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La réaction Norish révélée : pourquoi cette réaction photochimique peut-elle modifier l'impression 3D de haute précision ?
À l'ère de la haute technologie d'aujourd'hui, l'application de la technologie d'impression 3D continue de se développer, et l'une des principales réactions est la réaction Norrish. La réaction doit son nom au chimiste britannique Ronald George Willeford Norrish et se produit principalement dans la réaction photochimique des cétones et des aldéhydes. Ces réactions sont non seulement d’une grande importance en chimie synthétique, mais sont également de plus en plus valorisées en chimie environnementale et en science des matériaux.
Types de réactions norvégiennes
Les réactions Norish peuvent être divisées en deux types : type I et type II.
Type I
La réaction de Norrish de type I est le clivage photochimique des cétones et des aldéhydes, également connu sous le nom de clivage α, pour produire deux intermédiaires radicaux libres. Ce processus implique l'absorption de photons par le groupe carbonyle, qui excite le groupe carbonyle vers un état singulet photochimique et peut obtenir un état triplet par un croisement intrasystème, conduisant finalement à la formation d'un intermédiaire.
« Ces radicaux peuvent se recombiner dans les composés carbonylés d'origine et subir d'autres réactions secondaires. »
Le signal de la réaction de type I est particulièrement important dans le domaine de la photopolymérisation, notamment dans le développement de photo-initiateurs. Après avoir été excité par la lumière ultraviolette ou la lumière visible, le photo-initiateur subit une réaction de photoclivage et les radicaux libres générés peuvent initier efficacement la polymérisation du monomère, permettant ainsi une conception de structure 3D de haute précision.
« Cela fait de la réaction Norrish de type I un mécanisme fondamental dans les processus de fabrication additive haute résolution. »
Type II
Contrairement au type I, la réaction Norrish de type II implique la réaction photochimique d'un composé carbonylé pour générer un 1,4-diradical via l'abstraction de γ-hydrogène. Cette réaction peut entraîner une réaction de décomposition pour produire un alcène et une cétone, ou une recombinaison interne des deux radicaux pour former un cyclobutane substitué.« Ces réactions démontrent le potentiel de la réaction de Norrish en synthèse organique, bien que son utilité synthétique ne soit pas aussi large que celle de la réaction de type I. »
Impact environnemental et application
Outre la chimie synthétique, la réaction de Norrish joue également un rôle important dans la chimie environnementale. Par exemple, la photolyse des aldéhydes à sept carbones simule des réactions chimiques dans la nature pour produire des alcynes et des composés aldéhydiques, qui fournissent des données expérimentales importantes pour la science de l’environnement.
« Une étude a révélé que des nanoparticules d'or peuvent être générées à l'aide de radicaux libres générés par photolyse dans l'eau avec de l'acide tétrachloroaurique d'hydrogène, démontrant ainsi le potentiel synthétique de la réaction. »
Cas réels et perspectives d'avenir
En 1982, Léo Paquette a réalisé la synthèse de décacycloalcanes en utilisant trois réactions de Norrish différentes, démontrant ainsi la valeur potentielle de cette réaction en synthèse organique. De plus, Phil Baran et al. ont réussi à maximiser l’utilisation de la réaction Norrish de type II dans la synthèse totale du composé actif ouabagénine, démontrant son efficacité dans la synthèse pratique.
« Avec les progrès de la science des matériaux et de la technologie d'impression 3D, la réaction de Norrish pourrait devenir une force motrice importante dans le développement de nouveaux matériaux à l'avenir. »
Bien sûr, la réaction de Norrish est d’une grande importance dans la synthèse organique et la science des matériaux, mais quelles connaissances ces réactions photochimiques peuvent-elles nous apporter pour améliorer la précision et l’efficacité de l’impression 3D ?
