Исследователи разрабатывают органические фотоокислительно-восстановительные катализаторы с повышенной стабильностью и возможностью повторного использования.

Важные новости

Исследователи разрабатывают органические фотоокислительно-восстановительные катализаторы с помощью повышенная стабильность и возможность повторного использования» /></p>
<p> Новые фенотиазиновые фотокатализаторы обладают сильной восстановительной способностью, а также более высокой стабильностью и возможностью повторного использования, чем существующие фенотиазиновые катализаторы, что представляет собой многообещающий инструмент для достижения устойчивого органического синтеза. Фото: Кента Танака, Университет Окаямы </p>
<p>В последние годы глобальные экологические проблемы привели к переходу к экологически чистому производству в области органической синтетической химии. В связи с этим значительное внимание привлекли исследования фоторедокс-каталитических реакций, в которых свет используется для инициирования окислительно-восстановительных или окислительно-восстановительных реакций с помощью фотоокислительно-восстановительного катализатора. Такой подход снижает зависимость от агрессивных и токсичных реагентов и использует видимый свет, чистый источник энергии.</p>
<p>Ключевым направлением исследований является разработка методов переработки фотокатализаторов, которые обеспечивают как экономические, так и экологические преимущества. Фотокатализаторы используют свет для ускорения химической реакции, не расходуя его в процессе, а фотоокислительно-восстановительные катализаторы — это фотокатализаторы, специально разработанные для окислительно-восстановительных реакций.</p>
<p>Хотя методы переработки гетерогенных фотокатализаторов, таких как полупроводники и полимеры, получили широкое развитие, переработке органических фотокатализаторов уделялось меньше внимания. Учитывая экономическую эффективность и низкую токсичность органических фотоокислительно-восстановительных катализаторов, разработка подходящих подходов к переработке имеет важное значение для достижения устойчивого органического синтеза.</p>
<p>Чтобы устранить этот пробел, группа исследователей из Университета Окаяма, Япония, в том числе доцент Кента Танака из Научно-исследовательского института междисциплинарных наук, а также тогдашний аспирант Хару Андо, доцент Хироёси Такамура и профессор Исао Кадота с кафедры химии. в Высшей школе естественных наук и технологий разработали новый органический фотоокислительно-восстановительный катализатор на основе фенотиазина. Их исследование было опубликовано в журнале <i>Chemical Communications</i> 19 марта 2024 года.</p>
<p>«Фенотиазины, или ПТГ, широко используются в качестве фотокатализаторов в органической химии», — объясняет профессор Танака. «Однако высокая реакционная способность p-положения по отношению к атому азота в молекулах 10-арилфенотиазина делает их склонными к реакции с электрофилами, снижая их стабильность.</p>
<p>«Разработка более стабильных и устойчивых поэтому фотокатализаторы весьма желательны. Чтобы решить эту проблему, мы разработали новые фотокатализаторы на основе фенотиазина, которые одновременно стабильны и пригодны для вторичной переработки».</p>
<p>Их новый фенотиазиновый катализатор, названный PTHS, имеет спиральную структуру с объемной электронодонорной группой, называемой tBu, замещенной в p-положении атома азота, что обеспечивает повышенную стабильность. Исследователи разработали серию фенотиазиновых фотокатализаторов (PTHS 1–3) и оценили их структурные и физические свойства с помощью электрохимических и спектроскопических экспериментов. Они обнаружили, что новые катализаторы обладают сильной восстановительной способностью и их можно активировать с помощью синего света.</p>
<p>Чтобы проверить их стабильность, команда сравнила новые катализаторы с существующими катализаторами ПТГ, подвергнув их фотохимическим реакциям сульфонилирования. Результаты показали, что, хотя ПТГ не удалось выделить и моносульфонилированный продукт был получен в 78% случаев, 95% ПТГС можно было извлечь, что указывает на большую стабильность.</p>
<p>Кроме того, исследователи проверили возможность повторного использования катализаторов при фотохимическом фосфонировании и обнаружили, что каталитическая активность ПТГ и, следовательно, выход реакции снижаются при повторном использовании. Напротив, PTHS-1 можно эффективно восстанавливать несколько раз без потери каталитической активности и выхода. Более того, PTHS-1 также пригоден для крупномасштабного синтеза, достигая 96%-ного извлечения даже при синтезе в граммовом масштабе.</p>
<p>«Новые фенотиазиновые фотокатализаторы потенциально могут быть применены к различным индуцируемым видимым светом фотохимические реакции, что было невозможно ни с одним из известных до сих пор фенотиазиновых фотокатализаторов. Мы считаем, что наши перерабатываемые органические фотокатализаторы станут многообещающим инструментом для эффективного синтеза различных фармацевтических препаратов и функциональных материалов», — отмечает Андо.</p>
<p>В целом. , эти инновационные фотокатализаторы представляют собой важный шаг на пути к устойчивому органическому синтезу, открывая путь к экологически чистому химическому производству.</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Хару Андо и др. al, Сильно восстанавливающие спиральные фенотиазины как перерабатываемые фотоокислительно-восстановительные катализаторы, <i>Chemical Communications</i> (2024). DOI: 10.1039/D4CC00904E </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> Chemical Communications </p>
<p> Предоставлено Университетом Окаямы </p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости