Reduktion af nitroarener til aminer uden behov for ekstreme forhold eller giftig reagensproduktion

TAS og lys-induceret elektron paramagnetisk resonans undersøgelser af katalysatoren. a, tidsopløste transiente absorptionsspektre for CuFeS₂ katalysator, der viser den optiske densitetsforskel (ΔOD) som funktion af bølgelængde ved forskellige tidsforsinkelser. b, Transient dynamik af CuFeS₂ PIA ved 590 nm og fotoblegning (PB) ved 910 nm. c, Skematisk repræsentation af energiniveaudiagrammer for CuFeS₂ og hydrazin. LUMO, laveste besatte molekylære orbital. d, Den fotoexciterede mellemart af katalysatoren med hydrazin i overensstemmelse med hydrazins oxidation ved at overføre elektroner fra dens HOMO til de energimatchende fotogenererede huller i valensbåndet af CuFeS₂ (c). e, Fremkomsten af tre-elektron reduktionsmellemproduktet af nitrobenzen ved lysbestråling. Kredit:Nature Nanotechnology (2022). DOI:10.1038/s41565-022-01087-3

Et team af forskere tilknyttet enheder i Tjekkiet, Grækenland og Tyskland har udviklet en måde at reducere nitroarener til aminer, der ikke producerer giftige reagenser og ikke involverer ekstreme forhold. De har offentliggjort deres resultater i Nature Nanotechnology .

Reduktion af nitroarener til aminer er en almindelig procedure i kommercielle applikationer - det er en del af processen involveret i at skabe produkter som polymerer, plast og maling. Den nuværende reduktionsmetode kræver behandling ved temperaturer så høje som 100 grader Celsius, brug af ædelmetalkatalysatorer og brintgas under højt tryk. Sådanne forhold har fået forskere til at lede efter andre måder at få arbejdet gjort på. En lovende tilgang involverer brugen af plasmoniske interaktioner. I denne nye indsats udvider forskerne denne forskning.

Reduktionsprocessen, de udviklede, starter med chalcopyrit nanokrystaller med plasmonresonans svarende til guld nanopartikler. Nanokrystallerne er ikke kun billigere, bemærker forskerne, men de har også forbedrede katalytiske egenskaber. Resultatet er en stigning i elektron-hul-par. I deres proces absorberes reaktanterne af nanokrystallerne.

Derefter tilføjede forskerne krystallerne til en hydrazin- og nitrobenzenopløsning og bombarderede derefter resultaterne med blåt lys i to timer. Hydrazinet reducerede nitrobenzenet til anilin med et 100 % udbytte. Forskerne bemærker også, at processen blev udført ved stuetemperatur, selvom reaktionen øgede opløsningens temperatur fra 25 grader til 58 grader Celsius, hvilket fremskyndede reaktionen. Det producerer heller ikke giftige reagenser. Og endelig involverer det brugen af kobberjernsulfid, som er let tilgængeligt.

Forskerne bemærker, at deres proces leverede omsætningsfrekvenser, der var uopnåelige i andre reaktioner, og at den har en størrelsesorden reduceret omkostningsnormaliseret hastighed for selektivt at reducere nitroarener. + Udforsk yderligere

Nanokrystaller lavet af amalgam af to metaller

Sidste artikelGraphene bliver forbedret ved at blinke

Næste artikelNanomaterialer:Lysafhængige atomklynger til registreringsapplikationer