Photoredox kataliz radikal süreçleri teşvik etmek için en verimli yöntemlerden biri olarak son on yıl içinde ortaya çıkmıştır. Gerçekten özellikle uygulamak kolaydır, kullanıcı dostu, son derece sürdürülebilir, ve aynı zamanda genellikle radikal kimyada kullanılan toksik veya tehlikeli reaktiflerin kullanımına dayanmıyor. Photoredox kataliz ana prensibi çok basittir, çünkü, adından da anlayabilirsiniz, kolayca görünür ışık ile ışınlama ile aktive edilebilir photoredox katalizör denilen ışığa duyarlı bileşik kullanımına dayanmaktadır katalitik döngüsü başlatmak için.
Bugüne kadar bildirilen ve kullanılan tüm photoredox katalizörler arasında, bunların çoğu aslında yüksek fiyatlar nedeniyle oldukça güçlü bir sınırlama teşkil rutenyum ve iridyum kompleksleri dayanmaktadır. Sonuç olarak, bakır gibi daha ucuz ve asil olmayan metallere dayanan alternatif fotoredoks katalizörlerin geliştirilmesi bu nedenle sadece daha ucuz sistemlerin geliştirilmesi için değil, aynı zamanda yeni uygulamalar için de son derece önemlidir. Sentezini ve sentezi sentetik uygulamalarla birlikte bu videoda sunulan bu yeni bakır bazlı fotoredoks katalizörün sentezini ve geliştirilmesini başlattığımızda bu ana motivasyondu.
Kimyasal sentezin rolüne ek olarak, bakır bazlı katalizörler de fotokataliz bir rol oynayabilir, örneğin, temiz enerji üretimi ve depolama ve aynı zamanda kirlilik için çok önemli olan bir su azaltma veya karbondioksit azaltma. Prosedürler benim laboratuvarımdan iki doktora öğrencisi tarafından gösterilecek, Bayan Hajar Baguia ve Bay Jerome Beaudelot. Başlamak için, tetrakisacetonitrile bakır 10 milimoles ekleyin (I)heksafluorophosphate ve 10 milimol DPEPhos iki litre yuvarlak alt şişe manyetik bir karıştırma çubuğu ile donatılmış.
Bir vakum hattı ve argon dolu bir balon bağlı üç boyun vakum adaptörü ile yuvarlak alt şişe sığdırın. Bir dakika için şişe boşaltmak için adaptörü açın ve sonra argon ile şişe backfill için tekrar açın. Bu döngüyü iki kez tekrarlayın.
Argon bir balon ile bir kauçuk septum ile üç boyun vakum adaptörü değiştirin. Bir iğne ile, distile diklorometan 800 mililitre ekleyin ve ışığı engellemek için alüminyum folyo ile şişe sarın. Şişeyi manyetik bir karıştırıcının üzerine yerleştirin ve reaksiyon karışımını argon atmosferinin altında yaklaşık 23-25 derecede iki saat karıştırın.
Bundan sonra, manyetik bir karıştırma çubuğu ile donatılmış 500 mililitrelik yuvarlak alt şişe bcp 10 milimoles ekleyin. Bir vakum hattı ve argon dolu bir balon bağlı üç boyun vakum adaptörü ile yuvarlak alt şişe sığdırın. Vakum altında şişe boşaltın ve argon ile backfill üç kez.
Argon bir balon ile bir kauçuk septum ile üç boyun vakum adaptörü değiştirin. Bir iğne ile, distile diklorometan 200 mililitre ekleyin ve yavaşça bcp tam çözünme kadar süspansiyon karıştırın. 500 mililitrelik şişede çözeltiye batırılmış kanula nın ucuyla iki litre ve 500 mililitrelik şişeler üzerinde iki kauçuk septa bir kanül donatmak.
Daha küçük şişenin tüm içeriğini büyük şişeye aktarmak için iki litrelik şişeden argon balonunu çıkarın. Sonra, iki litrelik şişe geri argon balonu koyun. Bir argon atmosferi altında yaklaşık 23 ila 25 santigrat derece karanlıkta bir saat daha karıştırın.
Daha sonra, bir şişe üstüne bir fritted huni celite bir yastık yerleştirin ve karışımı filtre. Yaklaşık 100 mililitre distile diklorometan ile yıkayın. Daha sonra, azaltılmış basınç altında 50 ila 100 mililitre arasında bir hacim filtrat konsantre bir döner buharlaştırıcı üzerine şişe yerleştirin.
İstenilen kompleksin yağış ını indüklemek için güçlü karıştırma ile bir manyetik karıştırıcı üzerinde bir litre diethyl eter konsantre damla akıllıca konsantre damla eklemek için bir ek huni kullanın. Şimdi, bir Buchner şişesinin üstünde üç mikrometre gözenek boyutu ile fritted huni ile filtrasyon ile çökelti toplamak ve diethyl eter yaklaşık 100 mililitre ile çökelti yıkayın. Bakır kompleksinin %91 verimini eşitleyen 10,1 gramı geri almak için oda sıcaklığında vakum altında parlak sarı çökeltikurun.
İlk olarak, bir fırında kurutulmuş 10 mililitrelik şişe, sentezlenmiş katalizör 0.05 milimol ekleyin, disikloheksil izobutlamin 0.25 milimol, potasyum karbonat bir milimol, ve 4-iodobenzonitril 0.5 milimol. Manyetik karıştırma çubuğu yerleştirin. Şişeyi kauçuk septumla kapatın.
Şişeyi vakuma bağlanan kauçuk bir çizgiye bağlayın, vakum altındaki şişeyi 30 saniye boşaltın ve üç kez argon ile doldurun. Sonra, septum yoluyla, taze distile ve gazdan arındırılmış asetonitve şişe ye n-metilpyrrole 890 mikrolitre beş mililitre ekleyin. Kauçuk septumu bir vida kapağı ile değiştirin.
Şişeyi 420 nanometre-dalga boyu ışınlama nın altına bir fotore yerleştirin ve reaksiyon karışımını yaklaşık 23 ila 25 santigrat derecede üç gün karıştırın. Bunun yerine 440 nanometre ve 34 watt'ta mavi LED şeritler veya mavi LED lamba kullanılabilir. Üç gün sonra, celite bir yastık ile reaksiyon karışımı filtre.
Yaklaşık beş mililitre dietil eter ile yıkayın ve filtratı bir döner evaporatör üzerinde azaltılmış basınç altında yoğunlaştırın. Daha sonra, en az miktarda çözücü ile konsantre çözün ve silika jel üzerinde ham kalıntı arındırıcı başlatmak için bir sütun kromatografi üstüne yerleştirin. Bundan sonra, saf ürünü içeren tüm tüplerin içeriğini bir şişeye yerleştirin ve bir döner evaporatöre konsantre olun.
İstenilen C2 pironun %72'sine eşit 65 miligramı geri almak için saf bileşiği oda sıcaklığında üç saat kurutmak için şişeyi vakum hattına yerleştirin. Bu protokolde DPEPhos bcp copper(I)hekzaflorofoffat sentezi özellikle uygundur ve çok gramlı ölçekte kolayca yapılabilir. Proton ve karbon-13 NMR spektrumları saf kompleksin oluşumunu gösterir.
UV ve görünür ışık emme spektrumu 385 nanometre ve 485 nanometre iki maxima ile iki ana emme bantları görüntüler. 445 nanometrede uyarma ile elde edilen emisyon spektrumu maksimum 535 nanometrede görüntülenir. C2 arylated pirrol karakterizasyonu gelince, proton ve karbon-13 NMR spektrumları saf bileşik oluşumunu gösterir.
Fotokatalizör anti-kanser ajan, luotonin A, proton ve karbon-13 NMR spektrumları tarafından gösterilen iyi bir saflık gösterdi toplam sentezi ile örneklenen diğer moleküllerin sentezi için kullanılabilir. Hatırlanması gereken en önemli şeylerden biri moleküler oksijenin fotokatalizör tarafından aktive edilebildiği ve yan reaksiyona neden olabileceğidir. Sonuç olarak, tüm reaksiyonlar bu nedenle argon altında ve oksijen sıkı dışlanması ile yapılmalıdır.
Bakır bazlı fotoredoks katalizör fotokataliz ve diğer bakır kompleksleri diğer alanlarda kullanılabilir geliştirilmekte ve şu anda çalışılmaktadır. Fotoreaktör güçlü ışık yalar ve bakım bu nedenle sadece kapıyı kapattıktan sonra açmak için alınmalıdır. Daha fazla maruz kalmamak için uv filtreleme gözlükleri de ek olarak takılmalıdır.
