Thiochromenopyrroledion-Derivate sind zwar noch nicht als Primärstruktur in Arzneimitteln anerkannt, enthalten jedoch Schwefel, ein Element, das häufig in vielen Arzneimitteln vorkommt, was auf ihr Potenzial in der medizinischen Anwendung hinweist. Kürzlich haben Forscher gezeigt, dass die Bestrahlung von 4-substituierten Thioanisolen und N-substituierten Maleimiden mit blauem Licht mit Titandioxid als Photokatalysator zu einer dualen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsbildungsreaktion führte. Die Studie stellt Titandioxid als umweltfreundlichen Katalysator für die Synthese von Thiochromenopyrroledion-Derivaten vor und entwickelt innovative Methoden für die organische Synthese weiter.
Heterocyclische Verbindungen sind organische Moleküle mit einer Ringstruktur, die mindestens zwei oder mehr Elemente umfasst. In den meisten Fällen bestehen diese Ringe aus Kohlenstoffatomen zusammen mit einem oder mehreren anderen Elementen wie Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und hervorragenden physiologischen Aktivitäten sind sie als Rohstoffe in der chemischen und pharmazeutischen Industrie sehr gefragt. Für die Synthese dieser Verbindungen stehen zwar mehrere Methoden zur Verfügung, die meisten davon erfordern jedoch hohe Temperatur- und Druckbedingungen oder die Verwendung von Edelmetallkatalysatoren, was die wirtschaftlichen und ökologischen Kosten der Herstellung heterozyklischer organischer Verbindungen erhöht.
Nun hat jedoch ein Forscherteam aus Japan und Bangladesch eine einfache, aber wirksame Methode zur Bewältigung dieser Herausforderungen vorgeschlagen. Ihre Studie wurde kürzlich am 15. November 2023 in der Fachzeitschrift Advanced Synthesis and Catalysis veröffentlicht. Mit der vorgeschlagenen Strategie demonstrierte das Team die Synthese von 20 schwefelhaltigen heterozyklischen Verbindungen in Gegenwart des Photokatalysators Titandioxid (TiO2) und sichtbarem Licht. Die Studie wurde von Professor Yutaka Hitomi vom Department of Applied Chemistry der Graduate School of Science and Engineering der Doshisha University geleitet und von einem Doktoranden mitverfasst. Kandidat Pijush Kanti Roy von der Doshisha-Universität, außerordentlicher Professor Sayuri Okunaka von der Tokyo City University und Dr. Hiromasa Tokudome vom Forschungsinstitut TOTO Ltd.
TiO2 als Photokatalysator zum Antreiben organischer Reaktionen hat seit einiger Zeit die Aufmerksamkeit von Synthesechemikern auf sich gezogen. Viele dieser Prozesse erfordern jedoch ultraviolettes Licht, um die Reaktion auszulösen. In dieser Studie stellte das Forscherteam jedoch fest, dass unter anaeroben Bedingungen schwefelhaltige organische Verbindungen wie Thioanisol-Derivate bei Einwirkung von blauem Licht mit Maleimid-Derivaten reagierten und doppelte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen bildeten, wodurch eine neue heterozyklische organische Verbindung entstand. „Wir haben beobachtet, dass ultraviolettes Licht zwar stark oxidative Löcher erzeugt, unser Ansatz jedoch die selektive Ein-Elektronen-Oxidation der Substratmoleküle mit sichtbarem Licht ermöglicht. Dieser Ansatz kann somit in verschiedenen organischen chemischen Reaktionen eingesetzt werden“, erklärt Prof. Hitomi.
