Metode til at anvende mikrofluidiske elektrokemiske teknologier til redox-neutrale reaktioner med enkeltelektronoverførsel

Et team af kemikere og ingeniører ved MIT har fundet en ny måde at anvende mikrofluidiske elektrokemiske teknologier på redox-neutrale reaktioner med enkeltelektronoverførsel (SET). I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver introduktion af en mikrofluidisk redox-neutral elektrokemi til platformen og forklarer, hvorfor de mener, at den har bred anvendelighed til SET-kemi. Jian-Quan Liu, Andrey Shatskiy og Markus Kärkäs har publiceret et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der skitserer den nyere historie om fotoredox-katalyse og elektrosyntese, og forklarer, hvorfor det er en vigtig komponent i søgningen efter nye syntetiske metoder - de skitserer også arbejdet fra teamet på MIT.

I løbet af de sidste mange år, kemikere har undersøgt nye måder at bruge fotokatalyse af synligt lys som en del af organisk syntese. Og selvom sådanne bestræbelser har vist sig frugtbare på en række forskellige måder, de er også stødt ind i alvorlige begrænsninger – behovet for genjustering af redoxpotentialer, for eksempel, og de høje omkostninger forbundet med brug af fotokatalysatorer af overgangsmetal. Der har også været problemer med inkompatibilitet og behovet for at fjerne overgangsmetaller. Sådanne problemer har fået kemikere til at vende sig til elektrosyntese, hvilken, som navnet antyder, er en type syntese, der er hjulpet af elektricitet. Forskerne bemærker, at på mange måder, elektrosyntese er et glimrende valg til brug i radikal kobling; i princippet, det er både enklere og billigere - en given prækursor oxideres nær anoden, mens dens modstykke er reduceret nær katoden. Det store problem har været, at den ene eller de andre partnere har mistet stabiliteten, før de mødes et sted i centrum.

I denne nye indsats, teamet på MIT har fundet en vej rundt om dette problem ved at placere komponenterne tæt på hinanden i en mikrofluidplatform. I deres opsætning, oxidations- og reduktionsreaktionerne finder kun sted på overfladerne af elektroderne, hvor de anvendte materialer (dicyanobenzen med en række partnere) kan mødes hurtigt og reagere. Liu, Shatskiy og Kärkäs foreslår, at denne nye tilgang skal give kemikere et kraftfuldt nyt værktøj til brug i arbejdet med redox-neutrale frie radikaler.

© 2020 Science X Network