Des chercheurs de l'Institut des sciences et technologies de Nara (NAIST) rapportent un générateur de photo-acide (PAG) qui génère des acides de Lewis avec un rendement quantique largement supérieur aux PAG qui génèrent des acides de Brønsted. Le nouveau PAG est basé sur la 6π-percyclisation photochimique et il est démontré qu'il initie la polymérisation des monomères époxy et catalyse les réactions Mukaiyama-aldol.

Les PAG sont des espèces chimiques qui libèrent des acides forts, soit en solution soit à l'état solide, lors de l'exposition à la lumière. Ces acides peuvent ensuite être utilisés pour activer divers systèmes biologiques et photopolymères.

La plupart des PAG forment des acides de Brønsted et le font avec une grande efficacité. Cependant, Les acides de Brønsted limitent les options en termes de substrats et de mécanismes de réaction, en particulier pour la synthèse organique par rapport aux acides de Lewis. Certaines substances chimiques se décomposent facilement avec les acides de Brønsted mais pas avec les acides de Lewis.

"Les catalyseurs acides de Lewis sont très utiles mais souvent instables et nécessitent une introduction prudente dans les systèmes de réaction. De préférence, nous induirions des catalyseurs acides de Lewis à distance, comme l'exposition optique, " explique le professeur agrégé NAIST Takuya Nakashima, l'un des principaux chercheurs du projet.

Le nouveau PAG dépend de l'ajout d'un groupe triflate au terarylène. Le groupe triflate a montré une forte propension à se libérer du térarylène lors de l'exposition à la lumière UV.

"Nous nous sommes concentrés sur le térarylène en raison de sa très haute sensibilité à la lumière, compatibilité dans les films polymères et aucune inhibition de l'oxygène/de l'humidité. Nous avons également trouvé des réponses non linéaires qui peuvent être utilisées pour améliorer considérablement la sensibilité à la lumière, " déclare le professeur NAIST Tsuyoshi Kawai, un autre chercheur principal. En effet, le rendement quantique photochimique était de 0,5, ce qui est beaucoup plus élevé que les PAG standard.

L'acide de Lewis résultant a été généré sans aucun intermédiaire radicalaire et maintenu pendant plus de 100 jours. Il a ensuite été utilisé pour initier la polymérisation de monomères époxy, SU-8, et des réactions Mukaiyama-aldol pour le benzaldéhyde et les énolates de silyle pour produire des aldols de silyle de différents stéréoisomères, ce qui n'était pas possible avec les acides de Brønsted formés avec les PAG.

"Ce système ouvre de nouvelles opportunités pour les réactions acides de Lewis. Il est le premier à générer des réactions Mukaiyama-aldol photo-activées, " dit Kawaï.