وقد برز الحفز الضوئي على مدى العقد الماضي باعتبارها واحدة من أكثر الطرق كفاءة لتعزيز العمليات الجذرية. بل هو في الواقع سهلة التنفيذ بشكل خاص، سهلة الاستخدام، ومستدامة للغاية، وأيضا أنها لا تعتمد على استخدام الكواشف السامة أو الخطرة التي تستخدم عادة في الكيمياء الجذرية. المبدأ الرئيسي للحفز الضوئي بسيط جدا، لأنه، كما يمكنك أن تقول من قبل الاسم، فإنه يقوم على استخدام مركب استجابة للضوء يسمى محفز الضوئية التي يمكن تنشيطها بسهولة عن طريق التشعيع مع الضوء المرئي من أجل بدء دورة الحفاز.
من بين جميع المحفزات الضوئية التي تم الإبلاغ عنها واستخدامها حتى الآن ، تعتمد معظمها في الواقع على مجمعات الروثينيوم والإيريديوم التي تشكل قيدًا قويًا نظرًا لارتفاع الأسعار. ونتيجة لذلك، فإن تطوير محفزات بديلة للبدائل الضوئية التي تستند إلى معادن أرخص وغير نبيلة مثل النحاس هو بالتالي بالغ الأهمية ليس فقط لتطوير أنظمة أقل تكلفة ولكن أيضا للتطبيقات الجديدة. وكان هذا الدافع الرئيسي عندما بدأنا التوليف وتطوير هذا محفز جديد على أساس النحاس الضوئي الذي يتم عرض توليف في هذا الفيديو جنبا إلى جنب مع التطبيقات الاصطناعية.
وبالإضافة إلى دور التوليفات الكيميائية، يمكن للمحفزات القائمة على النحاس أن تلعب أيضاً دوراً في التحليل الضوئي، على سبيل المثال، في الحد من المياه أو خفض ثاني أكسيد الكربون وهو أمر بالغ الأهمية لإنتاج الطاقة النظيفة وتخزينها وكذلك للتلوث. سيتم إثبات الإجراءات من قبل اثنين من طلاب الدكتوراه من مختبري، السيدة هاجر باغوا والسيد جيروم بودلوت. للبدء، إضافة 10 millimoles من tetrakisacetonitrile النحاس (I)hexafluorophosphate و 10 ملليمول من DPEPhos إلى قارورة أسفل جولة لترين مجهزة شريط ضجة المغناطيسي.
تناسب قارورة أسفل جولة مع ثلاثة محول فراغ الرقبة متصلة خط فراغ والبالون مليئة الأرجون. بدوره محول لإخلاء قارورة لمدة دقيقة واحدة ثم تحويلها مرة أخرى لملء القارورة مع الأرجون. كرر هذه الدورة مرتين.
استبدال محول فراغ الرقبة الثلاثة بواسطة الحاجز المطاطي مع بالون من الأرجون. من خلال إبرة، إضافة 800 ملليلتر من ثنائي كلوروميثان المقطر ولف القارورة مع رقائق الألومنيوم لمنع الضوء. ضع القارورة على مُحرك مغناطيسي وحرك خليط التفاعل لمدة ساعتين عند حوالي 23 إلى 25 درجة مئوية تحت الغلاف الجوي الأرجون.
بعد ذلك، إضافة 10 ملليمول من bcp إلى قارورة أسفل مستديرة 500 ملليلتر مجهزة ببار ضجة مغناطيسية. تناسب قارورة أسفل جولة مع ثلاثة محول فراغ الرقبة متصلة خط فراغ والبالون مليئة الأرجون. إخلاء القارورة تحت فراغ والردم مع الأرجون ثلاث مرات.
استبدال محول فراغ الرقبة الثلاثة بواسطة الحاجز المطاطي مع بالون من الأرجون. من خلال إبرة، إضافة 200 ملليلتر من ثنائي كلور ميثان المقطر ويحرك بلطف تعليق حتى حل كامل من bcp. تجهيز كانولا إلى اثنين من المطاط septa على اثنين من لتر و 500 ملليلتر مع نهاية القنية المغمورة في الحل في قارورة 500 ملليلتر.
إزالة بالون الأرجون من قارورة لترين لنقل المحتوى كله من قارورة أصغر إلى أكبر قارورة. ثم، وضع بالون الأرجون مرة أخرى على قارورة لترين. يُحرّك المزيج لمدة ساعة إضافية في الظلام عند درجة حرارة 23 إلى 25 درجة مئوية تقريبًا تحت أجواء الأرجون.
بعد ذلك، ضع وسادة من السيليت في قمع متجمد فوق قارورة وتصفية الخليط. غسل مع ما يقرب من 100 ملليلتر من ثنائي كلورو الميثان المقطر. ثم، ضع القارورة على المبخر الدوار لتركيز الترشيح على حجم يتراوح بين 50 إلى 100 ملليلتر تحت ضغط مخفض.
استخدام قمع إضافة لإضافة التركيز إسقاط الحكمة إلى لتر واحد من الإثير ديثيل على مُثير مغناطيسي مع تحريك قوية للحث على هطول الأمطار من المجمع المطلوب. الآن، جمع الترسب عن طريق الترشيح من خلال قمع fritted مع حجم المسام من ثلاثة ميكرومتر على رأس قارورة Buchner وغسل الترسب مع ما يقرب من 100 ملليلتر من الإيثر ديثيل. جفف العجل الأصفر الساطع تحت الفراغ في درجة حرارة الغرفة لمدة خمس ساعات لاسترداد 10.1 غرام يعادل 91٪ من إنتاج مجمع النحاس.
أولاً، في قارورة 10 ملليلتر مجففة بالفرن، أضف 0.05 ملليمول من المحفز المركب، و0.25 ملليمول من ثنائي هيدروليك ايبوتيلولام، وميليمول واحد من كربونات البوتاسيوم، و0.5 ملليمول من 4-iodobenzonitrile. ضع بار حرك مغناطيسي. ختم القارورة مع الحاجز المطاطي.
قم بتوصيل القارورة بخط مطاطي متصل بالفراغ، وإخلاء القارورة تحت الفراغ لمدة 30 ثانية، والردم مع الأرجون ثلاث مرات. ثم، من خلال الحاجز، إضافة خمسة ملليلتر من الأسيتونيتريل المقطر حديثا ومزيل الغاز و 890 ميكرولترات من ن ميثيل قارور إلى القارورة. استبدال الحاجز المطاطي بغطاء المسمار.
ضع القارورة في مفاعل ضوئي تحت 420 نانومتر-طول الموجة وتإثارة خليط التفاعل لمدة ثلاثة أيام في حوالي 23 إلى 25 درجة مئوية. ويمكن بدلاً من ذلك استخدام شرائط LED زرقاء أو مصباح LED أزرق عند 440 نانومتر و34 واط. بعد ثلاثة أيام ، قم بتصفية خليط التفاعل من خلال وسادة من السيليت.
غسل مع ما يقرب من خمسة ملليلترات من الإيثر ديثيل والتركيز على الترشيح تحت ضغط مخفض على المبخر الدوار. بعد ذلك، قم بحل التركيز مع الحد الأدنى من المذيبات ووضعها فوق كروماتوغرافيا عمود لبدء تنقية بقايا الخام على هلام السيليكا. بعد ذلك، ضع محتوى جميع الأنابيب التي تحتوي على المنتج النقي في قارورة وركز على المبخر الدوار.
ضع القارورة على خط فراغ لتجفيف المجمع النقي في درجة حرارة الغرفة لمدة ثلاث ساعات من أجل استرداد 65 ملليغرام يساوي 72٪ تلتئم من بيرول C2 arylated المطلوب. في هذا البروتوكول، فإن تركيب النحاس (I) ثنائي الفوسفات (DPEPhos bcp) ملائم بشكل خاص ويمكن تنفيذه بسهولة على مقياس متعدد المقاييس. تشير أطياف البروتون والكربون-13 NMR إلى تكوين المجمع النقي.
الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي امتصاص الطيف يعرض اثنين من نطاقات الامتصاص الرئيسية مع اثنين من الحد الأقصى في 385 نانومتر و 485 نانومتر. 10 - يعرض طيف الانبعاثات الذي يتم الحصول عليه عن طريق الإثارة عند 445 نانومتر الحد الأقصى عند 535 نانومتر. أما بالنسبة لتوصيف بيرول C2 arylated، البروتون والكربون-13 NMR أطياف تشير إلى تشكيل المجمع النقي.
ويمكن استخدام photocatalyst لتركيب جزيئات أخرى كما يتضح مع التوليف الكلي للعامل المضاد للسرطان، luotonin A، الذي أظهر نقاء جيدة أظهرتها البروتون والكربون-13 NMR الأطياف. واحدة من أهم الأشياء التي يجب تذكرها هو أنه يمكن تنشيط الأكسجين الجزيئي بواسطة photocatalyst والحث على التفاعل الجانبي. ونتيجة لذلك، ينبغي أن يتم تنفيذ جميع ردود الفعل وفقا للأرغون ومع استبعاد صارم من الأوكسجين.
يمكن استخدام محفز الضوئية المستندة إلى النحاس في مجالات أخرى من التحليل الضوئي ويتم تطوير مجمعات نحاسية أخرى ودراستها الآن. ينبعث من ضوئي الضوء القوي وينبغي بالتالي اتخاذ الرعاية لتشغيله إلا بعد إغلاق الباب. ولتجنب التعرض لأية مرة أخرى، يجب ارتداء نظارات للأشعة فوق البنفسجية الترشيح بالإضافة إلى ذلك.
