نقش مهم ناپایداری یک کمپلکس در سنتز نانوذرات پالادیم

اخبار دانشگاهی را از «کانال اخبار دانشگاهی SNN.ir» دنبال کنید

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ محققان در بررسی نقش عوامل مؤثر در تشکیل نانوذرات پالادیم دریافتند که ناپایداری یک کمپلکس فلزی نقش مؤثری در فرآیند دارد. پیش از این تصور می‌شد که کمپلکس NHC-فلز بسیار پایدار بوده و همین پایداری در فرآیند کاتالیستی نقش دارد.

کمپلکس‌های فلزی که دارای لیگند کاربن هتروسیکل N (لیگندNHC ) نقش مؤثری در برخی از واکنش‌های کاتالیستی دارند. پایداری بالای کمپلکس NHC- فلز و سنتز رایج پیش‌ماده‌ای کاتالیستی دارای ارزش زیادی در کاربردهای عملی است. دانشمندان تصور می‌کردند اتصال قوی لیگند به فلز و پایداری بالای کمپلکس NHC- فلز در شرایط کاتالیستی وجود دارد.

با این حال، مطالعات اخیر نشان می‌دهد که کمپلکس pd-NHC لیگندهای NHC را در محلول رهاسازی کرده و نانوذرات و نانوخوشه‌های pd تشکیل می‌شود. بعد از اولین مرحله از واکنش کاتالیستی، کمپلکس پالادیم تبدیل به گونه‌های R-Pd(NHC)-X می‌شود. جالب توجه است که در جفت شدن R-NHC، لیگند NHC و گروه آلی R درگیر شده و موجب رهاشدن NHC به درون محلول می‌شود. این آزمایش نشان داد که نانوذرات فلزی در این واکنش تشکیل می‌شوند و آزمون‌های مختلف ثابت کرد که نانوذرات نقش کلیدی در واکنش کاتالیستی دارند.

محاسبات شیمیایی کوانتومی نشان می‌دهد که سد اکتیواسیون نسبتاً کمی برای جفت شدن R-NHC وجود دارد که موجب می‌شود این فرآیند در شرایط واکنش معمولی قابل انجام شود.

این مطالعه نشان می‌دهد که لیگندهای NHC می‌توانند به سادگی به شکل نمک آزولیم وارد محلول شوند؛ این امر به دلیل جفت شدن H-NHC یا C-NHC است. نمک آزولیم، از انحلال لیگندهای NHC شکل می‌گیرد و به‌عنوان پایدارکننده عمل کرده و در تشکیل نانوذرات در فاز سیال نقش مهمی را ایفا می‌کنند. این مطالعه نشان داد که یک مُد جدید در سامانه Pb-NHC وجود دارد؛ جایی که فرآیند کاتالیستی توسط چارچوب Pb-NHC مدیریت می‌شود. این در حالی است که پیش از این تصور می‌شد که پایداری عامل مدیریت این فرآیند است.

این یافته محققان با نتایج واکنش میزوریکی-هک فاصله زیادی دارد. بنابراین ساز و کار برخی از واکنش‌های کاتالیست لازم است دوباره بررسی شده تا اثر بی‌ثباتی کمپلکس NHC- فلز در آنها در نظر گرفته شود.