Les alcynes sont un groupe de composés organiques qui sont utilisés pour fabriquer des réactifs et des polymères industriels. La photolyse d'une cyclopropénone avec la lumière UV est une méthode utile pour générer un alcyne hautement réactif. Cependant, si le mélange réactionnel contient des composés d'accompagnement sensibles à la lumière UV, ils vont dégénérer. Par conséquent, effectuer cette réaction en présence de lumière visible à la place gardera ces composés intacts. Une équipe de recherche de l'Université de Kanazawa a identifié des catalyseurs pouvant faciliter la photolyse des cyclopropénones stables à la lumière visible dans des conditions de lumière visible.

L'équipe a d'abord examiné un panel de six catalyseurs potentiels pour identifier ceux qui produisent la plus forte proportion d'aminoalcynes à partir d'aminocyclopropénones en présence de lumière visible. Pour évaluer cela, une réaction de condensation de déshydratation photo-déclenchée a été mise en place. C'est l'une des rares réactions dans lesquelles l'aminoalcyne synthétisé à partir de l'aminocyclopropénone subit directement une série d'étapes intermédiaires pour produire des composés chimiques appelés amides.

Lorsque ce mélange réactionnel a été irradié avec une lampe à fluorescence domestique, deux catalyseurs ont montré le rendement le plus élevé de l'amide. En présence de ces deux catalyseurs plus de 90 % de la cyclopropénone a été consommée, suggérant leur efficacité sous lumière visible. Ces observations n'ont pas été observées dans des conditions d'obscurité, suggérant en outre la dépendance de ces deux catalyseurs à la lumière dans le spectre visible. De façon intéressante, les chercheurs ont également remarqué que ces deux catalyseurs semblaient avoir un potentiel de réduction élevé à leurs états excités et un potentiel de réduction faible à leurs états fondamentaux.

Ce potentiel redox amène peut-être les catalyseurs excités à arracher un électron à la cyclopropénone, initier la chaîne de réaction. La cyclopropénone oxydée serait instable et se décomposerait en cation radicalaire à cycle ouvert. Le cation radical recevrait un électron du photocatalyseur, puis générerait du monoxyde de carbone et l'alcyne actif. On pense donc que le mécanisme des catalyseurs activés par la lumière visible est différent de celui des catalyseurs qui fonctionnent sous la lumière UV.

Pour tester l'application pratique de ces catalyseurs, la réaction a ensuite été effectuée en présence de tétrazole, une molécule très sensible aux UV. Comme prévu, dans des conditions de lumière UV, tétrazole décomposé, donnant seulement 46% de l'amide. D'autre part, sous la lumière visible, non seulement le tétrazole s'est révélé intact, mais le rendement de l'amide était beaucoup plus élevé :près de 75 %.

Cette étude a proposé une nouvelle méthode de synthèse d'alcyne sans dépendance à la lumière UV. "[Nous] avons développé une nouvelle réaction de génération d'alcyne active photodéclenchée avec un photocatalyseur sensible à la lumière visible. La méthode serait particulièrement utile lorsque la lumière UV ne peut pas être utilisée pour la génération d'alcyne en raison de la sensibilité à la lumière UV d'autres substrats coexistants, " concluent les chercheurs.