Kataliza fotoredoks w świetle widzialnym
Wprowadzenie do katalizy fotoredoksowej
Kataliza fotoredoksowa w świetle widzialnym stała się potężnym narzędziem w syntezie organicznej, opierając się na fundamencie ustanowionym przez pionierów w dziedzinie chemii rodników i fotochemii. Chemia fotoredoksowa pozwala na tworzenie nowych wiązań poprzez ścieżki otwartej powłoki i ułatwia szybki montaż złożonych produktów w drodze do nowych obszarów przestrzeni chemicznej. Wykazano, że wiele kompleksów metali przejściowych i organokatalizatorów zdolnych do inicjowania tworzenia rodników w obecności światła widzialnego ułatwia szeroki zakres przemian syntetycznych, w tym między innymi sprzęganie krzyżowe, funkcjonalizację C-H, funkcjonalizację alkenów i aren oraz trifluorometylację. Kluczowym aspektem katalizy fotoredoks w świetle widzialnym jest wybór źródła światła.
Znajdź fotoreaktor do swojego eksperymentu |
---|
O SynLED Parallel Photoreactor 2.0
Długotrwałym wyzwaniem w dziedzinie katalizy fotoredoks jest powtarzalność między konfiguracjami reakcji, a także między poszczególnymi reakcjami przeprowadzanymi przy użyciu tej samej konfiguracji. Nasz równoległy fotoreaktor SynLED 2.0 (Z744080 & Z744081) ma na celu złagodzenie tych problemów.) ma na celu złagodzenie tych problemów poprzez umożliwienie badań przesiewowych reakcji fotokatalizy na małą skalę, a także szybkie generowanie bibliotek przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiego poziomu spójności między reakcjami i między seriami z dodatkowymi ulepszeniami w stosunku do wersji 1. Fotoreaktor zawiera blok reakcyjny 4 x 4 oświetlony od dołu diodami LED o długości fali 365 lub 450 nm, umożliwiając jednoczesne prowadzenie 16 reakcji w fiolkach scyntylacyjnych lub mikrofalowych o pojemności 2 dram lub mniejszych. W nowo zaprojektowanym reaktorze zastosowano ulepszoną technologię radiatora i wydajną kwarcową osłonę LED, która chroni źródło światła przed rozpuszczalnikami, jednocześnie umożliwiając doskonałą penetrację światła. Konfiguracja została zaprojektowana tak, aby pasowała do konwencjonalnej płytki mieszającej, w tym okrągłego wycięcia pasującego do płytek mieszających marki IKA.

Rysunek 1.Fotoreaktor równoległy SynLED
SynLed Parallel Photoreactor 2.0 Cechy i specyfikacje:
- Podświetlane od dołu diody LED (365 lub 450 nm) w układzie bloków reakcyjnych 4x4 zapewniają stałą intensywność światła (320 lm) i kąt (odpowiednio 60° i 45°)
- Wbudowana technologia radiatora zapewnia stałą temperaturę każdej reakcji równoległej
- Używa fiolek scyntylacyjnych 1-2 dram lub fiolek mikrofalowych (O. D lub mniej)
- Zasilanie: zasilacz sieciowy 700 mA 12 W.D. 1,7 cm lub mniej)
- Zasilanie to zasilacz wtyczkowy 700 mA 12 W. Zawiera uniwersalny adapter wtyczki
- Kompatybilny z mieszadłem magnetycznym IKA z okrągłą płytką
- Kompatybilny z fiolkami scyntylacyjnymi (8 ml Wheaton, Z188719)
Fotoreaktor równoległy SynLED w literaturze
- Access to Unnatural α-Amino Acids via Visible-Light-Mediated Decarboxylative Conjugate Addition to Dehydroalanine
- Development of a Large-Enrollment Course-Based Research Experience in an Undergraduate Organic Chemistry Laboratory: Structure-Function Relationships in Pyrylium Photoredox Catalysts
- Derivatization of Amino Acids and Peptides via Photoredox-Mediated Conjugate Addition
- Bezpośrednia synteza polipodstawionych aldehydów poprzez katalizę światłem widzialnym
- Photoredox Catalysis for Silyl-Mediated C-H Alkylation of Heterocycles with Non-Activated Alkyl Bromides
- Napędzana światłem widzialnym, bezmetalowa aerobowa synteza wysoce diastereoselektywnych fosfinylopirolindoli
O urządzeniu Penn PhD Photoreactor M2
Fotoreaktor Penn PhD Photoreactor M2 (Z744035) to przyrząd laboratoryjny zaprojektowany w celu ułatwienia spójności i powtarzalności w katalizie fotoredoksowej w szerokim zakresie skali reakcji. Photoreactor M2 łączy oświetlenie LED, mechaniczne mieszanie i chłodzenie w jednym urządzeniu, akceptując jednocześnie fiolki reakcyjne o pojemności od 1 ml do 40 ml. Interfejs użytkownika z ekranem dotykowym pozwala chemikowi precyzyjnie kontrolować temperaturę, intensywność, szybkość mieszania i czas, tworząc cenne narzędzie do powtarzalności, identyfikowalności, wydajności i spójności wyników. Photoreactor M2 ma potencjał do usprawnienia sekwencji syntetycznych i stworzenia cennych strategii radzenia sobie z niektórymi wyzwaniami związanymi z budową cząsteczek w procesie odkrywania leków.

Rysunek 2.Fotoreaktor Penn PhD M2
Penn PhD Photoreactor M2 Cechy i specyfikacje:
- Modułowa konstrukcja pozwala na użycie z różnymi długościami fal od 365nm do 450nm
- 360-stopniowe środowisko odbijające maksymalizuje wychwytywanie fotonów na powierzchni.
- Blokada osłony świetlnej zapobiega narażeniu użytkownika na szkodliwe promienie świetlne.
- Interaktywny ekran dotykowy kontroluje parametry reakcji
- Parametry zdefiniowane przez użytkownika, w tym temperatura, intensywność światła, prędkość wentylatora i mieszanie.
- Opcje automatycznego zatrzymania, pauzy i resetowania
- Obsługuje fiolki o rozmiarach gc, 4, 8, 20, 40 ml
- Sprzężenie zwrotne temperatury za pomocą termopary typu k
Akcesoria do fotoreaktora Penn PhD
Te dodatkowe źródła światła i uchwyty na fiolki mogą być używane z fotoreaktorem Penn PhD M2 dla chemików i badaczy w celu przyspieszenia reakcji chemicznych wykorzystujących katalizę fotoredoks.
Penn PhD Photoreactor M2 w literaturze
- A General Small-Scale Reactor To Enable Standardization and Acceleration of Photocatalytic Reactions
- Bezmetalowa aerobowa synteza wysoce diastereoselektywnych fosfinoilopirolindoli sterowana światłem widzialnym
- Funkcjonalizacja C-H heteroarenów przy użyciu nieaktywowanych halogenków alkilowych poprzez katalizę fotoredoks w świetle widzialnym w warunkach zasadowych
- Dual Photoredox/Nickel-Catalyzed Conversion of Aryl Halides to Aryl Aminooxetanes: Computational Evidence for a Substrate-Dependent Switch in Mechanism
- A Metallaphotoredox Method for the Expansion of Benzyl SAR on Electron-Deficient Amines
O LightOx PhotoReact 365
LightOx PhotoReact 365 (Z744061) jest urządzeniem stacjonarnym, które zapewnia równomierne, ukierunkowane i powtarzalne oświetlenie UV przy 365 nm, odpowiednie do reakcji fotochemicznych i fotobiologicznych. Interfejs z ekranem dotykowym pozwala użytkownikowi kontrolować intensywność światła, szybkość dostarczania energii i czas. Stan diod LED w czasie jest monitorowany za pomocą wbudowanego czujnika UV, umożliwiając użytkownikowi uzyskanie szybkich i powtarzalnych wyników. Urządzenie to nadaje się do wysokowydajnych badań przesiewowych na płytkach wielodołkowych, zapewniając naukowcom narzędzie do badania dużej liczby związków i reakcji niezbędnych do odkrywania leków.

Rysunek 4.LightOX Photoreact 365
Funkcje i specyfikacje LightOx PhotoReact 365:
- Zaprojektowany do przyspieszania reakcji fotochemicznych i fotobiologicznych
- Do użytku z wielodołkową płytką hodowlaną o standardowym rozmiarze (85 mm x 128 mm lub pojedynczą okrągłą płytką o średnicy 95 mm
- Wybierana przez użytkownika moc światła 0 mW/cm.5 mm x 128 mm) lub pojedynczą okrągłą płytką 95 mm
- Wybrana przez użytkownika moc światła od 0 mW/cm2 do maksymalnej (ok. 13.0 mW/cm2)
- Wariacja mniejsza niż 1 mW/cm2 (przy 100% mocy) na całej powierzchni płytki
- Kontrola użytkownika nad całkowitą mocą wyjściową
- Załączone monitory natężenia światła i temperatury, które rejestrują pomiary co sekundę podczas pracy
- Eksport danych jako pliki .csv
- Urządzenie posiada pokrywę blokującą, która zmniejsza narażenie użytkownika na szkodliwe promienie świetlne
Representative Catalysts and Applications
Late-Stage Incorporation of Small Alkyl Groups into Small Molecules of Biological Interest
Funkcjonalizacja na późnym etapie (LSF) małych, farmaceutycznie aktywnych cząsteczek może zapewnić zmodyfikowaną siłę działania, toksyczność i profile farmakokinetyczne przy znacznie mniejszym wysiłku niż synteza analogów od podstaw. Chociaż LSF z fluorem (i fluorowanymi grupami alkilowymi) jest obecnie łatwo osiągalny dzięki zastosowaniu, między innymi, sulfinianów cynku opracowanych przez Grupa Baran w Scripps, włączenie małych, niefluorowych grup alkilowych, takich jak grupy metylowe i etylowe, pozostaje niezaspokojonym wyzwaniem. Jest to szczególnie istotne, ponieważ inkorporacja małych grup alkilowych może przynieść cząsteczki o korzystniejszych profilach fizykochemicznych i bezpieczeństwa w porównaniu do ich fluorowanych braci.
Ostatecznie, późny etap inkorporacji grup metylowych, etylowych i cyklopropylowych do farmaceutycznie aktywnych małych cząsteczek został osiągnięty poprzez strategię fotoredoks w świetle widzialnym. Rzeczywiście, w obecności niebieskiego światła i nadtlenkowych prekursorów rodników alkilowych, nowo dostępny [Ir{dF(CF3)ppy}2(dtbpy)]PF6 katalizator (747793) pośredniczy w tworzeniu wymaganych rodników alkilowych (a tym samym w przyłączaniu grup alkilowych) zwykle osiąganych metodami, których nie można zastosować w LSF1.

Rysunek 3.Inkorporacja małych grup alkilowych na późnym etapie do małych cząsteczek o znaczeniu biologicznym
Strategia degradacji ligniny w temperaturze pokojowej
Lignina stanowi ponad 30% węgla organicznego nieopartego na paliwach kopalnych i jako taka biomasa ta może zostać przekształcona, wraz z pojawieniem się procesów chemoselektywnej degradacji, w główne źródło materiału wsadowego opartego na węglu. Firma Stephenson Group niedawno połączyła dwa nasze innowacyjne produkty, aby osiągnąć selektywną degradację modelowych związków typu ligniny w jednym naczyniu. Rzeczywiście, sól Bobbitta została użyta do selektywnego utleniania alkoholi benzylowych, a następnie fotokatalitycznego redukcyjnego rozszczepienia wiązania C-O do produktów degradacji ketonów i alkoholi. Ta ostatnia transformacja została osiągnięta bez odgazowania i w obecności światła widzialnego2.

Rysunek 3.Strategia degradacji ligniny w temperaturze pokojowej
Skrzyżowana międzycząsteczkowa [2+2] cykloaddycja styrenów
Skrzyżowana [2+2] cykloaddycja styrenów została osiągnięta z wysoką chemoselektywnością dzięki zastosowaniu odpowiednio dostrojonego fotokatalizatora światła widzialnego na bazie Ru. Jak wykazano w Prof. Tehshik Yoon, niesymetrycznie podstawione butany mogą być w ten sposób przygotowane w skali gramowej z Ru(bpm)3.
![Skrzyżowana międzycząsteczkowa [2+2] cykloaddycja styrenów Skrzyżowana międzycząsteczkowa [2+2] cykloaddycja styrenów](/deepweb/assets/sigmaaldrich/marketing/global/images/technical-documents/articles/chemistry-and-synthesis/photocatalysis/scheme3/scheme3.jpg)
Rysunek 4.Skrzyżowana międzycząsteczkowa [2+2] cykloaddycja styrenów
Różnorodność zastosowań
Nasze fotokatalizatory światła widzialnego zostały wykorzystane w zastosowaniach, które naprawdę obejmują chemię organiczną (i nie tylko). Inne badane reaktywności obejmują:
- Redukcja nieaktywowanych jodków alkilowych, alkenylowych i arylowych
- Utlenianie wody za pośrednictwem Co do produkcji gazu H2
- Atomowo-transferowa rodnikowa addycja haloalkanów do alkenów
- Formalna hydroaminoalkilacja alkenów
Referencje
Zaloguj się lub utwórz konto, aby kontynuować.
Nie masz konta użytkownika?