반도체 광촉매는 보릴화 반응을 실현하는 데 도움을 줍니다.

2023년 8월 30일

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작성자: Li Yuan, 중국과학원

중국과학원(CAS) 산하 대련화학물리연구소(DICP)의 Dai Wen 교수가 이끄는 연구 그룹은 간단하고 효율적인 이종 광촉매를 사용하여 N-헤테로고리 카르벤 보란(NHC-BH3)과 관련된 보릴화 반응을 실현했습니다. 시스템을 통해 수소화붕소화 및 붕소 치환 생성물을 포함한 고부가가치 변환의 합성이 가능합니다. 그들의 연구는 8월 9일 Angewandte Chemie International Edition에 게재되었습니다.

NHC-BH3는 안정적인 화학적 특성과 간단한 제조 방법으로 인해 자유 라디칼 보릴화 반응에서 새로운 붕소 공급원입니다. 그러나 NHC-BH3의 적용은 다량의 유해한 자유 라디칼 개시제뿐만 아니라 비싸고 재활용이 불가능한 균질 광촉매의 요구로 인해 방해를 받습니다.

이번 연구를 위해 연구진은 쉽게 제조할 수 있는 황화카드뮴 나노시트를 이종 광촉매로 사용했다. 그리고 NHC-BH3를 붕소 공급원으로 사용하여 실온 및 빛 조건에서 다양한 알켄, 알킨, 이민, 방향족(헤테로) 고리 및 생체 활성 분자의 선택적 보릴화 반응을 가능하게 했습니다. 변환 프로세스는 광생성 전자-정공 쌍을 완전히 활용했기 때문에 희생제에 대한 필요성이 제거되었습니다.

더욱이 그들은 광촉매 시스템이 그램 규모의 확장을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 촉매의 여러 사이클 후에도 안정적인 수율을 유지할 수 있다는 것을 발견했습니다. 또한 재활용 가능한 일반 플랫폼 역할을 할 수 있어 회수된 촉매가 다양한 종류의 기질에 계속 촉매 작용을 할 수 있습니다.

"우리의 연구는 NHC-BH3를 붕소 공급원으로 사용하여 자유 라디칼 보릴화 반응 개발을 위한 새로운 아이디어를 제공하며, 반응에서 얻은 유기보란은 수산기, 붕산염 및 디플루오로보란 반응 부위를 포함하는 합성 빌딩 블록을 합성하는 데 사용될 수 있습니다." 다이 교수가 말했다.

추가 정보: Fukai Xie et al, N‐Heterocyclic Carbene‐Boranes 및 Heterogeneous Semiconductor Photocatalyst를 사용한 Alkenes, Alkynes, Imines, Arenes 및 Heteroarenes의 Facile Borylation, Angewandte Chemie International Edition(2023). DOI: 10.1002/anie.202306846

저널 정보:응용화학 국제판

중국과학원 제공