Om arylamines maken via een Ullmann-koppelingsreactie zijn geen hoge temperaturen nodig. Met lichtenergie lukt het ook bij kamertemperatuur, melden Caltech-onderzoekers in Science.

Het werpt om te beginnen nieuw licht op het reactiemechanisme, dat 109 jaar na Ullmanns ontdekking nog altijd niet is opgehelderd. Het kan haast niet anders meer of dit verloopt via overdracht van één elektron, waarbij een radicaal ontstaat.

Het zou tevens een flinke verlaging van het energieverbruik van commerciële Ullmannreacties kunnen inhouden. Bijkomend voordeel is dat de hoeveelheid koperkatalysator ook fors omlaag kan.

Zo’n Ullmannreactie maakt deel uit van de productie van sommige geneesmiddelen, maar ook van herbiciden. Je voegt een amide samen met een arylhalide tot een arylamine, ook wel anilineverbinding genoemd. Daarbij wordt dus een C-N binding worden gecreëerd. Zoals gezegd dient koper als katalysator maar je hebt er een stoichiometrische hoeveelheid van nodig, veel meer dus dan voor katalysatoren gebruikelijk is. Bovendien moet de temperatuur minstens 180 graden Celsius bedragen.

Maar volgens Jonas Peters en collega’s kan het dus in bepaalde gevallen ook bij kamertemperatuur, onder een bescheiden 13W-spaarlamp. Na 10 uur haalden ze een omzetting van 77%. Met een sterkere 100 W-kwiklamp zagen ze zelfs bij -40 graden nog iets reageren. Bovendien lijkt elke koperkern nu wèl meerdere koppelingen na lkaar te kunnen katalyseren.

De onderzoekers weten nog steeds niet hoe het precies werkt. Maar hun metingen doen vermoeden dat de lichtenergie het arylhalide ontdoet van zijn halogeen, wat een arylradicaal overblijft dat weer met het tijdelij door koper gebonden amine kan reageren.

bron: C&EN