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Enregistrement W2320327705 · doi:10.1021/acs.accounts.6b00012

Understanding the Kinetics and Spectroscopy of Photoredox Catalysis and Transition-Metal-Free Alternatives

2016· article· en· W2320327705 sur OpenAlexafffund
Spencer P. Pitre, Christopher D. McTiernan, J. C. Scaiano

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueRadical Photochemical Reactions
Établissements canadiensUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanada Research ChairsCanada Foundation for Innovation
Mots-clésKineticsPhotoredox catalysisTransition metalCatalysisSpectroscopyChemistryPhotochemistryChemical physicsNanotechnologyMaterials sciencePhotocatalysisOrganic chemistryPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Over the past decade, the field of photoredox catalysis has gained increasing attention in synthetic organic chemistry because of its wide applicability in sustainable free-radical-mediated processes. Numerous examples have shown that under carefully optimized conditions, efficient and highly selective processes can be developed through excitation of a photosensitizer using inexpensive, readily available light sources. However, despite all of these recent advancements, some generalizations and/or misconceptions have become part of the photoredox culture, and often many of these discoveries lack in-depth investigations into the excited-state kinetics and underlying mechanisms. In this Account, we begin with a tutorial for understanding both the redox properties of excited states and how to measure the kinetics of excited-state processes. We discuss the generalization of direct excitation of closed-shell species to generate more potent reductive or oxidative excited states, using the helium atom as a quantitative example. We also outline how to apply redox potentials to calculate whether the proposed electron transfer events are thermodynamically feasible. In the second half of our tutorial, we discuss how to measure the kinetics of excited-state processes using techniques such as steady-state and time-resolved fluorescence and transient spectroscopy and how to apply the data using Stern-Volmer and kinetic analysis. Then we shift gears to discuss our recent contributions to the field of photoredox catalysis. Our lab focuses on developing transition-metal-free alternatives to ruthenium and iridium bipyridyl complexes for these transformations, with the goal of developing systems in which the reaction kinetics is more favorable. We have found that methylene blue, a member of the thiazine dye family, can be employed in photoredox processes such as oxidative hydroxylations of arylboronic acids to phenols. Interestingly, we were able to demonstrate that methylene blue is more efficient for this reaction than Ru(bpy)3Cl2, which upon further examination using transient spectroscopic techniques we were able to relate to the reductive quenching ability of the aliphatic amine. Recently we were also successful in applying methylene blue for radical trifluoromethylation reactions, which is discussed in detail. Finally, we have also demonstrated that common organic electron donors, such as α-sexithiophene, can be used in photoredox processes, which we demonstrate using the dehalogenation of vic-dibromides as a model system. This is a particularly interesting system because well-defined, long-lived intermediates allowed us to fully characterize the catalytic cycle. Once again, through an in-depth kinetic analysis we were able to gain valuable insights into our reaction mechanism, which demonstrates how powerful a tool proper kinetic analysis can be in the design and optimization of photoredox processes.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,003
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,083
Tête enseignante GPT0,350
Écart entre enseignants0,267 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreSynthèse

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations215
Publié2016
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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