北海道大学
反应瓶暴露在来自发光二极管的蓝光下
信用:宇佐克·马田 发光二极管常用于我们的电视、智能手机和其他设备中的电子显示器；现在，北海道大学化学反应设计与发现研究所(ICReDD)的研究人员已经利用蓝色发光二极管开发了一种更可持续的方法来制造关键的化学亚单元，这些亚单元在制药和光电子开发中具有潜在的用途
研究人员将蓝色发光二极管与铜基分子催化剂相结合，进行交叉偶联反应，其中两个分子通过碳碳键连接在一起
这是最广泛使用的反应类型之一，对于创造今天使用的大多数化学产品至关重要
使用铜(一种更便宜且更常见的金属)作为交叉偶联反应的催化剂是可持续性的重大突破，因为这种反应通常依赖于使用贵金属，如钯
新方法也是有利的，因为分子催化剂中的铜金属本身吸收蓝光，而不需要除催化剂之外的单独的吸光化合物
这使得合成不仅更便宜、更简单，而且更容易控制，因为移动部件更少
蓝光在激活铜基催化剂中起关键作用
理论计算表明，这种曝光导致电子从金属铜原子移动到分子催化剂的相连亚单元
这种激发态分离了电荷，使催化剂更具活性，研究人员能够利用它进行交叉偶联反应，产生酰基，这对于药物和光电子材料的合成非常有用
(左上)使用铜基催化剂的交叉偶联反应示意图
(左下)显示蓝色发光二极管光激发铜基催化剂以及由此产生的电荷转移的示意图
(右)催化剂吸收光线并被激活的艺术描绘
信用:宇佐克上田等人
美国化学学会杂志，DOI: 10
1021/jacs
1c11526 该方法的一个关键方面是酰基的形成不对称
这意味着产品分子的两个可能镜像版本中的一个被选择性地生产，这是新药开发非常需要的特征
研究人员用多种不同的原料测试了他们的新方法，特别是从治疗痛风的药物丙磺舒中提取的原料
他们从这种原料中获得的产品在制药工业中有潜在的应用
这种方法的高选择性及其与药物中使用的化合物的相容性突出了其潜在的效用
这种新方法的实施有望节约成本，并提高多种具有医药和电子潜在用途的化学化合物的生产可持续性
它对常见材料的利用使它特别有吸引力
助理教授Yusuke Masuda评论说:“这种合成方法是一个突破，因为它结合了两种容易获得的物品，蓝色LED灯和铜，实现了以前不存在的偶联反应。”
“利用地球上丰富的资源生产有用化合物的技术对人类的可持续发展至关重要
我预计这一进展将成为可持续分子合成方法发展的里程碑
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