近日,日本東京工業大學和東京大學的科學家合作,找到一種制備有機錫化合物的新方法。研究人員用光激發錫基陰離子,改變電子狀態,從而提高其選擇性和反應能力。該方法有助于高效合成多種生物活性產物、新型藥物和功能材料,相關研究在《美國化學會志》發表。
有機錫化合物(有機錫)是錫和碳元素直接結合所形成的金屬有機化合物,主要用作催化劑、穩定劑、殺菌劑及涂料和防霉劑等。20世紀70年代,有機錫作為化學合成的催化劑受到人們廣泛關注。錫基陰離子是有機錫試劑中應用廣泛的前體物,然而,它們容易與目標有機錫試劑產生不必要反應,從而影響主反應,降低生產效率。
日本科學家在實驗中,發現一種光激發現象,在對該現象進行深入研究后,制備出一種新型錫基物質,該物質對生產有機錫試劑非常有幫助。
“這種新的錫基物質是在實驗中意外發現的。”東京工業大學助理教授長島由紀夫教授解釋道,他們在對錫陰離子的研究中,偶然發現少量化合物,這些化合物可能是由錫基陰離子在光照射下產生的。
受這一現象啟發,研究人員開始探索這些光激發的錫基陰離子的合成。通過理論推演,研究人員確定了三甲基錫陰離子是一種典型的錫基陰離子,它對藍光具有特殊的親和力,可以使分子達到激發的“單”態,從這種狀態,系統自然發展到另一種“激發態”,這使其具有了截然不同的化學性質。
研究人員探索了光激發的錫基陰離子與幾種化合物之間的反應后發現,通過光激發的方式,合成的各種常用錫基陰離子具有前所未有的選擇性。此外,這些光激發陰離子能顯著提高芳基分子的脫氟和脫芳基能力。這意味著,在芳基氟化物或鹵化物(氟或鹵化物基團中的有機分子)中,很容易建立一個反應,用錫基取代氟或鹵化物基團。這使得研究人員能夠制備出各種各樣的,具有更強反應能力和對某些化合物有選擇性的有機錫試劑。
“雖然近兩個世紀來已經建立了許多有機錫方法和試劑,但我們使用光激發陰離子的方式,為制備各種有機錫化合物提供了一種新工具。”長島由紀夫對這一結果感到興奮,“這種新方法必將有助于合成多種生物活性產物、新型藥物和功能材料。”
相關論文信息:https://doi.org/ 10.1021/jacs.1c00887