Language
Country/Area
No result found
Bạn có biết phản ứng Norish loại II tạo ra các hợp chất tuần hoàn bí ẩn như thế nào không?
Trong lĩnh vực hóa học, phản ứng Norrish, được đặt theo tên của nhà hóa học người Anh Ronald George Wreyford Norrish, là một phản ứng quang hóa liên quan đến xeton và aldehyd. Nói chung, những phản ứng này có thể được chia thành hai loại: phản ứng Norish loại I và phản ứng loại II. Mặc dù những phản ứng này có ứng dụng tổng hợp hạn chế nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa quang của polyme, đặc biệt là trong các vật liệu như polyolefin, polyester, và một số polycarbonat và polyketon.
Tổng quan về phản ứng loại I
Phản ứng kiểu Norish I là sự phân cắt quang hóa của aldehyd và xeton, một hiện tượng được gọi là sự phân tách alpha. Khi một nhóm carbon hấp thụ một photon, nhóm carbon sẽ chuyển sang trạng thái quang hóa đơn lẻ và cuối cùng trải qua quá trình chuyển đổi chéo bên trong để có thể tạo ra trạng thái bộ ba. Khi liên kết α-carbon bị phá vỡ, hai mảnh gốc tự do được tạo ra, tính chất và độ ổn định của chúng sẽ phụ thuộc vào khả năng tạo ra gốc tự do vốn có.
Ví dụ, khi 2-butanone bị phân cắt, gốc etyl ổn định được tạo ra chủ yếu thay vì gốc metyl kém ổn định hơn.
Những mảnh này có thể nối lại với nhóm carbon ban đầu, có thể trải qua những thay đổi dần dần trong quá trình này. Sự tách rời các nguyên tử hydro có thể tạo thành anken hoặc aldehyd, một quá trình có tác dụng tổng hợp hạn chế vì các phản ứng như vậy thường xảy ra như phản ứng phụ của các phản ứng khác.
Bí mật của phản ứng loại II
Phản ứng Norrish loại II được đặc trưng bởi quá trình chiết quang hóa bên trong gamma-hydro, một nguyên tử hydro nằm ở ba vị trí cacbon giữa nhóm cacbon và nhóm cacboxyl, dẫn đến sự hình thành gốc 1,4-điradical là phản ứng sản phẩm đèn chính. Phản ứng này được Norrish báo cáo lần đầu tiên vào năm 1937.
Các diradical được tạo ra có thể trải qua quá trình phân tách β để tạo ra anken và chuyển đổi nhanh chóng các xeton hoặc có thể tạo ra các cyclobutan được thay thế thông qua quá trình dimer hóa, được gọi là phản ứng Norish-Young.
Ứng dụng của phản ứng Norish
Nghiên cứu về phản ứng Norish cũng nhận được sự chú ý trong hóa học môi trường, đặc biệt là nghiên cứu quá trình quang phân của aldehyd, chẳng hạn như heptanal, chất có mặt khắp nơi trong bầu khí quyển trái đất. Trong điều kiện gần với khí quyển, quá trình quang phân heptaldehyde sẽ tạo ra 62% 1-pentene và acetaldehyd, cũng như các rượu tuần hoàn như cyclobutanol và cyclopentanol. Nguồn gốc của các hợp chất này đến từ kênh loại II.
Ngoài ra, một số thí nghiệm còn cho thấy quá trình quang phân một dẫn xuất xeton trong nước cũng có thể tạo ra các hạt nano vàng có đường kính 10 nanomet. Phản ứng này có sự tham gia của các gốc tự do do Norrish tạo ra.
Nghiên cứu và ứng dụng tổng hợp mới nhất
Ví dụ, trong các phương pháp tổng hợp mới nhất, phương pháp tổng hợp đa vòng của Leo Paquette năm 1982 đã chứng minh ứng dụng thực tế của các phản ứng kiểu Norish, nhấn mạnh tầm quan trọng không thể thiếu của phản ứng này trong tổng hợp hữu cơ. Ngoài ra, Phil Baran và nhóm nghiên cứu của ông đã tối ưu hóa thành công các điều kiện sử dụng phản ứng loại II nhằm giảm thiểu các phản ứng cạnh tranh trong quá trình tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học như cardioglycosid, từ đó thu được các chất trung gian lý tưởng ở thang đo doklam.
Kết luận
Tóm lại, phản ứng Norish loại II không chỉ là một cơ chế phản ứng quang hóa, hoạt động theo những cách khác nhau trong khoa học tổng hợp và môi trường. Khi nghiên cứu tiếp tục, chúng ta sẽ sử dụng những phản ứng này như thế nào để mở ra nhiều khả năng tổng hợp hóa học hơn?
