3DPAFIPN come dicianobenzene alogenato

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 13142 (2023) Citare questo articolo

2419 accessi

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Utilizzando la reazione di ciclocondensazione tandem Knoevenagel-Michael di acido barbiturico/acido 1,3-dimetilbarbiturico, malononitrile e aril aldeidi, è stata ideata una metodologia sostenibile per la fotosintesi di scaffold pirano[2,3-d]pirimidinici. Il presente studio espone lo sviluppo di un approccio sintetico radicale verde verso questa classe di composti. In questo studio, un nuovo fotosensibilizzatore alogenato a base di dicianobenzene è stato utilizzato in una soluzione acquosa, esposto all'aria a temperatura ambiente e attivato da un LED blu come fonte di energia rinnovabile allo scopo di generare energia. Lo scopo principale di questo sforzo è quello di impiegare un donatore-accettore alogenato a base di cianoarene (D–A) recentemente sviluppato, facilmente ottenibile e dal prezzo accessibile. Il fotocatalizzatore 3DPAFIPN [2,4,6-tris(difenilammino)-5-fluoroisoftalonitrile]}, come fluorescenza ritardata attivata termicamente (TADF), è in grado di indurre il trasferimento di un singolo elettrone (SET) in seguito all'irradiazione con luce visibile, offrendo così un approccio semplice ed efficiente con un alto grado di efficacia, efficienza energetica ed eco-compatibilità. Il suddetto fenomeno facilita l'esplorazione dei cambiamenti temporali avvenuti nelle interazioni tra l'ambiente circostante e i costituenti chimici. Il presente studio mirava a studiare il numero di turnover (TON) e la frequenza di turnover (TOF) per gli scaffold pirano[2,3-d]pirimidinici. Inoltre, è stato dimostrato che la ciclizzazione su scala grammo è un metodo praticabile per l'utilizzo in applicazioni industriali.

Nella letteratura contemporanea, la catalisi fotoredox è stata sfruttata come origine di metodologie pionieristiche nel campo della chimica organica1,2,3,4. Il campo della catalisi fotoredox, che prevede l'integrazione di reazioni promosse dai metalli con cicli fotoredox, ha raccolto notevole attenzione sia dal mondo accademico che dall'industria5. L'argomento strategico della ricerca prevede l'utilizzo di coloranti organici economici, facilmente sintetizzabili ed efficienti per facilitare lo sviluppo di reazioni promosse dai metalli nuove, efficaci e selettive6. All'interno di questo dominio, i coloranti organici devono sforzarsi di soppiantare i complessi inorganici ampiamente utilizzati che dipendono da Ir(III) e Ru(II). Questi complessi sono notevoli per la loro prolungata durata dello stato eccitato, che può inclinare verso l'estinzione dinamica se giustapposti a molecole organiche. Tipicamente, i coloranti organici presentano una durata dello stato eccitato più breve, un ostacolo significativo nella formulazione di meccanismi fotoredox efficaci. La comunità scientifica ha mostrato un notevole interesse verso un gruppo distinto di cromofori organici per le loro notevoli caratteristiche ed efficacia7. Le molecole in esame mostrano una caratteristica unica nota come fluorescenza ritardata attivata termicamente (TADF), che si osserva in molecole che hanno un gap energetico trascurabile (tipicamente inferiore a 0,2 eV) tra i loro due stati eccitati più bassi, cioè S1 e T1. In condizioni ambientali, nelle molecole in esame avviene il fenomeno dell'incrocio inverso dell'intersistema (RISC) dallo stato eccitato di tripletto (T1) allo stato eccitato di singoletto (S1), facilitato da una via attivata termicamente. Ciò si traduce nella produzione di un fenomeno di fluorescenza ritardata, che è comunemente osservato in tali sistemi. Il compito da svolgere riguarda l'accoppiamento della notevole efficienza del calcolo del set di istruzioni ridotto (RISC) con l'encomiabile resa quantistica della fluorescenza. L'anno 2012 ha visto un contributo significativo al campo dei diodi organici a emissione di luce (OLED) attraverso la pubblicazione di un articolo fondamentale di Adachi8. Questo articolo riporta lo sviluppo di successo di molecole di dicianobenzene con proprietà fotofisiche desiderabili e le loro applicazioni dimostrate negli OLED. Successivamente a questi risultati iniziali, analoghi cromofori TADF sono stati implementati in diversi domini, come la fotocatalisi7,9. A causa della facile manipolabilità dei loro potenziali redox e dei protratti stati eccitati di singoletto derivanti dal TADF, gli isoftalonitrili rappresentano una classe promettente di cromofori per l'impiego come fotocatalizzatori organici, facilitando numerose trasformazioni chimiche10. Il composto 2,4,6-tris(difenilammino)-5-fluoroisoftalonitrile (3DPAFIPN) è stato sempre più utilizzato in varie procedure sintetiche attivate dalla luce visibile. Esempi di tali protocolli includono ciclizzazioni intramolecolari11,12 nonché la formazione di legami C–C13,14, N–C15 e P–C165.