有机化学中的新方法使获得高精度含硼有机分子

2021/03/08

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有机合成的一个主要目标是开发高效的反应，将原料化学品转化为有价值的试剂，用于制造药品或农用化学品。

应对这一核心科学挑战的有力方法是将碳-氢键转化为碳-杂原子键。然而，有机分子是由众多碳-氢键组成的，要在特定的键上实现高选择性的反应非常困难。而更难的是，碳-氢键一般都是不反应的，这意味着需要苛刻的反应条件，往往需要使用高温和昂贵的贵金属催化剂。

现在，布里斯托尔大学的科学家们发现了一种独特的方法，以一种比传统方法更高效、成本更低的方式促进这一过程。

他们的研究结果发表在《Nature》杂志上，为将原料化学品转化为有价值的含硼化合物开辟了新的可能性，这些化合物在制造从药品到电视屏幕等众多产品中发挥着重要作用。

这项最新研究由化学学院的Varinder Aggarwal FRS教授和Adam Noble博士领导，描述了一种被称为C-H硼化的过程如何用于将有机分子的碳-氢键转化为碳-硼键，而碳-硼键是化学合成中最通用的一些键。

"这种新的C-H硼化的一个重要特点是，与以前报道的所有方法都不同，这些反应在环境温度下进行，不需要金属催化剂，这可以大大降低其成本，"Aggarwal教授说。

该研究使用一种简单的氯催化剂来代替贵金属，反应成功的关键是使用紫光照射，这为氯催化剂提供了足够的能量来打破非活性碳氢键。

"而其中最为重要的是，这种光诱导的C-H羰基化的温和反应条件使得无数C-H键中的哪一个被转化的精确度达到了激光的程度。此外，由于该机制与那些使用金属催化剂的机制不同，这种新方法可以合成使用现有方法无法获得的含硼有机分子，从而为从原料化学品中合成这些有价值的化合物创造了新的机会。"

论文标题为《Metal-free photoinduced C(sp3)–H borylation of alkanes》。