Katalizörler Nasıl Aktive Edildiklerine Göre Çalışıyorlar
Kobalt katalizörlerinde ısı ve ışık farklı hidrojenerasyon tepkimeleri için yeni adımlar yarattı. Princetown’daki Paul Chirik ve çalışma arkadaşları yeni bir katalizör tasarladı. Bu kimyagerler, bir mekanizma reaksiyonunun enerjisi ile iki mekanizma reaksiyonu gerçekleştirebildiler.Takımın alken hidrojenerasyon reaksiyonu, nasıl aktive edildiğine bağlı olarak (ısı ya da ışık yolu ile ) farklı tepkimeler gösterdi.
Fotoğraf – 1 : Kobalt katalizörlerinde ısı ve ışık farklı hidrojenetasyon tepkimeleri için yeni adımlar yarattı
Takım reaksiyona ısı verdiğinde mekanizma, Hidrojen radikalinin ayrışmasını temel aldı. Ancak reaksiyonu gözle görülebilir bir ışık ile aktive ettiklerinde koordinasyon-ekleme (polimerizasyon mekanizması) mekanizması aktifleşmektedir. Bu buluş ile , bilim insanlarının hidrojenerasyon için kimyasal katalizör değiştirmeden kullanabilecekleri katalizör tasarımları için yeni varyantlar oluşacaktır. Takım gereken miktarda katalizör ve çeşitli alkenleri kullandı , reaksiyonları ısı veya mavi ışık ile etkinleştirdi ve bu reaksiyonu 18 saat boyunca yürüttü. Isı reaksiyonu ile elde edilen ürün daha az olmasına karşılık, ışık reaksiyonu ile elde edilen ürün %99 civarındaydı. Isı reaksiyonu siklik aklenleri kullanılmamış halde bırakırken, Chirik ve çalışma arkadaşları ışık reaksiyonunun aynı zamanda siklik ve terminal aklenleri aktive edebildiğini buldu.( Şemada gösterilmiştir.) Bu başlangıç materyali aynı olsa dahi iki yaklaşımın farklı reaksiyon ürünleri meydana getirdiğini gösterir.
Fotoğraf – 2 : Kobalt katalizörü
Chirik , işleyiş şeklinin tasarlandığı gibi işlemediğini söyledi. ‘’Genellikle radikal mekanizmalar fotokimyasal reaksiyonlar gerçekleştirmeye yatkındır ama burada tam tersi geçerli. ‘’ dedi. Ekip bir dizi radikal yakalama ve döteryum etiketli reaksiyonla 100 Celcius’ta substrata bir H atomu aktardığını ve Kobalt merkezinde bir radikal bıraktığını gözlemledi.Bu Hidrojen atomu hızlıca alken tarafından tutulur ve indirgenmiş alken üretmek için reaksiyona girer. Ancak mavi kesil lambasının mavi ışığı altında Kobalt ligandı 18 elektronlu kararlı bir katalizörü 16 elektronlu reaktif bir katalizöre dönüştürür. Bu olay aklenin katalizöre bağlanması için bir boşluk oluşturur ve sonucunda hidrojenere olmuş bir alken meydana gelir.
Almanya’daki Aachen Üniversitesi’nden organometalik kimya dalından Christopker Teskey, bu katalizörün mekanik yollara dayalı seçicilik göstermesinin, birinci derecedeki geçiş metali kataliz araştırmasını ileriye götürebileceğini söyledi. Makale ayrıca, ışıkla reaktive olan ve kullanımı kolay katalizörlerin potansiyelini de göstermiştir. Teskey; ‘’ Pek çok insanın eldiven kutusu dahi yokken bugünlerde neredeyse her sentetik kimyasal grupta bir dizi mavi LED kullanılıyor’’ dedi.
Kaynak : acs.org
