物理科技生物学-PHYICA

点亮基于半导体的光催化过永新论坛程的未来

化学 2022-07-14 00:02:33

加泰罗尼亚化学研究所 溴丙二酸二乙酯与5-己烯-1-醇的原子转移自由基加成(ATRA)反应模型

学分:博士

Paola Riente 佩里卡集团与教授的合作

蒂莫西·诺尔和博士

埃因霍温理工大学的Paola Riente在《自然通讯》的一篇论文中明确指出,Bi 2O3驱动的原子转移自由基加成(ATRA)反应中涉及的真正光催化剂的化学性质,他们提供了关键的见解

早在2014年,ICREA大学教授米克尔·佩里卡斯和埃米利奥·帕洛马雷斯与前博士后研究员Dr

Riente在Angewandte Chemie国际版上发表了一篇论文,通过使用Bi2O3和可见光作为其他过渡金属的可持续替代物,开创了温和反应条件下有机转化的研究

随着新型绿色高效催化方法的兴起,Bi2O3因其价格低廉、无毒、固态、高可用性和可见光响应性而成为驱动光诱导有机转化的流行光催化剂

此外,在某些情况下,它可以取代使用基于昂贵且不丰富的钌和铱过渡金属光催化剂的金属络合物

研究人员着手解开溴丙二酸二乙酯和5-己烯-1-醇之间的原子转移自由基加成(ATRA)反应作为反应模型

随着反应的进行,混合物从悬浮液变成黄色透明溶液

这很快引起了研究者的注意,因为Bi2O3不溶于有机溶剂

因此,“我们设想Bi2O3与反应的某些成分的相互作用在辐射下形成了一种均质的铋基中间体,作为反应的真正光催化剂,”Dr

Riente,该论文的第一作者

联系博士

该团队设计了一个理论模型,该模型有助于阐明在使用Bi2O3的光催化过程中涉及的催化活性物种实际上与纯BiBr3或基于BiBr3的复合物密切相关

在二甲基亚砜(DMSO)或二甲基甲酰胺(DMF)的存在下,Bi2O3转化成基于BiBr3的络合物,这种光催化物质能够吸收光,最终在ATRA和烷基化反应中触发所需烷基的形成

为了推进这一想法,研究人员计算了一些溶剂化物复合物,其中二甲基亚砜与三溴联苯醚配位,以找到理想的候选物

将这些计算洞察与x光衍射提供的结构信息相结合,研究小组破解了这个难题,发现活性光催化物种是六溴化铋的复盐

事实上,混合物由[(BiBr6)]3八面体阴离子组成,由[(CH3)3S]+阳离子和[(CH3)3S]Br平衡

用博士的话来说

“这是一个很好的基础

这项研究是“房子”的基础,展望未来,我们将通过提出前催化剂溶剂化和感兴趣的有机底物的ATRA活化背后的机制,开始建造墙壁和屋顶

"

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