Language
Country/Area
No result found
Bạn có biết phản ứng Thiol-ene là gì không? Phản ứng hóa học kỳ diệu này có thể mang lại những ứng dụng tuyệt vời nào?
Trong hóa học lưu huỳnh hữu cơ, phản ứng thiol-en là phản ứng hữu cơ kết hợp thiol (R−SH) và olefin (R2C=CR2) để tạo thành thioether (R−S−R'). Phản ứng này được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1905, nhưng trở nên nổi tiếng vào cuối những năm 1990 và đầu những năm 2000, trở nên nổi tiếng vì tính khả thi và phạm vi ứng dụng rộng rãi.
Phản ứng thiol-en được coi là phản ứng hóa học "tuyệt vời" vì năng suất cao, tính chọn lọc lập thể, tốc độ phản ứng cao và động lực nhiệt động lực học.
Phản ứng này thực hiện quá trình cộng hợp trans-Markovnikov của các hợp chất thiol vào olefin. Với tính chọn lọc lập thể, tốc độ phản ứng cao và năng suất cao, phản ứng tổng hợp có giá trị này có thể tạo thành cơ sở cho các ứng dụng trong tương lai trong khoa học vật liệu và y sinh.
Cơ chế phản ứng
Sự cộng gốc tự do
Có hai cơ chế chính của phản ứng cộng thiol-en: phản ứng cộng gốc tự do và phản ứng cộng Michael xúc tác. Quá trình bổ sung gốc tự do có thể được khởi tạo bằng ánh sáng, nhiệt hoặc chất khởi tạo gốc tự do và tạo ra gốc sulfonyl. Gốc tự do sau đó sẽ lan truyền cùng với nhóm chức olefin theo cách trans-Markovnikov để tạo thành gốc cacbon.
Phản ứng gốc tự do này có lợi cho tổng hợp hóa học vì quá trình tăng trưởng theo bước và tăng trưởng chuỗi có thể hình thành hiệu quả mạng lưới polyme đồng nhất.
Michael Tiền thưởng
Phản ứng thiol-ene cũng có thể diễn ra thông qua con đường cộng Michael, được xúc tác bởi các gốc hoặc chất ái nhân để tạo thành các sản phẩm cộng trans-Markovnikov tương tự.
Động lực
Mặc dù phản ứng hóa học click được biết đến với hiệu quả cao và tốc độ phản ứng nhanh, nhưng tốc độ phản ứng chung vẫn phụ thuộc vào chức năng của olefin. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng phản ứng và cấu trúc của olefin ảnh hưởng đến việc phản ứng diễn ra theo con đường tăng trưởng từng bước hay tăng trưởng chuỗi.Phản ứng Thiol-ene hữu ích về mặt tổng hợp
Khởi đầu chu trình tuần hoàn thác
Phản ứng thiol-ene (và các phản ứng thiyl-yne tương tự) được sử dụng rộng rãi để tạo ra các chất trung gian phản ứng của các chất nền không bão hòa có thể bắt đầu các phản ứng tạo vòng.
Phản ứng Thiol-en nội phân tử
Các phản ứng này cung cấp phương pháp tạo ra các vòng dị vòng chứa lưu huỳnh và có thể tạo ra các vòng từ bốn đến tám cacbon cũng như các vòng vĩ mô.
Biến đổi xoắn ghế của olefin
Do tính thuận nghịch của phản ứng cộng gốc Thiol-en, phản ứng có thể thúc đẩy quá trình đồng phân hóa cis-trans và đạt được cấu trúc lập thể khác nhau thông qua sự quay của các chất trung gian gốc cacbon.
Ứng dụng tiềm năngTổng hợp dendrimer
Dendrimer được đánh giá cao vì tiềm năng của chúng trong y học, vật liệu sinh học và kỹ thuật nano. Việc bổ sung thiol-en có tác dụng trong quá trình tổng hợp phân nhánh các dendrimer.
Tổng hợp polyme
Các thiol đa chức năng phản ứng với các olefin đa chức năng để nhanh chóng hình thành mạng lưới polyme liên kết chéo theo cách định lượng trong điều kiện khí quyển.
Thiết kế mẫu bề mặt
Chức năng hóa bề mặt của thiol-ene đã được nghiên cứu rộng rãi trong khoa học vật liệu và công nghệ sinh học. Kỹ thuật này cho phép kiểm soát không gian chính xác các phân tử chức năng và có thể phơi bày bề mặt một cách chọn lọc dựa trên thành phần của pha lõm và pha nước.
Mẫu protein trong chất cản tia điện tử
Thiol-ene cũng có thể được sử dụng làm chất cản tia điện tử và chế tạo thành các cấu trúc nano để cho phép chức năng hóa protein trực tiếp.
Tính độc đáo và các ứng dụng tiềm năng của phản ứng thiol-ene khiến nó trở thành một lĩnh vực nghiên cứu đầy cơ hội. Nhưng công nghệ này sẽ ảnh hưởng thế nào đến cuộc sống của chúng ta và lĩnh vực khoa học trong tương lai?
