Tədqiqatçılar titan dioksid ilə katalizləşdirilmiş yeni tioxromopirroledion törəmələrinin mavi işıqda sintezi üçün strategiya təklif edirlər.

Heterosiklik birləşmələr ən azı iki və ya daha çox elementdən ibarət halqa quruluşuna malik üzvi molekullardır. Əksər hallarda bu halqalar azot, oksigen və ya kükürd kimi bir və ya bir neçə digər elementlə birlikdə karbon atomlarından ibarətdir. Onlar çox yönlü və əla fizioloji fəaliyyətlərinə görə kimya və əczaçılıq sənayesində xammal kimi çox tələb olunurlar.

Bu birləşmələrin sintezi üçün bir neçə üsul mövcud olsa da, onların əksəriyyəti yüksək temperatur və təzyiq şərtlərini və ya qiymətli metal katalizatorlarının istifadəsini əhatə edir ki, bu da heterosiklik üzvi birləşmələrin istehsalının iqtisadi və ekoloji xərclərini artırır.

İnnovativ sintez metodu

İndi isə Yaponiya və Banqladeşdən olan tədqiqatçılar qrupu bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün sadə, lakin effektiv üsul təklif ediblər. Onların araşdırması bu yaxınlarda Advanced Synthesis and Catalysis jurnalında dərc olunub . Təklif olunan strategiyadan istifadə edərək, komanda fotokatalizator titan dioksidin (TiO ₂ ) və görünən işığın iştirakı ilə 20 kükürd tərkibli heterosiklik birləşmənin sintezini nümayiş etdirdi .

Tədqiqata Doşişa Universitetinin Elm və Mühəndislik Məktəbinin Tətbiqi Kimya Departamentindən professor Yutaka Hitomi rəhbərlik edib və Ph.D. Doşişa Universitetindən namizəd Pijush Kanti Roy, Tokio City Universitetindən dosent Sayuri Okunaka və TOTO Ltd.-dən Tədqiqat İnstitutundan Dr. Hiromasa Tokudome.

Üzvi Sintezdə TiO _2- nin Rolu

TiO ₂ üzvi reaksiyaları idarə etmək üçün fotokatalizator kimi bir müddətdir ki, sintetik kimyaçıların diqqətini cəlb edir. Bununla belə, bu cür proseslərin bir çoxu reaksiyanın başlaması üçün ultrabənövşəyi işıq tələb edir. Bununla belə, bu araşdırmada tədqiqat qrupu müəyyən etdi ki, anaerob şəraitdə tioanizol törəmələri kimi kükürd tərkibli üzvi birləşmələr mavi işıqla vurulduqda maleimid törəmələri ilə reaksiyaya girərək ikili karbon-karbon bağları əmələ gətirir və yeni heterosiklik üzvi birləşmə verir.

“Biz müşahidə etdik ki, ultrabənövşəyi işıq yüksək oksidləşdirici dəliklər yaratsa da, bizim yanaşmamız görünən işıqdan istifadə edərək substrat molekullarının seçici bir elektron oksidləşməsinə imkan verir. Beləliklə, bu yanaşma müxtəlif üzvi kimyəvi reaksiyalarda istifadə oluna bilər” deyə Prof. Hitomi izah edir.

Eksperimental Prosedurlar və Tapıntılar

Tədqiqatçılar annulyasiya və ya halqa əmələ gəlməsi reaksiyaları üçün beş 4-əvəz edilmiş tioanizol və dörd N-əvəz edilmiş maleimidi seçdilər. Komanda başlanğıc materialı mavi işıqla (dalğa uzunluğu > 420 nm) şüalandırdı, lakin heç bir reaksiya müşahidə etmədi. Bununla belə, TiO _2-nin reaksiya sisteminə daxil edilməsi ortadan yüksək məhsuldarlığa malik 20 müxtəlif tioxromopirroledion törəmələrinin sintezinə gətirib çıxardı.

Onlar müəyyən ediblər ki, mavi işığa məruz qaldıqdan sonra 12 saat ərzində tioanizol və N-benzilmaleimid arasındakı reaksiya 43% məhsuldarlıq ilə tioxromopirroledion törəməsinin əmələ gəlməsinə gətirib çıxarıb ki, bu da nəzəri maksimum 50% məhsuldarlığa yaxın olub.

Tədqiqat qrupu, həmçinin müvafiq mexaniki aspektləri anlamaq üçün reaksiyalarda əvəzedici təsirləri müşahidə etdi. Nəticələrə əsasən, onlar reaksiyanın tioanizoldan TiO ₂ keçiricilik zolağına yük transferi yolu ilə baş verdiyini irəli sürdülər . Bundan əlavə, onlar mavi işıqla şüalanmanın tioanizolun bir elektron oksidləşməsinə səbəb olduğunu və bu, deprotonasiya yolu ilə a-tioalkil radikallarının əmələ gəlməsinə səbəb olduğunu irəli sürdülər.

Tədqiqatın potensialı və təsiri

Xülasə, bu yeni və zərif yanaşma üzvi sintez üçün görünən işıq fotokatalizi üçün TiO ₂ potensialını nümayiş etdirir . O, həmçinin kompleks heterosiklik birləşmələrin sintezinin kimyasına dair mühüm anlayışlar təqdim etdi. İrəliləyərkən, bu yanaşma mövcud resurs tutumlu sənaye kimyəvi proseslərindən daha enerji səmərəli sistemə keçid üçün yeni imkanlar aça bilər.