Cahaya biru memicu reaksi ‘belum pernah terjadi sebelumnya’ di katalis lama | Penelitian

Cahaya biru memicu reaksi ‘belum pernah terjadi sebelumnya’ di katalis lama |  Penelitian post thumbnail image

Prediksi khusus Result SGP 2020 – 2021.

‘Kami mengambil perantara katalitik iridium yang terkenal dan meluncurkan aplikasi yang sama sekali baru,’ kata Paolo Melchiorre dari Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ) di Spanyol. Timnya telah mengungkapkan bahwa di bawah cahaya biru, katalis substitusi alilik tradisional sepenuhnya mengubah reaktivitas untuk mengaktifkan kopling silang enantioselektif.1

Reaksi fotokimia memperluas kotak peralatan ahli kimia organik, menyediakan akses ke reaktivitas yang tidak dapat dicapai dengan metode tradisional. Proses ini sering membutuhkan katalis dan antena – molekul fotoaktif yang menangkap cahaya, biasanya ultraviolet (UV), menghasilkan spesies reaktif seperti radikal.

Gambar yang menunjukkan tabung reaksi panjang yang diterangi oleh cahaya biru

Tim ICIQ sekarang menemukan bahwa kompleks iridium kiral umum menggabungkan dua fungsi – dan tidak memerlukan sumber sinar UV yang intens. ‘Kami mengaktifkan kompleks iridium fotoaktif kami menggunakan cahaya biru dan tampak, yang tersedia secara luas dan murah,’ jelas Giacomo Crisenza dari ICIQ yang juga mengerjakan proyek tersebut. Setelah penyinaran cahaya, katalis iridium menjadi oksidan elektron tunggal. ‘Ini membuka pintu untuk kopling silang karbon-karbon yang belum pernah terjadi sebelumnya, menghasilkan produk yang tidak dapat diakses di bawah kondisi termal,’ lanjutnya.

Meskipun penemuan itu tampaknya kebetulan, itu berasal dari desain dan pengalaman yang rasional. ‘Beberapa tahun yang lalu, kelompok kami mengamati bahwa zat antara tertentu dalam organokatalisis merespons aktivasi cahaya, yang mengarah ke produk yang tidak terduga,’ kata Melchiorre. ‘Setelah mengembangkan solusi serupa untuk enamina, ion iminium, dan spesies lain, kami selalu memeriksa apakah katalis kami bekerja tanpa antena eksternal untuk menyerap cahaya,’ tambahnya.

Melchiorre menunjukkan ahli kimia lain telah menggambarkan perilaku serupa dalam senyawa organologam tertentu.2 ‘Namun, kompleks itu dirancang khusus untuk tujuan itu,’ jelasnya.

‘Bahkan ketika mereka belum dirancang untuk proses fotokatalitik, eksitasi ringan dari yang lama [organometallic] katalis dapat mengungkap jalur mekanistik baru yang tidak dapat dijangkau dalam kondisi termal tradisional,’ kata Anabel Lanterna, ahli fotokatalisis di University of Nottingham, Inggris. ‘Merancang katalis yang kuat itu menantang, memakan waktu dan mahal,’ katanya. ‘Penggunaan kembali kompleks organologam yang terkenal dapat mempercepat perkembangan katalisis fotoredoks.’

Skema yang menunjukkan kompleks iridium melakukan substitusi alilik atau reaksi kopling silang, tergantung pada kondisi

Selain itu, Lanterna menyoroti nilai penggunaan cahaya tampak. ‘[It] menghilangkan generasi produk sampingan yang boros [and] juga mengurangi biaya proses.’ Sumber ultraviolet yang dalam membutuhkan reaktor kuarsa khusus dan mahal, jelasnya. Memang, para peneliti ICIQ mempelajari sifat penyerapan reagen dan katalis, dan memilih panjang gelombang yang memaksimalkan efisiensi dan selektivitas terhadap spesies iridium aktif.

Reaksi kopling silang ini dapat diterapkan dalam desain bahan kimia halus dan obat-obatan. Selain itu, fotokimia akan membuat reaksi ini lebih hijau. ‘[We] bisa berkurang drastis [the] jejak karbon dan membuat bahan kimia dan obat-obatan lebih terjangkau,’ kata Lanterna.

Tags:

Related Post