzir compostos chamados "arilboronatos" em um processo conhecido como "borilação". Professor Yuki Nagashima, quem liderou o estudo, elabora, "As reações catalíticas são normalmente aceleradas pela oxidação de complexos metálicos em intermediários catiônicos. Nós, em vez de, usou uma estratégia 'redutiva' para catalisar a reação de borylation de arenos por meio de vias de reação alternativas. "

p Os pesquisadores inicialmente determinaram os tipos de arenos que formariam intermediários adequados com o catalisador por meio de cálculos da teoria funcional da densidade dependente do tempo e, em seguida, realizaram uma triagem para o catalisador para a reação de borilação. Depois de testar uma variedade de catalisadores em arenos e no grupo diboro, eles descobriram que o complexo de metal neutro tinha que ser excitado a um "estado tripleto" com luz, antes que pudesse ser reduzido ao seu estado aniônico para produzir o arilboronato correspondente.

p A nova estratégia de síntese funcionou para arenos contendo uma grande variedade de grupos funcionais e gerou altos rendimentos (até 99%). Além disso, em comparação com a borilação catalisada por metal convencional, usava reagentes mais suaves e permitia a borilação em temperatura ambiente, tornando o processo mais limpo e mais eficiente em termos de energia.

p "Desenvolvemos o primeiro protocolo para a geração de complexos de metal aniônico por meio da 'redução' fotoexcitada de intermediários Cp-Rh. Isso abrirá o caminho para a funcionalização de outros elementos deficientes em elétrons, como silano e estanho, bem como a síntese de compostos bioativos e funcionais, "diz Nagashima, falando das perspectivas futuras de seu estudo.

p Afinal, "redução" é definitivamente melhor quando menos é mais!