Kandang ‘Nanoreaktor’ menggunakan cahaya tampak untuk reaksi silang katalitik dan sangat selektif
Para peneliti telah mengembangkan M yang baru6L4kandang molekuler oktahedral dengan mengintegrasikan unit platina(II) siklometalasi yang aktif terhadap cahaya, menciptakan “nanoreaktor” yang responsif terhadap cahaya tampak yang mendorong reaksi fotokimia yang sangat efisien melalui penguncian molekuler yang tepat. Desain inovatif ini mengatasi keterbatasan host sebelumnya, mencapai reaksi silusadisi [2 + 2] silang yang sempurna secara sterik dan situs selektif, dan paling menonjol, memungkinkan silusadisi [2 + 2] silang katalitik dari substrat yang kimianya inert menggunakan pendekatan penguncian supramolekuler ini.
Berlangganan ke kaminewsletteruntuk pembaruan berita teknologi terbaru.
Penelitian ini adalahditerbitkandi dalamJurnal of the American Chemical Society.
Kandang koordinasi supramolekuler berfungsi sebagai nanoreaktor yang sangat fleksibel, memanfaatkan ruang terbatas untuk mengatur ulang reaktan dan secara signifikan meningkatkan selektivitas transformasi kimia, yang dikenal sebagai kompleksator-kompleks. Reaksi fotokimia sangat dihargai dalam kimia sintesis untuk memungkinkan transformasi kimia yang sulit di bawah kondisi yang ramah lingkungan dan hemat energi.
Namun, M yang sebelumnya sangat efektif6L4kandang molekuler biasanya tidak menunjukkan penyerapan cahaya tampak, yang membatasi penggunaannya hanya pada substrat yang membutuhkan cahaya UV atau transfer energi eksternal, yang membatasi berbagai reaksi yang mungkin. Studi baru ini bertujuan untuk mengatasi keterbatasan dasar ini dengan membangun kandang yang menggabungkan kemampuan pengenalan molekuler yang kuat dengan sensitivitas terhadap cahaya tampak secara intrinsik untuk membuka potensi penuhnya untuk transformasi yang dipengaruhi oleh fotosenzitif.
Tim menyintesis senyawa M baru6L4kandang oktahedral (Cage 2) dengan mengganti secara sistematis unit logam yang tidak aktif terhadap cahaya pada setiap sudut dengan kompleks platina(II) siklometalasi yang aktif terhadap cahaya tampak. Modifikasi ini memungkinkan kandang itu sendiri menyerap cahaya tampak (hingga 430 nm) melalui transisi Transfer Muatan Logam-Ligan (MLCT) sementara tetap mempertahankan kemampuan pengikatan tamu yang luar biasa dari kandang standar. Mereka menguji kemampuan kandang untuk memfasilitasi reaksi sambungan [2 + 2] menggunakan cahaya tampak (LED 465 nm) antara maleimida dan berbagai senyawa tak aktif terhadap cahaya tak jenuh, termasuk pirena dan olefin yang kekurangan elektron seperti asam sinnamat.
Cage 2 yang dirancang berhasil mempromosikan sikloadisi [2 + 2] yang sangat efisien untuk berbagai substrat inert, secara konsisten menunjukkan selektivitas sterio dan situs yang sempurna—sebuah konsekuensi langsung dari preorganisasi yang tepat yang dicapai melalui pembatasan molekuler. Mekanisme reaksi bergantung pada Transfer Energi yang diinduksi cahaya (EnT) dari cage yang tereksitasi ke substrat yang terbatas, didukung oleh temuan bahwa keadaan tiga (SOMO) cage yang tereksitasi menyebar ke ligan triazin, mempercepat transfer energi melalui tumpang tindih orbital dengan tamu.
Secara signifikan, sistem ini mencapai pertama kali reaksi cross-[2 + 2] cycloaddition antara N-ethylmaleimide dan asam kinnamik, menghasilkan stereoisomer trans-sin dengan hasil yang tinggi (78%) dan Turnover Number (TON) sebesar 5,2, yang tercapai karena produk yang tidak besar tidak menempel erat, memungkinkan pertukaran tamu yang efisien dan katalisis yang berkelanjutan.
Penelitian ini memperkenalkan strategi berbasis mekanisme yang kuat untuk mengintegrasikan fungsi responsif cahaya tampak ke dalam kandang koordinasi supramolekuler melalui desain ligan penutup yang terarah, memberikan keunggulan signifikan dibandingkan katalis fotokimia konvensional yang tidak memiliki situs pengenalan molekuler yang efektif. Keberhasilan dalam katalisis reaksi [2 + 2] sikloadisi silang antara dua substrat yang kekurangan elektron (maleimida dan asam sinnamat) sangat langka dan menunjukkan utilitas sistem kandang ini untuk transformasi yang kompleks dan menantang.
Dengan mencapai efisiensi tinggi dan kontrol stereo yang sempurna menggunakan cahaya tampak, studi ini secara signifikan memperluas cakupan potensial kimia organik fotokimia, membuka jalan bagi pengembangan nanoreaktor self-sensitizing baru untuk sintesis hijau dan selektif.
Informasi lebih lanjut:Rikuya Tanaka dkk., Sangkar Oktahedral yang Responsif Cahaya Tampak untuk Reaksi Cross-[2 + 2] Cycloadditions yang Efisien dan Selektif,Jurnal of the American Chemical Society(2025).DOI: 10.1021/jacs.5c07355
Disediakan oleh Institut Nasional Sains Alami
Cerita ini pertama kali diterbitkan diBisakimia.
- Kandang ‘Nanoreaktor’ menggunakan cahaya tampak untuk reaksi silang katalitik dan sangat selektif - January 29, 2026
- TLC Star Faces Possible Liver Failure, Airlifted to Hospital - January 29, 2026
- Elsa Japasal: Buku Karya Terbaru - January 29, 2026
Leave a Reply