Organické push-pull chromofory pro fotoredox katalýzu

Ing. Zuzana Hloušková

Master's thesis

Organic push-pull chromophores for photoredox catalysis

Abstract:

Byla provedena literární rešerše na téma využití organických push-pull molekul ve fotoredox katalýze viditelným světlem. Byly nalezeny celkem čtyři třídy sloučenin využívaných v současné době ve fotoredox katalýze, pozornost byla zaměřena především na čistě organické substance. V experimentální části práce bylo syntetizováno šest nových push-pull chromoforů s akceptorní částí na bázi pyrazin-2,3-dikarbonitrilu, benzen-1,2-dikarbonitrilu nebo imidazol-4,5-dikarbonitrilu, které mají potenciál využití ve fotoredox katalýze. Jako donorní části byly využity thiofen, 2-methoxythiofen a jejich kombinace s trojnou vazbou. K přípravě cílových produktů byl využit Sonogashirův a Suzukiho-Miyaurův cross-coupling. Struktura a čistota cílových sloučenin byla potvrzena pomocí TLC, bodů tání, HR-MALDI-MS, 1H a 13C NMR. Fundamentální vlastnosti a míra vnitřního přenosu náboje byly dále zkoumány pomocí UV-VIS absorpční spektroskopie, tepelné vlastnosti pak diferenční skenovací kalorimetrií. Ve spolupráci byly rovněž provedeny předběžné testy katalytické účinnosti připravených derivátů v zkříženém dehydrogenativním kaplingu.

Abstract:

A literature search work focusing on utilization of organic push-pull chromophores in photoredox catalysis using visible light has been carried out. In overall, four classes of substances currently used in the photoredox catalysis have been found. The attention has mainly been focused on purely organic substances. Six new chromophores with acceptor based on pyrazine-2,3-dicarbonitrile, benzene-1,2-dicarbonitrile or imidazole-4,5-dicarbonitrile and potential use in photoredox catalysis were prepared. Thiophene, 2 methoxythiophene and their combinations with acetylenic linker were used as electron donors. Suzuki-Miyaura and Sonogashira cross-coupling reactions were employed to gain the target chromophores. The molecular structure and purity of all target compounds have been verified by TLC, melting points, HR-MALDI-MS, 1H and 13C NMR. Fundamental properties and extent of the intramolecular charge-transfer were further studied by UV-VIS absorption spectra, thermal behavior by differential scanning calorimetry. Preliminary catalytic tests in cross-dehydrogenative coupling reaction were carried out in collaboration.

Keywords

fotoredox katalýza, push-pull chromofor, intramolekulární přenos náboje, pyrazin

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2016
• Supervisor: doc. Ing. Filip Bureš, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Master programme / field:
Chemistry / Organic Chemistry