Redoks Reaksiyonları için Yeni Bir Madde Sınıfı
Fotoğraf-1: Sentezden sonra pirazinasenler indirgenmiş formda bulunur. İlk oksidasyon adımından sonra zincirler oluşur. İkinci bir oksidasyonda, tekrar izole olurlar, ancak bu aşamada tamamen düzlemseldirler.Pirazinasenler geri dönüşümlü olarak oksitlenebilir ve azaltılabilir.
Disiplinler arası, çok uluslu bir araştırma ekibi, tersine çevrilebilir şekilde oksitlenebilen ve indirgenebilen yeni bir kimyasal bileşikler sınıfı sundu. ‘Pirazinasenler’ olarak bilinen bileşikler, bir dizi,bağlı nitrojen içeren karbon halkasından oluşan basit, kararlı bileşiklerdir. Araştırmacıların Communications Chemistry bilim dergisinde tanımladıkları gibi elektrokimya veya sentezdeki uygulamaları için uygundur .
Redoks reaksiyonları günlük yaşamımızda önemli bir rol oynar. Bu reaksiyonlarda, bir bileşik elektronları serbest bırakıp oksitlenirken, diğeri elektronları kabul ederek indirgenir. Bu tür redoks reaksiyonlara, canlı organizmalar tarafından enerji depolamak için kullanımı örnek verilebilir.
Redoks reaksiyonları, enerjinin kimyasal bileşikler kisvesi altında depolanabildiği veya taşınabildiği elektrokimyada da önemli bir rol oynamaktadır. Çoğu kimyasal sentez, temel seviyelerinde indirgeme ve oksidasyon reaksiyonlarını da içerir. Bu nedenle, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar, tersine çevrilebilir şekilde oksitlenebilen ve indirgenebilen ve böylece indirgeyici veya oksitleyici maddeler olarak da işlev görebilen basit, kararlı kimyasal bileşikler arıyorlar.
Çok Aşamalı Oksidasyon Mümkündür
Tsukuba Ulusal Malzeme Bilimi Enstitüsü’nden (Japonya) Dr. Jonathan P. Hill ve Basel Üniversitesi’nden Profesör Thomas Jung ve Paul Scherrer Enstitüsü (İsviçre) liderliğindeki ekipler, ilk kez pirazinasenlerin bu gereksinimleri karşıladığını ve çok aşamalı bir süreçte geri dönüşümlü olarak oksitlenebileceğini deneysel olarak gösterdiler.
Pirazinasenler, karbon, azot ve hidrojen atomlarının bağlı halkalarından oluşan yeni bir bileşik kategorisidir. İlk olarak Hill ekibi tarafından tasarlanmış, sentezlenmiş ve kimyasal olarak karakterize edilmiştir.
Çözelti içinde, farklı sayıda bağlı halkalardan oluşabilen bileşikler, elektronları geri dönüşümlü olarak serbest bırakabilir ve kabul edebilir. Aksi takdirde bir test tüpünde çalışılacak olan bu yön, şimdi ilk kez, Basel Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Jung ekibi ve İsviçre Nanobilim Enstitüsü tarafından bir yüzeyde deneysel olarak gözlemlendi. Jung grubundaki pirazinasenleri karakterize eden Dr. Fatemeh Mousavi, “Pirazinasenler bir yüzey üzerinde birkaç adımda tersine çevrilebilir şekilde oksitlenir. Teknik uygulamaları için, yüzeylere bağlandıklarında redoks reaksiyonlarını da desteklediklerini bilmek önemlidir,” diye bildirdi.
Oksidasyon Hali Tanımlandı
Taramalı tünelleme mikroskobu ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi kullanarak, bilim adamları, bileşiklerin oksidasyon durumuna bağlı olarak kendilerini farklı şekilde düzenlediklerini gözlemlediler. Doğal indirgenmiş formda (sentezden hemen sonra elde edilir), moleküller, bir yüzey üzerinde biriktirildiklerinde izole edilir ve hareketsiz hale gelirken, ilk oksidasyon adımından sonra zincirler oluşturmak için harekete geçerler. İkinci bir oksidasyon adımı molekülün geometrisini değiştirir ve bunlar tekrar izole edilir ve hareketsiz hale gelir.
İlginç bir şekilde, pirazinasenlerin oksidasyon ve indirgeme reaksiyonları sadece kimyasal bir dürtüden etkilenmez, aynı zamanda ışıkla da uyarılabilir, böylece foto-redoks aktif olarak kabul edilebilirler.
Thomas Jung,” araştırmalarımız, pirazinasenlerin, kimyasal sentezde fotoredoks bazlı reaksiyonları desteklemek veya elektrokimyasal süreçlerin göstergeleri olarak hareket etmek için kullanılabilecek ilginç bir bileşik sınıfı olduğunu göstermiştir ” dedi.
Kaynak: chemeurope.com
