Julien Pinaud, Valérie Héroguez, Abraham Chemtob, Cécile Joyeux, Didier Le Nouen, Corine Reibel, Fabrice Morlet-Savary, Patrick Lacroix-Desmazes, Rémi Métivier, Arnaud Brosseau, Thi Kim Hoang Trinh, Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université de Strasbourg (UNISTRA), Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire d'innovation moléculaire et applications (LIMA), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires (PPSM), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Team 1 LCPO : Polymerization Catalyses & Engineering, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), ANR-16-CE07-0016,PHOTONDROP,Carbènes N-hétérocycliques photolatents pour la polymérisation par ouverture de cycle différée(2016), Hennaut, Odile, Carbènes N-hétérocycliques photolatents pour la polymérisation par ouverture de cycle différée - - PHOTONDROP2016 - ANR-16-CE07-0016 - AAPG2016 - VALID, Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience; Although N-heterocyclic carbenes (NHCs) have brought profound changes in catalytic organic synthesis, their generation generally requires an inert atmosphere and harsh conditions. To overcome these limitations, an air-stable NHC photogenerator has been developed involving two mild components: 1,3-bis(mesityl)imidazolium tetraphenylborate (IMesH+BPh4−) and electronically excited isopropylthioxanthone (ITX). In this study, the photochemical mechanism is investigated via the accurate identification of the transient species and photoproducts. Electron transfer reaction between the excited triplet state of ITX and BPh4− is demonstrated as being the primary photochemical step. Nanosecond laser spectroscopy shows an efficient quenching and the formation of the expected ITX radical anion. The oxidized borane species is not observed, suggesting that this short-lived species could dissociate very rapidly to give the phenyl radical – successfully identified using electron paramagnetic resonance – and triphenylborane. As regards the final photoproducts, 1H and 13C NMR spectroscopies support the formation of the targeted NHC, 1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)imidazol-2-ylidene (IMes), suggesting the occurrence of a subsequent proton transfer reaction between ITX radical anion and imidazolium cation (IMesH+). Gas chromatography-mass spectrometry reveals three other products: biphenyl, isopropylthioxanthene and ITX. Their formation can be reconciled with a 2-step mechanism of photoinduced electron/proton transfer reactions. 11B NMR spectroscopy demonstrates that the main organoboron photoproduct is diphenylborinic acid formed by oxidation of BPh3. Due to its Lewis acidity, Ph2BOH can react with IMes to yield an NHC–boron adduct.