Fotocatalisador de átomo único para reação click

Resumo A cicloadição de azida-alquino catalisada por cobre(I) é a reação de química click mais prevalente, amplamente explorada para a síntese de diversas moléculas orgânicas. Normalmente, os catalisadores de Cu(I) são gerados in situ através da redução química de íons Cu(II). Infelizmente, tais sistemas homogêneos são considerados impraticáveis para produção em larga escala, e o envolvimento de múltiplos equilíbrios entre catalisadores, redutores e substratos complicam a elucidação do processo catalítico. Inspirados pela fotossíntese, que envolve um ciclo redox transitório da unidade de porfirina de magnésio nas clorofilas, uma estratégia baseada em complexos metálicos é proposta para reações de química click desencadeadas por luz, utilizando uma estrutura orgânica covalente carregada com Cu(II) como catalisador heterogêneo, onde o ligante orgânico funciona como uma estrutura robusta e fotoiniciador. Sob irradiação luminosa, os elétrons fotogerados dentro da unidade do ligante sofrem transferência de carga ligante-para-metal, injetando-se no orbital 3d de Cu(II) e reduzindo-o a Cu(I) como uma espécie transitória de vida útil curta com submicrosegundos, que atua como locais ativos eficientes para a reação de química click. Este sistema controlável e robusto mostra promessas na cicloadição fotocatalítica de benzilazida e fenilacetileno, uma reação modelo de química click, alcançando 95% de conversão de substrato e >90% de rendimento de triazol. Os resultados são antecipados para serem amplamente aplicáveis em áreas como fotolitografia sustentável e química de polímeros.