Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine - Đào Xuân Huy

Luận văn thạc sĩ tổng hợp và đặc tính hóa chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine. Nghiên cứu ứng dụng trong xúc tác quang hóa hiện đại.

Chuyên ngành

Chemistry

Tác giả

Luan An

Thể loại

Master thesis

Năm xuất bản

Số trang

78

Thời gian đọc

12 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tóm tắt nội dung

I. Tổng Quan Chất Xúc Tác Quang Pyrimidopteridine

Chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine đại diện cho thế hệ mới của vật liệu quang xúc tác. Hợp chất dị vòng này thuộc họ pteridine, có cấu trúc đặc biệt phù hợp cho phản ứng oxi hóa khử quang hóa. Nghiên cứu tập trung vào việc tổng hợp và cố định hóa các dẫn xuất pyrimidopteridine. Mục tiêu chính là tạo ra photocatalyst hiệu quả, bền vững cho các ứng dụng hóa học xanh. Vật liệu này hoạt động như bán dẫn quang, hấp thụ ánh sáng để kích hoạt phản ứng. Quá trình quang khử oxi hóa diễn ra thông qua chuyển electron được kích thích bởi photon. Các dẫn xuất N-oxide của pyrimidopteridine cho thấy hoạt tính xúc tác vượt trội. Cấu trúc heteroarene N-oxide tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển năng lượng. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong lĩnh vực quang hóa học tổng hợp hữu cơ.

1.1. Cơ Sở Quang Hóa Học và Quang Xúc Tác

Quang hóa học nghiên cứu phản ứng hóa học được kích hoạt bởi ánh sáng. Quang khử oxi hóa sử dụng năng lượng photon để thúc đẩy chuyển electron. Photocatalyst hấp thụ ánh sáng, chuyển sang trạng thái kích thích. Electron ở trạng thái này có năng lượng cao, dễ dàng tham gia phản ứng. Quá trình này không cần nhiệt độ cao, tiết kiệm năng lượng đáng kể. Chất xúc tác quang có thể tái sử dụng nhiều lần mà không mất hoạt tính.

1.2. Đặc Điểm Cấu Trúc Pyrimidopteridine

Pyrimidopteridine là hợp chất dị vòng chứa hai vòng nitrogen. Cấu trúc gồm vòng pyrimidine liên kết với vòng pteridine. Hệ thống liên hợp mở rộng tạo khả năng hấp thụ ánh sáng tốt. Các nhóm thế trên vòng ảnh hưởng đến tính chất quang học. Dạng tetraone chứa bốn nhóm carbonyl tăng cường hoạt tính xúc tác. N-oxide tại vị trí 5 cải thiện khả năng chuyển electron.

1.3. Ứng Dụng Vật Liệu Quang Xúc Tác

Vật liệu quang xúc tác ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Phản ứng oxi hóa khử quang hóa tạo sản phẩm với độ chọn lọc cao. Bán dẫn quang dựa trên pteridine thân thiện với môi trường. Không cần kim loại quý, giảm chi phí sản xuất. Hoạt động ở điều kiện nhẹ nhàng, ánh sáng khả kiến. Tiềm năng ứng dụng trong sản xuất dược phẩm và hóa chất tinh chế.

II. Phương Pháp Tổng Hợp Chất Xúc Tác Quang

Quy trình tổng hợp pyrimidopteridine tetraone bao gồm nhiều giai đoạn. Bước đầu tiên là tạo dẫn xuất urea có nhóm thế phù hợp. Phản ứng ngưng tụ giữa các tiền chất tạo khung cơ bản. Điều kiện phản ứng cần kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ và pH. Sử dụng dung môi như DMF, DMSO hoặc acetonitrile. Chất xúc tác DCC, DMAP hỗ trợ quá trình tạo liên kết. Giai đoạn quan trọng là đưa nhóm 1-ethoxy-2-methyl-1-oxopropan-2-yl vào cấu trúc. Vị trí thế có thể ở mặt N,N,N hoặc CO,N,CO của phân tử. Quá trình oxi hóa cuối cùng tạo dạng N-oxide mong muốn. Sử dụng phenyliodine(III) diacetate (PIDA) làm tác nhân oxi hóa. Sản phẩm được tinh chế bằng sắc ký cột và kết tinh lại.

2.1. Tổng Hợp Dẫn Xuất Urea Thế

Dẫn xuất urea là tiền chất quan trọng trong tổng hợp. Phản ứng giữa amine với isocyanate tạo liên kết urea. Nhóm thế propyl hoặc benzyl được đưa vào cấu trúc. Điều kiện phản ứng thường ở nhiệt độ phòng. Hiệu suất phản ứng đạt 70-90% tùy nhóm thế. Sản phẩm được xác định bằng NMR và mass spectrometry.

2.2. Tạo Khung Pyrimidopteridine Cơ Bản

Phản ứng ngưng tụ vòng tạo hệ thống dị vòng. Hai phân tử urea kết hợp với tiền chất carbonyl. Quá trình này cần nhiệt độ cao và thời gian kéo dài. Sử dụng chất xúc tác acid hoặc base để tăng tốc. Sản phẩm trung gian cần tinh chế trước khi tiếp tục. Cấu trúc được xác nhận qua phổ IR và NMR.

2.3. Đưa Nhóm Thế Chức Năng

Nhóm 1-ethoxy-2-methyl-1-oxopropan-2-yl tăng tính tan và khả năng cố định. Phản ứng alkyl hóa sử dụng base mạnh như triethylamine. Vị trí thế ảnh hưởng đến tính chất quang học. Mặt N,N,N và CO,N,CO cho sản phẩm khác nhau. Kiểm soát điều kiện phản ứng để đạt độ chọn lọc cao. Sản phẩm được phân tích bằng HPLC và GC-MS.

III. Tạo Dạng N Oxide Hoạt Tính Quang Xúc Tác

Chuyển hóa pyrimidopteridine thành dạng N-oxide là bước then chốt. N-oxide tại vị trí 5 tạo trung tâm hoạt động quang hóa. Phản ứng oxi hóa sử dụng PIDA trong môi trường acetonitrile. Nhiệt độ phản ứng duy trì ở khoảng 60-80°C. Thời gian phản ứng từ 4-8 giờ tùy cấu trúc cơ chất. Quá trình tạo N-oxide làm thay đổi phổ hấp thụ UV-Vis. Dịch chuyển bathochromic giúp hấp thụ ánh sáng khả kiến tốt hơn. Sản phẩm N-oxide bền trong điều kiện thường. Khả năng chuyển electron được cải thiện đáng kể. Cyclic voltammetry xác định thế oxi hóa khử của photocatalyst. Dạng N-oxide cho thấy hoạt tính xúc tác cao trong phản ứng thử nghiệm.

3.1. Cơ Chế Phản Ứng Oxi Hóa

PIDA là tác nhân oxi hóa hypervalent iodine hiệu quả. Phản ứng diễn ra qua cơ chế chuyển nguyên tử oxygen. Nitrogen ở vị trí 5 có mật độ electron cao, dễ bị oxi hóa. Sản phẩm trung gian iodine được tách ra khỏi hệ phản ứng. Điều kiện nhẹ nhàng không làm phân hủy cấu trúc chính. Hiệu suất chuyển hóa đạt 60-75% sau tinh chế.

3.2. Đặc Trưng Quang Học N Oxide

Phổ UV-Vis cho thấy peak hấp thụ dịch về vùng sóng dài hơn. Hệ số hấp thụ molar tăng lên đáng kể. N-oxide tạo trạng thái kích thích bền vững hơn. Thời gian sống của trạng thái kích thích kéo dài. Điều này thuận lợi cho quá trình chuyển electron. Phát quang huỳnh quang quan sát được ở bước sóng đặc trưng.

3.3. Tính Chất Điện Hóa

Cyclic voltammetry đo thế oxi hóa và khử của chất xúc tác. N-oxide có thế khử âm hơn so với dạng không oxi hóa. Khả năng nhận electron tăng lên đáng kể. Differential pulse voltammetry xác định chính xác các peak. Dữ liệu điện hóa dự đoán hiệu quả xúc tác. Khoảng cách năng lượng HOMO-LUMO phù hợp cho quang xúc tác.

IV. Cố Định Hóa Photocatalyst Trên Chất Mang

Cố định hóa chất xúc tác quang giúp tái sử dụng và tách sản phẩm dễ dàng. Nhóm benzyloxy trong cấu trúc tạo điểm neo cho quá trình gắn kết. Chất mang có thể là polymer, silica, hoặc vật liệu nano. Liên kết cộng hóa trị đảm bảo photocatalyst không bị rửa trôi. Quá trình cố định hóa cần bảo toàn cấu trúc hoạt động. Mật độ gắn kết ảnh hưởng đến hiệu suất xúc tác. Vật liệu cố định hóa được đặc trưng bằng IR, TGA, và SEM. Diện tích bề mặt được đo bằng phương pháp BET. Hoạt tính xúc tác được kiểm tra qua phản ứng mẫu. Khả năng tái sử dụng qua nhiều chu kỳ phản ứng. Photocatalyst cố định hóa duy trì 80-90% hoạt tính sau 5 lần sử dụng.

4.1. Lựa Chọn Chất Mang Phù Hợp

Chất mang cần có diện tích bề mặt lớn và bền hóa học. Silica mesoporous cung cấp kênh phân tán đồng đều. Polymer như polystyrene dễ chức năng hóa. Vật liệu nano carbon có tính dẫn điện tốt. Khả năng truyền ánh sáng của chất mang rất quan trọng. Tương thích hóa học với photocatalyst cần được kiểm tra.

4.2. Phương Pháp Gắn Kết

Nhóm benzyloxy phản ứng với bề mặt đã chức năng hóa. Sử dụng coupling agent như silane hoặc carbodiimide. Phản ứng click chemistry cho hiệu suất gắn kết cao. Điều kiện phản ứng nhẹ nhàng bảo vệ cấu trúc xúc tác. Rửa kỹ để loại bỏ photocatalyst không gắn kết. Xác định mật độ gắn kết bằng phân tích nguyên tố.

4.3. Đánh Giá Hiệu Suất Xúc Tác

Phản ứng thử nghiệm sử dụng chất nền chuẩn. Chiếu sáng LED với bước sóng phù hợp. Theo dõi chuyển hóa bằng GC hoặc HPLC. So sánh với photocatalyst đồng thể. Tốc độ phản ứng và độ chọn lọc là tiêu chí quan trọng. Kiểm tra khả năng tái sử dụng qua nhiều chu kỳ.

V. Phương Pháp Phân Tích và Đặc Trưng Hóa

Đặc trưng hóa đầy đủ đảm bảo cấu trúc và tính chất của photocatalyst. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) xác định cấu trúc phân tử. Phổ 1H-NMR và 13C-NMR cung cấp thông tin chi tiết về nhóm thế. Coupling constant J cho biết cấu hình không gian. Mass spectrometry xác định khối lượng phân tử chính xác. HRMS phân biệt các đồng phân và tạp chất. IR spectroscopy nhận diện các nhóm chức năng đặc trưng. Peak carbonyl ở 1650-1750 cm⁻¹ xác nhận cấu trúc tetraone. UV-Vis spectroscopy đo phổ hấp thụ ánh sáng. Cyclic voltammetry đánh giá tính chất điện hóa. Thin layer chromatography giám sát tiến trình phản ứng. HPLC và GC-MS phân tích độ tinh khiết sản phẩm.

5.1. Phổ Cộng Hưởng Từ Hạt Nhân

NMR là công cụ mạnh nhất để xác định cấu trúc hữu cơ. Phổ 1H-NMR cho thấy tín hiệu của các proton khác nhau. Chemical shift δ phụ thuộc vào môi trường điện tử. Tích phân peak cho biết số lượng proton tương đương. Phổ 13C-NMR xác định khung carbon của phân tử. DEPT phân biệt CH₃, CH₂, và CH. Phổ 2D như COSY, HSQC giúp gán tín hiệu chính xác.

5.2. Khối Phổ và Phổ Hồng Ngoại

Mass spectrometry xác định ion phân tử [M+]. ESI-MS phù hợp với hợp chất phân cực. EI-MS cho pattern phân mảnh đặc trưng. HRMS đo khối lượng với độ chính xác cao. So sánh giá trị đo với giá trị tính toán. IR spectroscopy nhận diện nhóm chức năng. Peak N-H, C=O, C-N đặc trưng cho cấu trúc pteridine.

5.3. Phân Tích Quang Học và Điện Hóa

UV-Vis đo hệ số hấp thụ molar ε. Bước sóng hấp thụ cực đại λmax đặc trưng cho hệ liên hợp. Phổ phát quang đánh giá trạng thái kích thích. Cyclic voltammetry đo thế oxi hóa và khử. Tốc độ quét ảnh hưởng đến dạng voltammogram. Differential pulse voltammetry cho độ phân giải cao hơn. Dữ liệu điện hóa dự đoán khả năng xúc tác quang.

VI. Triển Vọng và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu

Chất xúc tác quang pyrimidopteridine mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới. Tối ưu hóa cấu trúc để tăng hiệu suất hấp thụ ánh sáng. Thay đổi nhóm thế để điều chỉnh tính chất điện hóa. Phát triển phương pháp cố định hóa hiệu quả hơn. Nghiên cứu cơ chế chi tiết của quá trình quang xúc tác. Ứng dụng trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ phức tạp. Kết hợp với các photocatalyst khác tạo hệ thống đa chức năng. Phát triển quy trình sản xuất quy mô lớn. Giảm chi phí nguyên liệu và tối ưu điều kiện phản ứng. Nghiên cứu ứng dụng trong xử lý môi trường. Phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ bằng quang xúc tác. Tương lai của vật liệu quang xúc tác rất triển vọng trong hóa học xanh.

6.1. Cải Tiến Cấu Trúc Photocatalyst

Đưa nhóm thế electron-donating tăng mật độ electron. Nhóm electron-withdrawing cải thiện khả năng nhận electron. Thay đổi vị trí N-oxide ảnh hưởng hoạt tính. Tăng hệ liên hợp mở rộng vùng hấp thụ ánh sáng. Tổng hợp dẫn xuất với kim loại tạo phức. Nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất.

6.2. Ứng Dụng Trong Tổng Hợp Hữu Cơ

Phản ứng C-H functionalization sử dụng quang xúc tác. Cross-coupling không cần kim loại quý. Phản ứng oxi hóa khử chọn lọc nhóm chức năng. Tổng hợp hợp chất dị vòng phức tạp. Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm. Phản ứng diễn ra ở điều kiện nhẹ nhàng, hiệu suất cao.

6.3. Tiềm Năng Công Nghiệp Hóa

Quy trình tổng hợp cần đơn giản hóa cho sản xuất lớn. Sử dụng nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có. Photocatalyst cố định hóa dễ tách và tái sử dụng. Thiết bị phản ứng quang hóa cần tối ưu. Ánh sáng LED thay thế nguồn sáng truyền thống. Tiết kiệm năng lượng và thân thiện môi trường. Tiềm năng thương mại hóa trong 5-10 năm tới.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tổng hợp và khảo sát tính chất của chất xúc tác oxi hóa   khử Được Định hướng từ pyrimidopteridine = synthesis and characterization of immobilized pyrimidopteridine   derived photoredox catalysts

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (78 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY MASTER THESIS Synthesis and Characterization of immobilized Pyrimidopteridine-derived Photoredox catalysts DAO XUAN HUY Huy.vn Master of Science in Chemistry Supervisor 1: Dr. Nguyen Duc Trung Institute: School of Chemical Engineering Signature Supervisor 2: Dr. Jola Pospech Viện: Leibniz Institute for Catalysis (LIKAT) Signature HANOI, OCTOBER 2023 MASTER’S THESIS TITLE Synthesis and Characterization of immobilized Pyrimidopteridine-derived Photoredox catalysts Supervisor 1 Supervisor 2 Dr. Nguyen Duc Trung Dr.

Jola Pospech Acknowledgements First and foremost, I want to thank Dr. Jola Pospech, my supervisor at Likat - University Rostock. She welcomed me into the lab and began teaching me the fundamentals of organic synthesis. I appreciate her help as someone who is fresh to the organic area.

Working in her lab inspired and provided me with many new experiences. I'd like to thank Dr. Dirk Hollman and Dr. Esteban Mejia, who are in charge of the Rohan Fellowship program in Germany, and Prof.

Le Minh Thang, who is co- director of the Hanoi University of Science and Technology - Double-Degree program. Everyone, who has given me a scholarship and the opportunity to study and work at Likat, one of the world's most renowned catalysis institutions. Furthermore, my mentors in Vietnam, Dr. Nguyen Duc Trung and Dr.

Nguyen Ngoc Tue, who have supported and advised me during my difficult moments. Everyone has given me the confidence to continue my research and studies. It is an honor for me to work at Likat. I've been working with some incredible people here.

They assist me with education, safety when conducting research, and sharing culture and life in Germany. Many thanks to Tobias, Jannik, Thea, Johannes, and Xinzhe. I like conversing and engaging in extracurricular activities with everyone since I perceive us as a family with no linguistic or cultural barriers. While learning and working at Likat, I had a beautiful and unique experience.

I'd like to thank Likat's analytical department for preparing and measuring; IR, GC-MS. You guys have been helpful. And, of course, important in this wonderful adventure, I'd want to thank my family and friends for their assistance. I don't know how I would have survived without them.

They have been by my side and encouraged me during my time at Likat, giving me advice and assisting me in finding a better balance between work and life. Table of Contents Acknowledgements Table of Contents List of Abbreviations 1.1 Photochemistry and photocatalysis .2 Heteroarene N-oxides and the development of pyrimidopteridine N- oxide photo-redox catalyst. Results and Discussion .1 Synthesis of substituted urea derivatives .2 Towards the synthesis of N,N,N-face 1-ethoxy-2-methyl-1-oxopropan- 2-yl-substituted pyrimidopteridinetetraones .3 The synthesis of CO,N,CO-face 1-ethoxy-2-methyl-1-oxopropan-2-yl- substituted pyrimidopteridinetetraones .4 Synthesis of 3,7 bis(1-(benzyloxy)-2-methyl-1-oxopropan-2-yl)- 2,4,6,8-tetraoxo-1,9-dipropyl-1,2,3,4,6,7,8,9-octahydropyrimido[5,4-g] pteridine 5-oxide (21) .5 Characterization of pyrimidopteridine photosensitizers. Summary and Outlook .5 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy .70 List of Abbreviations [M+] molecular ion peak eV electron volt Ac acetyl g gram Ad adamantyl GC gas chromatography Alk alkyl h hours aq.

aqueous Hex n-hexyl Ar aryl HPLC high-performance liquid Bn benzyl chromatography Bu n-butyl HRMS high resolution mass calcd. calculated spectrometry Cat catalytic Hz Hertz DCM Dichloromethane IR infrared spectroscopy DG directing group isol. isolated DMF N,N-dimethylacetamide J coupling constant DMSO dimethylsulfoxid L ligand Ed. Editor m multiplet ee enantiomeric excess [M] metal e.

for example Me methyl EI electron ionization MeCN acetonitrile ESI electrospray ionization MeOH methanol Et Ethyl m. melting point equiv. equivalent m/z mass-to-charge ratio EI-MS electron ionization mass min minute spectrometry mL milliliter Ph phenyl mmol millimol ppm parts per million MS mass spectrometry iPr isopropyl NMR nuclear magnetic R rest resonance spectroscopy rt room temperature OAc acetate sat. saturated THF tetrahydrofuran solv solved TLC thin layer t time chromatography T temperature chemical shift PPh3 Triphenylphosphine δ trimethylsilyl P-(n-Bu)3 Tributylphosphine TMS cyclic voltammetry DPV Differential CV dicyclohexylcarbodiimid pulse voltammetry DCC 4- BnOH Benzyl alcohol DMAP (dimethylamino)pyridine o.n Overnight Nanometer PIDA Phenyliodine(III) diacetate nm Wavelength Net3 Triethylamine λ PPT Pyrimidopteridine tetraone PPTNO Pyrimidopteridine tetraon N-oxide r.t Room temperatur UV Ultraviolet (280-380 nm) 1.1 Photochemistry and photocatalysis Photochemistry and photoredox catalysis have received a great deal of interest in the chemical world during the last decade, particularly in the field of synthetic organic chemistry.[1] Photochemistry is more than just a method of harnessing light energy.

Photochemistry is also important in processes that determine the composition of materials in interstellar space, as well as in the production of atmospheric pollutants.[2] Photocatalytic processes may be employed to influence chemical equilibria and to turn light into chemical energy as occurs naturally in photosynthesis. The catalyst in conventional catalysis supports each stage of the catalytic cycle and so acts as a reaction partner. Photoredox catalysts, on the other hand, in many circumstances merely induce the production of reactive radical species with enough energy to engage in a chemical reaction without the close association to the catalyst in terms of chemical bonding. Thus, maintaining the connection between the radical species and the chiral catalyst is a special problem in asymmetric photoredox catalysts.

Photoredox catalysis is a technology that enables a wide range of chemical reactions with great selectivity under modest visible light conditions. Some advantages of heterogeneous catalysts include ease of separation from the reaction mixture, increased optical and chemical stability due to reduced rotation and solid-state effects, the capacity to construct fixed catalytic layers, and, more broadly, "reusability.2 Heteroarene N-oxides and the development of pyrimidopteridine N- oxide photo-redox catalyst Heteroaromatic N-oxides have a 1,2-dipolar nitrogen-oxygen bond in which the nitrogen atom is a member of the heteroaromatic ring. The formally negatively charged oxygen has a significant influence on the physical characteristics and reactivitiy of the arene ring, which may be explained largely through electron delocalization [4]. Heteroarene N-oxides can be used as oxidants in organic reactions and in some cases can be used as the oxygen source in an oxygen atom transfer reaction.[5] Pyridine N-oxides are weak bases that are less basic than pyridines.

The conjugate acids of the corresponding pyridines have pKa values 1 about 5 and the pKa values of the conjugate acids of pyrimidine N-oxides in water are 1. Photoexcition of N-oxides. Zhang revealed in 2021, the development of pyridine N-oxide derivatives as effective photoinduced hydrogen atom transfer (HAT) catalysts for site-selective C-H functionalization. Gryko’s group proposed pyridine N-oxides as hydrogen atom transfer reagents in C-C bond formation processes.

Photoinduced pyridine N-oxide based HAT catalyst for C-H functionalization. Furthermore, it has recently been demonstrated that stable N-oxide intermediates can be produced in flavoenzymes without flavin reductase activity, preventing the creation of generally recognized flavin peroxide species.[9] Thus, heteroarene N- oxides have only lately emerged as participants in biological oxygenation processes. A substance class that is of interest and closely related to our research are the flavin. Flavins are cofactors in monooxygenases (flavoenzymes or flavin- dependent monooxygenases) and may activate molecular oxygen to insert one oxygen atom into an organic molecule (oxyfunctionalization reaction) via two- electron redox reactions.[10] Riboflavin (RF), generally known as vitamin B2, is a well-known photoreceptor dye that participates in biological redox processes as a 2 coenzyme.

Because RF and its derivatives are yellow compounds, they may absorb visible light with the greatest absorption in the blue range. Illustration of flavin derivatives. It is assumed that the oxygen atom transfer takes place via a hydroperoxyflavin species as a crucial step. However, new research suggests that flavin-N5-oxide acts as a viable intermediate in enzyme-catalyzed oxygenation reactions.

In 2013, the group Bradly S. Moore proposed that the flavin-N(5)-oxide acts as an active intermediate in an internal flavin-dependent monooxygenase that catalyzes the hydroxylation-dehydrogenation process. Proposed nucleophilic flavin-oxgen adducts. The stable flavin-N5-oxide has been proposed to engage in processes involving [12] EncM monooxygenase, causing oxidative carbon rearrangement , dibenzothiophene catabolism[13] and oxidative cleavage of uracil amides.[14] Pyrimidopteridines possess a flavin-like scaffold, with a much higher redox ‫כ‬ ‫כ‬ potential in the excited state (riboflavin ‫ܧ‬௥௘ௗ ൌ  ൅ͳǤͷͲ‡ƒ†୰ୣୢ ൌ ൅ʹǤ͵ʹܸ݁ሻ.

Maki's team applied BuPPT N-oxide as an oxidizing agent for the selective metabolism of N-oxide/DMA ground state charge-transfer complex after their successful synthesis[16], investigated the hydroxylation of aliphatic and aromatic substrates. Oxidative demethylation of dimethylaniline b. Photooxygenation of alkenes c. Photooxidative decarboxylation of phenylacetic acid d.

Photochemical oxygenation towards phenols. In 2019, Pospech and co-workers extended the survey to some other pyrimidopteridine N-oxides including: tetramethyl MePPT N-oxide, tetrapropyl PrPPT N-oxide, tetrabutyl BuPPT N-oxide and tetraphenyl PhPPT N-oxide catalysts.[15] Pyrimidopteridine N-oxides can be in foure step from N,N’- disubstituted ureas or in two steps from commercially available aminouracil.besides, there was a development to replace lead (IV) actate by (diacetoyiodo)benzene (PIDA) which is less toxic and more environmentally friendly (Scheme 6). Synthesis PPT N-oxide with PIDA. Pospech’s group examined the photophysical and electrochemical properties of the prymidopteridine N-oxides and showed potent excited state oxidants potential of +2.30 V vs SCE in MeCN and higher.

Meaning, they were well suited for many application as oxidizing agents in organic photocatalysis. Their excited state redox potentials of all the PPT N-oxides. Pospech and co-workers found out that pyrimidopteridine-N-oxides serve as precatalyst to pyrimidopteridines (PPT) as catalytically active species. The synthesis of pyrimidopteridines (PPT) is possible via the deoxygenation of PPT N- oxides.

These compounds possess similarly high excited state reduction potentials of greater than + 2.09 eV versus SCE in MeCN (PrPPNT: E*red = +2.09 eV vs SCE in MeCN), allowing them to oxidize a wide spectrum of substrates.[15] They are conveniently accessible and stable on the bench. They are thus used as effective photoredox catalysts. Structure of the PPT photoredox catalysts. Organic photocatalysts generally possess lower productivity as compared to ruthenium and iridium catalysts, often due to catalyst degradation or deactivation pathways.[21] Nevertheless, organic photoredox catalysts remain attractive due to 5 their low costs and low toxicity.[22] Pospech’s group investigated and applied the photo-mediated formal addition of carboxylic acids to activated alkenes, which was catalyzed by a pyrimidopteridine photoredox catalyst.

The presence of electron-rich alkenes inhibits the decarboxylation of aliphatic carboxylic acids during single-electron oxidation, resulting in hydroacetoxylation.[23] The pyrimidopteridine photoredox catalyst was also used, in a photomediated hydrodecarboxylation of several primary, secondary, and tertiary carboxylic acids. Applications of the pyrimidopteridines. In the past ten years, there has been a significant expansion in the utilization of diverse organocatalysts for a wide array of organic transformations. In contrast to metal-catalyzed organic reactions, organocatalysts have demonstrated promising prospects for industrial applications.

They typically exhibit stability in air and are not easily rendered ineffective by process impurities, which is a crucial characteristic in the development of efficient procedures for industrial use[42]. The application of a transition-metal-free organocatalytic approach is very desirable 6 within the pharmaceutical sector owing to its ability to eliminate heavy metal residues from active medicinal components. An illustrative instance in this context is graphitic carbon nitride, which has garnered global recognition owing to its manifold benefits, including the abundant availability of nitrogen-rich raw materials, cost-effectiveness, expeditious and straightforward synthesis, sensitivity to visible light, and exceptional chemical stability.[46,47] Homogeneous catalysts have important advantages over their heterogeneous couterparts. It is often possible to tune the chemoselectivity, regioselectivity, and enantioselectivity of the catalyst.[26] In recent research, the synthesis of heterogeneous catalyst based on immobilized homogeneous catalyst can be divided into two types.

In the first, the catalyst is linked to a soluble or insoluble support, and the separation is accomplished by filtering. This procedure is also known as heterogenizing homogeneous catalysts. Mobilization on includes insoluble: ligand anchored onto solid material such as inorganic oxides (TiO2, silica, etc) or polymers.[27] The other kind immobilization includes designing the catalyst to be solubilized in a solvent that is immiscible with the reaction. In recent years, the creation of low-cost and environmentally friendly solid catalysts that are apt for industrial applications has gained much attention.[28] A method for hydroformylation processes was published in which a ligand from the highly selective Xantphos family was derivatized with a hydrocarbon chain terminating in a triethoxysilyl group.[29] This ligand was introduced into a sol-gel solution to focus silica and the subsequently supported ligand, was bound to rhodium.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận văn thạc sĩ tổng hợp và đặc tính hóa chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine. Nghiên cứu ứng dụng trong xúc tác quang hóa hiện đại.

Luận án "Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Hanoi University of Science and Technology. Năm bảo vệ: 2023.

Luận án "Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine" thuộc chuyên ngành Chemistry. Danh mục: Hóa Hữu Cơ.

Luận án "Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine" có bao nhiêu trang?

Luận án "Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine" có 78 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Tổng hợp chất xúc tác quang khử oxi hóa pyrimidopteridine" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter