Gli alchini sono un gruppo di composti organici utilizzati per produrre reagenti e polimeri industriali. La fotolisi di un ciclopropenone con luce UV è un metodo utile per generare un alchino altamente reattivo. Però, se la miscela di reazione contiene composti di accompagnamento sensibili alla luce UV, degenereranno. Perciò, eseguire questa reazione in presenza di luce visibile invece manterrà intatti tali composti. Un team di ricerca dell'Università di Kanazawa ha identificato catalizzatori che possono facilitare la fotolisi dei ciclopropenoni stabili alla luce visibile in condizioni di luce visibile.

Il team ha prima esaminato un gruppo di sei potenziali catalizzatori per identificare quelli che producono la più alta percentuale di aminoalchini dagli aminociclopropenoni in presenza di luce visibile. Per valutare questo, è stata messa a punto una reazione di condensazione di disidratazione fotoinnescata. Questa è una delle poche reazioni in cui l'aminoalchino sintetizzato dall'aminociclopropenone subisce direttamente una serie di passaggi intermedi per dare composti chimici noti come ammidi.

Quando questa miscela di reazione è stata irradiata con una lampada a fluorescenza domestica, due catalizzatori hanno mostrato la più alta resa dell'ammide. In presenza di questi due catalizzatori si consumava più del 90% del ciclopropenone, indicativi della loro efficienza alla luce visibile. Queste osservazioni non sono state viste in condizioni di oscurità, suggerendo ulteriormente la dipendenza di questi due catalizzatori dalla luce all'interno dello spettro visibile. interessante, i ricercatori hanno anche notato che questi due catalizzatori sembravano avere un alto potenziale di riduzione ai loro stati eccitati e un basso potenziale di riduzione ai loro stati fondamentali.

Questo potenziale redox fa sì che i catalizzatori eccitati strappino un elettrone dal ciclopropenone, l'inizio della catena di reazione. Il ciclopropenone ossidato sarebbe instabile e si decomponeva nel catione radicale ad anello aperto. Il catione radicale riceverebbe un elettrone dal fotocatalizzatore e quindi genererebbe monossido di carbonio e l'alchino attivo. Si ritiene quindi che il meccanismo dei catalizzatori attivati ​​dalla luce visibile sia diverso dai catalizzatori che funzionano sotto la luce UV.

Per testare l'applicazione pratica di questi catalizzatori, la reazione è stata quindi condotta in presenza di tetrazolo, una molecola altamente sensibile ai raggi UV. Come previsto, in condizioni di luce UV, tetrazolo decomposto, producendo solo il 46% dell'ammide. D'altra parte, sotto la luce visibile non solo il tetrazolo è stato trovato intatto, ma la resa dell'ammide era molto più alta:quasi il 75%.

Questo studio ha proposto un nuovo metodo di sintesi degli alchini senza dipendenza dalla luce UV. "[Noi] abbiamo sviluppato una nuova reazione di generazione di alchini attivi fotoattivata con un fotocatalizzatore sensibile alla luce visibile. Il metodo sarebbe particolarmente utile quando la luce UV non può essere utilizzata per la generazione di alchini a causa della sensibilità alla luce UV di altri substrati coesistenti, "concludono i ricercatori.