发光量子点可以减轻新化合物的合成

发光量子点可以减轻新化合物的合成

有一次你可以漫步在制药公司的实验室里,几乎看不到光被用来调解化学反应。现在的“氧化还原催化剂”已成为合成新的有机化合物的重要途径。

量子点具有矿物的化学和光稳定性,但在外面有一层有机分子,“它可以像在溶液中操纵小分子一样被操纵。你可以喷涂它们,你可以在表面上涂上它们,你可以混合它们,并与它们做不同的化学成分,“化学教授和化学教授Todd Krauss说。(大学插画/ Michael Osadciw) 

这类化学可能很快被更广泛使用和廉价地感谢罗切斯特大学的研究人员。

在最近发表在美国化学学会杂志的一篇文章中,Todd Krauss和Daniel Weix的实验室首次证明如何发光量子点可以作为氧化还原催化剂产生的碳碳键。

此外,研究人员包括Jill Caputo 16(博士)和Norman Zhao的17来自Weix实验室的Leah Frenette 14(MS)和Kelly Sowers 16(博士)从克劳丝的小组发现,量子点创建这些债券一样有效现在使用的氧化还原化学稀有金属催化剂,如钌和铱。

“潜在的影响可能是巨大的,”Weix说,在化学系副教授。碳-碳键是许多分子形式的基本组成部分,其中许多都是生物学功能所必需的。

量子点在医药、精细化学品和农用化学品的合成中有潜在的应用前景。“这些都是市场中的人是最积极寻找具有新特性的化合物,”Weix说。

量子点是微小的半导体晶体。包含了数千个原子,他们“生活在一块大块矿物的世界中,像一大块岩石,拥有几十亿个原子和一个只有10个或20个原子的分子,”化学教授兼系主任克劳丝说。但是,他补充道,“量子点具有分子和宏观世界的特性。”

例如,量子点具有矿物的化学和光稳定性,但在外面有一层有机分子,“它可以像在溶液中操纵小分子一样被操纵。你可以喷涂它们,你可以在表面上涂上它们,你可以混合它们,并与它们做所有不同的化学物质,“克劳丝说。

到目前为止,大多数化学家已经研究了量子点的基本特性,主要应用于诸如电视机等显示器。这个特殊的发现起源于罗切斯特的前期工作,证明量子点可能是极好的氢燃料的氢键催化剂。

在这项研究中,克劳丝和Weix测试了镉/硒的有效性(CdSe)用五知名photoredox反应创造碳-碳键的量子点。他们发现,一个单一尺寸,容易制作的CdSe量子点可以取代几种不同的催化剂,现在使用,同等或更高的效率。

“从更简单的化学反应,在量子点作为唯一的氧化还原介[电子]独家代理转让,涉及一个或多个助催化剂的反应,在瓶的试剂很多,”Weix说。“有一个问题,开始在这些点是否会生存在这个化学炖,但他们没有。”

Weix警告说,论文只是一个”的第一步,让你可以利用半导体量子点取代其他催化剂。”的点可能需要进一步细化为适合于工业应用。

但他对他们的潜力感到兴奋,势头似乎正在建设。他指出,在他们的工作的同时,西北部的同事们在改进量子点催化剂方面迈出了重要的一步。weix进一步指出,相关工作与纳米二氧化钛的光化学(TiO2)来自渥太华大学和威斯康星大学的研究人员。

“我们和其他人,到目前为止,如何看待量子点在反应,合理地进行研究,因为这是一个新的催化剂,我们想比较它之前发生了什么,”Weix说。下一步是看看这些事情做什么,其他什么都不能做。这是对未来的承诺。”

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