اکسایش فوتوکاتالیزوری اکسیم ها و سمی کاربازون ها با استفاده از فوتوکاتالیست تیتانیم دی اکسید
چکیده
یک روش جا لب برای اکسیداسیون ترکیبا ت آلی روش فوتوکاتالیزوری ( استفا ده از انرژی نور و پودر نیمه رسانای تیتانیم دی اکسید ) است0 این قبیل فوتوکاتالیزورهای هتروژن در حلال های آلی معمولا استونیتریل به کار می روند. وقتی سوسپانسیون TiO2 در معرض نور UV قرار می گیرد فرآیند فوتوکاتالیزوری آغا ز شده جفت الکترون- حفره ایجاد می گردد. تحریک نیمه رسانا توسط نوری با انرژی بیشتر از نوار شکا ف صورت گرفته، لذا الکترون از نوار ظرفیت به نوار هدایت ارتقا می یا بد. سپس حفره ،از جای خالی الکترون در نوار ظرفیت ایجاد می گردد.
شکست اکسیم و ایجاد آلدهید و کتن تحت شرایط ملایم از واکنش های مهم است زیرا اکسیم ها به عنوان یک گروه محافظ برای حفاظت آلدهید وکتن به کار می روند و به طور گسترده برای خالص سا زی ترکیبا ت کربونیل استفاده می شوند. در این تحقیق اکسایش فوتو کاتالیزوری اکسیم در حضور فوتو کا تا لیزور TiO2 مورد بررسی قرار گرفت. اثر نور UV حاصل از لامپ 400 وات جیوه،اکسیژن، تیتانیم دی اکسید، زمان تابش، مقدار TiO2و بازده آزما یش شد. در این روش برای ایجاد ترکیبا ت کربونیل از اکسیم، از تیتا نیم دی ا کسید در حضور اکسیژن و نور UV حا صل از لامپ 400 وات جیوه استفاده شد. مد ت زما ن تابش برای حداکثر تبدیل ترکیبات اکسیم به کربونیل، بین 5/0 تا 20 سا عت به دست آمد.
در یک آزمایش نمونه ای از اکسیم در حلا ل استونیتریل، بدون آن که TiO2به آن افزوده شود، تحت تابش نور UV قرار گرفت. در آزمایش دیگر اکسیم در حلا ل استو نیتریل حل، سپس TiO2به آن افزوده، در غیاب نور UV به هم زده شد. در هر مورد، پیشرفت قابل ملا حظه ای مشاهده نشد.
هم چنین در حضور اکسیژن ، سرعت و کارآیی واکنش فو تو کاتالیزوری بهبود یافت. در اصل مولکول اکسیژن به طور مؤثر الکترون نوار هدایت را به دام انداخته، از ترکیب مجدد حفره و الکترون جلوگیری می نماید.
د ر آزما یش دیگر، تا ثیر مقدار کا تا لیزور بر روی پیشرفت واکنش در حضور نور UV و اکسیژن مورد بررسی قرار گرفت. مخلوط واکنش شا مل استوفنون اکسیم (1- میلی مول )،استونیتریل (17 - میلی لیتر) وتیتانیم دی اکسید به ترتیب با مقادیر 1/03 ، 0/518، 0/337، 0/250، 0/200، 0/100 و 0/060 میلی مول آزمایش شد. مخلوط واکنش به مد ت 4 ساعت تحت تابش نور UV قرار گرفت. پیشرفت واکنش در همه موارد 100 % به دست آمد. پیشرفت واکنش فوتو کا تا لیزوری توسط TLC دنبا ل گردید. تیتانیم دی اکسید با استفاده از سانتریفوژ از مخلوط واکنش جدا، سپس حلال تبخیر، توسط کروماتوگرافی صفحه سیلیکاژل، محصول جداسازی و خالص سازی شد. بازده ترکیبات کربونیلی حاصل، بین ( 96-60 ) درصد به دست آمد که توسط روش های دستگاهی IR و 1H NMR شناسایی شد.
ترکیبات سمی کاربازون به طور گسترده بزای محافظت و خالص سازی ترکیبات کربونیل به کار می رود. در این تحقیق،اکسایش فوتوکاتالیزوری سمی کاربازون در حضور فوتوکاتالیزور TiO2مورد بررسی قرار گرفت و ایجاد آلدهید و کتن از ترکیبات سمی کاربازون، با استفاده از فوتوکاتالیزور تیتانیم دی اکسید مطالعه شد.
برای نمونه،مخلوط واکنش شامل: استوفنون سمی کاربازون ( 0/5 میلی مول )، استونیتریل(15 میلی لیتر) و تیتانیم دی اکسید ( 0/5 میلی مول) بود که به مدت 5 روز تحت تابش نور UV ، حاصل از لامپ جیوه 400 وات جیوه به هم زده شد. تیتانیم دی اکسید با استفاده از سانتریفوژ از مخلوط واکنش جدا، سپس حلال تبخیر، توسط کروماتوگرافی صفحه سیلیکاژل، محصول جداسازی و خالص سازی شد. بازده ترکیبات کربونیلی حاصل، بین ( 90-56 ) درصد به دست آمد که توسط روش های دستگاهی IR و 1H NMR شناسایی گردید.