Photoredox 촉매는 급진적 인 프로세스를 촉진하는 가장 효율적인 방법 중 하나로 지난 10 년 동안 등장했다. 그것은 실제로 구현하기 쉽고, 사용자 친화적이고, 매우 지속 가능하며, 또한 일반적으로 급진적 인 화학에 사용되는 독성 또는 위험한 시약의 사용에 의존하지 않습니다. 광레독촉매의 주요 원리는 매우 간단하기 때문에, 이름으로 알 수 있듯이, 촉매 주기를 시작하기 위해 가시광선으로 조사하여 용이하게 활성화될 수 있는 광레독 촉매라고 불리는 광레독촉매의 사용에 기초한다.
현재까지 보고되고 활용된 모든 포토레독 촉매 중, 그들 대부분은 실제로 높은 가격으로 인해 다소 강한 한계를 제기 루테늄과 이리듐 단지를 기반으로합니다. 결과적으로 구리와 같은 저렴하고 비고귀한 금속을 기반으로 하는 대체 photoredox 촉매의 개발은 저렴한 시스템의 개발뿐만 아니라 새로운 응용 분야에도 매우 중요합니다. 이것은 우리가 합성 및 합성 응용 프로그램과 함께이 비디오에서 발표 되는 이 새로운 구리 기반 광redox 촉매의 개발을 시작 했을 때 주요 동기 부여.
화학 합성의 역할 외에도 구리 기반 촉매는 청정 에너지 생산 및 저장 및 오염에도 매우 중요한 물 감소 또는 이산화탄소 감소와 같은 광촉매에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 절차는 내 실험실에서 두 박사 과정 학생에 의해 입증됩니다, 씨 하자르 Baguia와 씨 제롬 보들롯. 우선, 테트라키스아세토닐구리(I)헥사플루오로포산염 10밀리몰과 10밀리몰을 마그네틱 스터드 바가 장착된 2리터 라운드 하단 플라스크에 넣습니다.
둥근 바닥 플라스크에 진공 선에 연결된 세 개의 목 진공 어댑터와 아르곤으로 채워진 풍선에 맞춥니다. 어댑터를 돌려 플라스크를 1분 동안 대피한 다음 다시 돌려 플라스크를 아르곤으로 채웁니다. 이 주기를 두 번 반복합니다.
세 개의 목 진공 어댑터를 고무 중격으로 바곤 풍선으로 교체하십시오. 바늘을 통해 증류된 디클로로메탄 800밀리리터를 넣고 플라스크를 알루미늄 호일로 감아 빛을 차단합니다. 플라스크를 자기 교반기위에 놓고 아르곤 대기 하에서 약 23~25도의 섭씨에서 2시간 동안 반응 혼합물을 저어줍니다.
그 후, 마그네틱 스터디 바가 장착된 500 밀리리터 라운드 하단 플라스크에 10밀리몰의 bcp를 추가합니다. 둥근 바닥 플라스크에 진공 선에 연결된 세 개의 목 진공 어댑터와 아르곤으로 채워진 풍선에 맞춥니다. 진공 상태에서 플라스크를 대납하고 아르곤으로 백필을 세 번 이나 채웁니다.
세 개의 목 진공 어댑터를 고무 중격으로 바곤 풍선으로 교체하십시오. 바늘을 통해 증류된 디클로로메탄 200밀리리터를 넣고 bcp의 완전한 용해가 될 때까지 서스펜션을 부드럽게 저어줍니다. 캐뉼라를 두 리터에 두 개의 고무 셉타에 장착하고 500 밀리리터 플라스크에 500 밀리리터 플라스크에 500 밀리리터 플라스크에 수수카눌라의 끝이 500 밀리리터 플라스크에 담급니다.
두 리터 플라스크에서 아르곤의 풍선을 제거하여 작은 플라스크의 전체 내용을 더 큰 플라스크로 옮긴다. 그런 다음 아르곤의 풍선을 두 리터 플라스크에 다시 놓습니다. 아르곤 분위기 아래에서 약 23~25도의 어둠 속에서 1시간 더 저어주세요.
다음으로, 플라스크 위에 프릿깔로 된 깔때기에 엘리트 패드를 놓고 혼합물을 필터링합니다. 증류된 디클로로메탄 약 100밀리리터로 세척합니다. 그런 다음, 플라스크를 회전 증발기에 배치하여 저압하에서 50~100밀리리터 사이의 부피로 여과물을 농축한다.
추가 깔때기를 사용하여 원하는 복합체의 강수량을 유도하기 위해 격렬한 교반을 가진 자기 교반기에 다이틸 에테르 1 리터에 농축 방울을 첨가한다. 이제 부흐너 플라스크 위에 3 마이크로미터의 모공 크기가 있는 프리티드 깔때기를 통해 여과하여 침전물을 수집하고 약 100 밀리리터의 디틸 에테르로 침전물을 세척한다. 구리 복합체의 91%와 동일한 10.1그램을 회수하기 위해 실온에서 진공 상태에서 밝은 노란색 침전을 5시간 동안 건조시킵니다.
첫째, 오븐건조 10 밀리리터 바이알에서 합성 촉매의 0.05 밀리몰, 0.25 밀리몰의 디키클로헥실 이소부틸라민, 탄산칼륨 1밀리몰, 4-요오도벤조니트리일0.5 밀리몰을 추가한다. 마그네틱 스터드 바를 놓습니다. 고무 중격으로 유리병을 밀봉하십시오.
바이알을 진공에 연결하는 고무 라인에 연결하고, 진공 상태에서 바이알을 30초 동안 대피시키고, 아르곤으로 세 번 충전합니다. 그런 다음 중격을 통해 새로 증류되고 탈가된 아세토닐릴 5밀리리터와 890 마이크로리터의 n-메틸피롤을 바이알에 추가합니다. 고무 중격을 나사 캡으로 교체하십시오.
420나노미터 파장 조사 하에 광선반응기에 유리병을 넣고 약 23~25도에서 3일간 반응 혼합물을 저어줍니다. 440 나노미터 및 34 와트의 파란색 LED 램프 또는 파란색 LED 램프를 대신 사용할 수 있습니다. 3 일 후, 엘리트 의 패드를 통해 반응 혼합물을 필터링합니다.
약 5밀리리터의 다이틸 에테르로 세척하고 회전 증발기의 압력 감소하에 여과물을 농축합니다. 다음으로, 용매의 최소량으로 농축물을 용해하고 컬럼 크로마토그래피 위에 놓아 실리카 젤위에 원유 잔류물을 정화하기 시작한다. 그 후, 플라스크에 순수한 제품을 포함하는 모든 튜브의 함량을 배치하고 회전 증발기에 집중한다.
플라스크를 진공 선에 놓고 원하는 C2 아리레이트 피롤의 72%와 동일한 65밀리그램을 회수하기 위해 3시간 동안 실온에서 순수 화합물을 건조시킵니다. 이 프로토콜에서, DPEPhos bcp 구리(I)의 합성은 특히 편리하고 다중그램 규모로 쉽게 수행될 수 있다. 양성자 및 탄소-13 NMR 스펙트럼은 순수 복합체의 형성을 나타낸다.
UV 및 가시광선 흡수 스펙트럼은 385나노미터 및 485나노미터에서 두 개의 최대마를 가진 두 개의 주요 흡수 밴드를 표시합니다. 445 나노미터에서 여기에 의해 얻은 방출 스펙트럼은 최대 535 나노미터를 표시합니다. C2 아리레이드 피롤의 특성화에 관해서는, 양성자 및 탄소-13 NMR 스펙트럼은 순수한 화합물의 형성을 나타낸다.
광촉매는 양성자 및 탄소-13 NMR 스펙트럼에 의해 나타난 좋은 순도를 입증한 항암제, 루오토닌 A의 총 합성을 예시한 다른 분자의 합성에 사용될 수 있다. 기억해야 할 가장 중요한 것 중 하나는 분자 산소가 광촉매에 의해 활성화되고 측면 반응을 유도할 수 있다는 것입니다. 결과적으로, 모든 반응은 그러므로 아르곤에서 산소를 엄격하게 배제하여 수행되어야 합니다.
구리계 광레독촉매는 광촉매 및 기타 구리 복합체의 다른 분야에서 활용될 수 있으며 현재 개발 및 연구되고 있다. 광액은 강한 빛을 방출하고 따라서 문을 닫은 후에만 켜도록 주의해야합니다. 그리고 더 이상 노출되지 않도록 UV 필터링 고글도 착용해야합니다.
