太阳能电池尝试在有机合成

瑞士的科学家们已经开发出一种氨化芳烃策略使用光电化学电池。¹系统,产生了广泛的有机分子包含一个芳基碳氮一半没有pre-functionalising基质,可以在有机合成开辟了新途径。

光电化学电池通常是将太阳能转化为化学燃料的研究。在一个典型的设备,水是分裂成氢和氧在照明光电阳极。虽然可以生成高减少或氧化能力在这种细胞在温和的条件下,其在有机合成中使用仍然有限。最近的几组开始使用光电化学氧化的有机基质细胞,但基质是相对简单和反应没有挑战性,”说Xile胡。在一起Michael Gratzel和其他同事在瑞士联邦理工学院洛桑胡锦涛已经显示,地球上充足的赤铁矿可以作为有效的光催化剂的非直达芳烃碳氢键可见光下氨基化。这工作是最早的示威活动广泛使用光电化学电池的合成方法的功能有机分子,”胡锦涛说。

含有芳基碳氮键的化合物存在于许多药品。碳氢键氨基化是一种有效的方法来合成这类化学物质,但反应通常发生在高温和指导组织基质是必需的。而方法如photoredox催化²和电化学氧化³帮助克服这些问题,胡锦涛说,光电化学电池方法提供了额外的优点:“光电极更健壮、更容易分离的产品混合比分子photoredox催化剂,”胡解释道。同时,光电催化从阳光和利用能量可能开辟新的反应模式相比,电化学合成。

Krishnan Rajeshwar,一个葛尔登市阿灵顿电子化学家德克萨斯大学的我们,指出有机合成使用异构催化剂已报告。之前的方法主要依赖于二氧化钛,很大程度上对UV光激励,”他说。这项工作涉及到的新奇的使用另一个便宜的和visible-light-active半导体:氧化铁,这只不过是生锈!和芳烃胺化的概念。

为了测试他们的方法,胡锦涛的团队首先研究了碳氢键/ h耦合与吡唑苯甲醚,使反应进行10个小时在一个蓝色的领导。使用LiClO最好的结果₄电解质和溶剂混合物hexafluoroisopropanol和甲醇。研究人员还调查了更复杂的基质(包括三个已知的药物)以及不同含氮亲核试剂。“照明,电子空穴生成光电极的价带。这些孔氧化芳香族化合物自由基阳离子,与氮杂环化合物反应最终给碳氮bond-forming产品,”胡解释道。研究人员发现一个不寻常的昊图公司许多底物的选择性。选择性是可能由于基质之间的氢键相互作用和hexafluoroisopropanol co-solvent,”胡锦涛说。

Rajeshwar同意光电化学电池的方法优于其他方法,但还提到了一个限制:“我注意到需要一个积极的潜力,大概是为了分离photogenerated航母,”他说。在这一领域的进一步发展将不得不依赖反应堆工程学和额外的优化。