Récemment, la catalyse photoredox s'est imposée comme un partenaire de couplage attrayant pour la catalyse des métaux de transition, appelée métallaphotocatalyse, développer de nouvelles méthodologies de synthèse ainsi qu'améliorer l'efficacité des transformations établies. Inversement, la plupart de ces plates-formes catalytiques doubles se sont concentrées sur l'utilisation de catalyseurs photoredox homogènes tels que des complexes polypyridyliques à base de Ru et d'Ir ainsi que des colorants organiques. Les applications de ces composés sont limitées par leur coût élevé et leur faible stabilité, récupération, et la réutilisabilité.

Les aryl-hétérocycles sont des motifs structurels omniprésents dans de nombreux produits naturels et pharmaceutiques bioactifs. Développer des stratégies efficaces et durables pour produire ces composés à haute valeur ajoutée est un objectif de longue date en chimie de synthèse. L'approche la plus simple est la fonctionnalisation directe C-H des hétérocycles. Do et Daugulis ont rapporté une arylation C-H catalysée par le cuivre des liaisons C-H d'hétérocycle avec des iodures d'aryle. Cependant, des conditions difficiles et des températures élevées limitent sévèrement leur application pratique. Le groupe d'Ackerman a découvert que la réaction d'arylation pouvait être réalisée par catalyse au cuivre photoinduite sous lumière UV en l'absence de photocatalyseur, où un ligand supplémentaire et une quantité excessive d'iodures d'aryle étaient généralement requis.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le groupe du professeur Chenliang Su' de l'Université de Shenzhen a développé avec succès un système photo-Cu-dual-catalytique semi-hétérogène pour des réactions de couplage croisé multi-types. Ce système catalytique unique pourrait permettre une arylation C-H douce sous irradiation de lumière visible avec une large portée de substrat. Des rendements bons à excellents ont été obtenus avec une sélectivité de site et une tolérance aux groupes fonctionnels appréciables. Notamment, ce procédé doux a permis de produire des produits naturels alcaloïdes, tels que la balsoxine et la texamine en une seule étape. Impressionnant, ce système catalytique double pourrait également permettre la formation de couplages croisés C-S et C-Se (chalcogénation) et des réactions de couplage croisé C-N d'aromatiques N -hétérocycles efficacement, démontrant la polyvalence du système catalytique double. Des rendements compétitifs ont été obtenus par rapport à la catalyse au cuivre photoinduite précédemment rapportée sous lumière UV. Ce semi-conducteur polymère respectueux de l'environnement et rentable présente une meilleure réactivité photocatalytique que de nombreux complexes de métaux de transition homogènes coûteux et non recyclables. Plus loin, le photocatalyseur PCN pourrait conserver sa réactivité même après des expériences de six essais. La réutilisation supérieure du photocatalyseur PCN et son évolutivité aisée mettent en évidence le potentiel pratique de cette méthode.

La recherche a été publiée dans Bulletin scientifique .